CN110683351A

CN110683351A - 一种自动化取物治具

Info

Publication number: CN110683351A
Application number: CN201910795536.XA
Authority: CN
Inventors: 何平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2020-01-14

Abstract

本发明公开了一种自动化取物治具，包括外框架、旋转机构和取物治具机构，所述外框架的底部对称安装有X轴滑块，且X轴滑块的下方连接有X轴滑轨，所述X轴滑轨与X轴滑块的外侧连接有固定螺栓，所述外框架的左侧内壁固定有升降机构，且外框架的右侧内壁焊接有Y轴滑轨，所述Y轴滑轨的外侧滑动连接有Y轴滑块，所述旋转机构安装于升降机构的右侧，且旋转机构和Y轴滑块之间连接有中心杆，所述中心杆的正面固定有安装板，所述取物治具机构固定于安装板的正面，且安装板的中间位置后侧安装有伸缩机构。本发明自动化程度高，省时省力，便于应用于产品的流水线加工领域，同时本发明在运行过程中稳定性好，不易对产品造成损伤。

Description

一种自动化取物治具

技术领域

本发明涉及产品加工技术领域，具体为一种自动化取物治具。

背景技术

治具是一个木工、铁工、钳工、机械、电控以及其他一些手工艺品的大类工具，主要是作为协助控制位置或动作(或两者)的一种工具，治具可以分为工艺装配类治具、项目测试类治具和线路板测试类治具三类，其中工艺装配类治具包括装配治具、焊接治具、解体治具、点胶治具、照射治具、调整治具和剪切治具；而项目测试类治具则包括寿命测试类治具、包装测试类治具、环境测试类治具、光学测试类治具、屏蔽测试类治具、隔音测试类治具等等；线路板测试类治具主要包括ICT测试治具、FCT功能治具、SMT过炉治具、BGA测试治具等等，在工业时代前就已被广泛使用，包括机械治具、木工治具、焊接治具、珠宝治具、以及其他领域，尤其是在对于产品的流水加工过程中，治具以其机械重复率高的特点，起着非常重要的作用。

目前市场上的治具自动化程度较低，费时费力，使用起来不方便，并且在进行伸缩、升降和旋转的运行过程中稳定性较差，易发生抖动而导致治具主体与被加工件之间发生脱落，同时现有的治具与被加工件进行固定时，易对被加工件的造成损伤的问题，为此，我们提出一种实用性更高的自动化取物治具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化取物治具，解决了现有的目前市场上的治具自动化程度较低，费时费力，使用起来不方便，并且在进行伸缩、升降和旋转的运行过程中稳定性较差，易发生抖动而导致治具主体与被加工件之间发生脱落，同时现有的治具与被加工件进行固定时，易对被加工件的造成损伤的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动化取物治具，包括外框架、旋转机构和取物治具机构，所述外框架的底部对称安装有X轴滑块，且X轴滑块的下方连接有X轴滑轨，所述X轴滑轨与X轴滑块的外侧连接有固定螺栓，所述外框架的左侧内壁固定有升降机构，且外框架的右侧内壁焊接有Y轴滑轨，所述Y轴滑轨的外侧滑动连接有Y轴滑块，所述旋转机构安装于升降机构的右侧，且旋转机构和Y轴滑块之间连接有中心杆，所述中心杆的正面固定有安装板，所述取物治具机构固定于安装板的正面，且安装板的中间位置后侧安装有伸缩机构。

优选的，所述外框架的结构为U字形结构，且外框架通过X轴滑块与X轴滑轨之间构成滑动结构，并且固定螺栓贯穿于X轴滑块与X轴滑轨的内部。

优选的，所述升降机构包括丝杆、第一伺服电机、轴承和滚珠滑台，且丝杆的顶部转动连接有第一伺服电机，所述丝杆的上下两端外侧套接有轴承，且丝杆的外壁螺纹连接有滚珠滑台。

优选的，所述旋转机构包括第一齿轮、第二齿轮和第二伺服电机，且第一齿轮的后侧连接有第二齿轮，并且第二齿轮的左侧转动连接有第二伺服电机。

优选的，所述第一齿轮和第二齿轮之间的连接方式为啮合连接，且第一齿轮与升降机构之间的连接方式为转动连接，并且第一齿轮与升降机构之间的转动角度为0-90°。

优选的，所述伸缩机构包括气缸、气缸调节阀、气泵、圆形导轨和滑杆，且气缸的后端安装有气缸调节阀，并且气缸调节阀的后端连接有气泵，所述气缸的左右两侧均安装有圆形导轨，且圆形导轨的内部贯穿有滑杆。

优选的，所述圆形导轨的内壁与滑杆的外壁紧密贴合，且圆形导轨与滑杆关于安装板的竖直中心线左右对称，并且滑杆与取物治具机构之间的连接方式为固定连接。

优选的，所述取物治具机构包括治具板、连接杆、气管、治具头和吸盘，且治具板的正面四角均固定有连接杆，所述连接杆的一端安装有气管，且连接杆的另一端安装有治具头，并且治具头的正面固定有吸盘。

优选的，所述连接杆和治具头的结构均为中空结构，且治具头通过连接杆和气管与气泵之间构成连通结构，并且吸盘的结构为弹性硅胶结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明设置X轴滑块和X轴滑轨之间可以平移滑动，可以将X轴滑轨固定在流水生产线的两侧，在通过X轴滑块相对X轴滑轨的滑动作用，调节整个治具相对上一步加工机构的距离，以便于控制合理的机构间隙，使得整个装置可以满足于加工空间的变化需求；

2.本发明设置升降机构中的丝杆和滚珠滑台之间通过螺纹作用进行连接，因此当第一伺服电机转动时，即可带动滚珠滑台进行升降移动，自动化程度高，同时Y轴滑轨和Y轴滑块与升降机构处于同一竖直平面内，可以利用自身的滑动作用，辅助升降机构的运作，维持升降机构的平稳安全性；

3.本发明设置旋转机构中的第一齿轮只有四分之一的啮齿，因此将整个旋转机构的旋转角度限制在到90°以内，利用第一齿轮与第二齿轮之间的啮合作用，实现旋转机构的旋转，齿轮传动结构稳定，耐磨程度高，有利于维持治具进行重复工作的稳定性；

4.本发明设置气缸调节阀可以调节气泵向气缸内部输送气体的速率，不仅可以保证气泵输送更加稳定的气流，从而保证气缸伸缩的稳定性，同时设置两组圆形导轨与滑杆，配合气缸进行使用，不仅有利于分散气缸的受力，还能避免气缸在伸缩过程中，取物治具机构发生转动偏转；

5.本发明设置取物治具机构可以一次抓取四个被加工件的，效率较高，并且被加工件与取物治具机构之间是通过吸盘的吸附作用进行固定的，吸盘较柔软，有利于减轻对被加工件的的伤害，同时吸盘内部的空气通过气管与气泵相互作用排出，增强了取物治具机构与被加工件之间固定的稳固性，避免在升降和旋转过程中发生脱落。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视局部结构示意图；

图3为本发明旋转机构俯视结构示意图；

图4为本发明气缸19、气缸调节阀20和气泵右侧视安装局部结构示意图；

图5为本发明气管与吸盘连接处结构示意图。

图中：1、外框架；2、X轴滑块；3、X轴滑轨；4、固定螺栓；5、升降机构；6、丝杆；7、第一伺服电机；8、轴承；9、滚珠滑台；10、Y轴滑轨；11、Y轴滑块；12、旋转机构；13、第一齿轮；14、第二齿轮；15、第二伺服电机；16、中心杆；17、安装板；18、伸缩机构；19、气缸；20、气缸调节阀；21、气泵；22、圆形导轨；23、滑杆；24、取物治具机构；25、治具板；26、连接杆；27、气管；28、治具头；29、吸盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种自动化取物治具，包括外框架1、X轴滑块2、X轴滑轨3、固定螺栓4、升降机构5、丝杆6、第一伺服电机7、轴承8、滚珠滑台9、Y轴滑轨10、Y轴滑块11、旋转机构12、第一齿轮13、第二齿轮14、第二伺服电机15、中心杆16、安装板17、伸缩机构18、气缸19、气缸调节阀20、气泵21、圆形导轨22、滑杆23、取物治具机构24、治具板25、连接杆26、气管27、治具头28和吸盘29，外框架1的底部对称安装有X轴滑块2，且X轴滑块2的下方连接有X轴滑轨3，X轴滑轨3与X轴滑块2的外侧连接有固定螺栓4，外框架1的左侧内壁固定有升降机构5，且外框架1的右侧内壁焊接有Y轴滑轨10，Y轴滑轨10的外侧滑动连接有Y轴滑块11，旋转机构12安装于升降机构5的右侧，且旋转机构12和Y轴滑块11之间连接有中心杆16，中心杆16的正面固定有安装板17，取物治具机构24固定于安装板17的正面，且安装板17的中间位置后侧安装有伸缩机构18；

外框架1的结构为U字形结构，且外框架1通过X轴滑块2与X轴滑轨3之间构成滑动结构，并且固定螺栓4贯穿于X轴滑块2与X轴滑轨3的内部，设置外框架1的底部安装了X轴滑块2和X轴滑轨3，X轴滑块2和X轴滑轨3之间可以平移滑动，可以将X轴滑轨3固定在流水生产线的两侧，在通过X轴滑块2相对X轴滑轨3的滑动作用，调节整个治具相对上一步加工机构的距离，以便于控制合理的机构间隙，使得整个装置可以满足于加工空间的变化需求，并且X轴滑块2与X轴滑轨3之间是利用固定螺栓4的螺纹作用进行固定的，结构简单，操作方便，升降机构5包括丝杆6、第一伺服电机7、轴承8和滚珠滑台9，且丝杆6的顶部转动连接有第一伺服电机7，丝杆6的上下两端外侧套接有轴承8，且丝杆6的外壁螺纹连接有滚珠滑台9，设置升降机构5中的丝杆6和滚珠滑台9之间通过螺纹作用进行连接，因此当第一伺服电机7转动时，即可带动滚珠滑台9进行升降移动，自动化程度高，同时Y轴滑轨10和Y轴滑块11与升降机构5处于同一竖直平面内，可以利用自身的滑动作用，辅助升降机构5的运作，维持升降机构5的平稳安全性；

旋转机构12包括第一齿轮13、第二齿轮14和第二伺服电机15，且第一齿轮13的后侧连接有第二齿轮14，并且第二齿轮14的左侧转动连接有第二伺服电机15，第一齿轮13和第二齿轮14之间的连接方式为啮合连接，且第一齿轮13与升降机构5之间的连接方式为转动连接，并且第一齿轮13与升降机构5之间的转动角度为0-90°，设置旋转机构12中的第一齿轮13只有四分之一的啮齿，因此将整个旋转机构12的旋转角度限制在0到90°以内，利用第一齿轮13与第二齿轮14之间的啮合作用，实现旋转机构12的旋转，齿轮传动结构稳定，耐磨程度高，有利于维持治具进行重复工作的稳定性；

伸缩机构18包括气缸19、气缸调节阀20、气泵21、圆形导轨22和滑杆23，且气缸19的后端安装有气缸调节阀20，并且气缸调节阀20的后端连接有气泵21，气缸19的左右两侧均安装有圆形导轨22，且圆形导轨22的内部贯穿有滑杆23，圆形导轨22的内壁与滑杆23的外壁紧密贴合，且圆形导轨22与滑杆23关于安装板17的竖直中心线左右对称，并且滑杆23与取物治具机构24之间的连接方式为固定连接，设置气缸19与气泵21的导管连接之间安装的气缸调节阀20，可以调节气泵21向气缸19内部输送气体的速率，不仅可以保证气泵21输送更加稳定的气流，从而保证气缸19伸缩的稳定性，还有利于调节气缸19伸缩的速率，同时设置两组圆形导轨22与滑杆23，配合气缸19进行使用，不仅有利于分散气缸19的受力，还能避免气缸19在伸缩过程中，取物治具机构24发生转动偏转，从而保证了整个伸缩过程的稳定进行；

取物治具机构24包括治具板25、连接杆26、气管27、治具头28和吸盘29，且治具板25的正面四角均固定有连接杆26，连接杆26的一端安装有气管27，且连接杆26的另一端安装有治具头28，并且治具头28的正面固定有吸盘29，连接杆26和治具头28的结构均为中空结构，且治具头28通过连接杆26和气管27与气泵21之间构成连通结构，并且吸盘29的结构为弹性硅胶结构，设置取物治具机构24上安装了四个治具头28，可以一次抓取四个被加工件的，效率较高，并且被加工件的与取物治具机构24之间是通过吸盘29的吸附作用进行固定的，吸盘29较柔软，有利于减轻对被加工件的伤害，同时吸盘29内部的空气通过气管27与气泵21相互作用排出，增强了取物治具机构24与被加工件之间固定的稳固性，避免在升降和旋转过程中发生脱落。

工作原理：对于这类的自动化取物治具，首先将X轴滑轨3固定在生产流水线的两侧，然后先分别拧松两侧的固定螺栓4，使得X轴滑块2与X轴滑轨3之间可以滑动，然后推动外框架1，使得X轴滑块2沿着X轴滑轨3滑动，调节整个装置与上一环节的加工装置之间的距离，然后拧紧固定螺栓4进行固定，再启动伸缩机构18中的气泵21，同时打开气缸调节阀20，气泵21工作正转向气缸19内部输送气体，气缸19内部气体增多，压力推动气缸19进行伸长，带动取物治具机构24中的治具板25向前移动，由于滑杆23与治具板25相固定，而圆形导轨22与安装板17相固定，因此滑杆23在治具板25的带动下在圆形导轨22内部向前滑动，直至四个治具头28靠近被加工件，吸盘29与被加工件表面接触；

由于气泵21向气缸19内部输送气体，同时连接杆26、气管27以及治具头28之间相连通，因此气泵21通过连接杆26、气管27以及治具头28会将吸盘29内部的气体抽走，从而使被加工件与吸盘29之间固定稳固，然后启动旋转机构12的第二伺服电机15，第二伺服电机15工作正转带动第二齿轮14顺时针转动，第二齿轮14带动第一齿轮13转动，第一齿轮13带动中心杆16、安装板17、伸缩机构18以及取物治具机构24等整体转动90°，将取物治具机构24呈水平方向转至朝向地面，同时启动升降机构5中的第一伺服电机7，第一伺服电机7工作正转，带动丝杆6在轴承8之间顺时针转动，轴承8对丝杆6进行支撑，丝杆6与滚珠滑台9之间发生螺纹作用，滚珠滑台9沿着丝杆6向下移动，带动中心杆16、安装板17、伸缩机构18以及取物治具机构24等整体向下移动，同时Y轴滑块11会随着沿着中心杆16的下移而沿着Y轴滑轨10向下滑动；

然后同理可得，气泵21工作反转，伸缩机构18回缩，同时气泵21通过连接杆26、气管27以及治具头28向吸盘29内部吹气，使得吸盘29与被加工件发生分离，被加工件的放置在流水线的传送带上，最后同理可得，第一伺服电机7和第二伺服电机15工作反转，即可带动整个装置恢复初始状态，完成一次完整的取物操作，就这样完成整个自动化取物治具的使用过程。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种自动化取物治具，包括外框架(1)、旋转机构(12)和取物治具机构(24)，其特征在于：所述外框架(1)的底部对称安装有X轴滑块(2)，且X轴滑块(2)的下方连接有X轴滑轨(3)，所述X轴滑轨(3)与X轴滑块(2)的外侧连接有固定螺栓(4)，所述外框架(1)的左侧内壁固定有升降机构(5)，且外框架(1)的右侧内壁焊接有Y轴滑轨(10)，所述Y轴滑轨(10)的外侧滑动连接有Y轴滑块(11)，所述旋转机构(12)安装于升降机构(5)的右侧，且旋转机构(12)和Y轴滑块(11)之间连接有中心杆(16)，所述中心杆(16)的正面固定有安装板(17)，所述取物治具机构(24)固定于安装板(17)的正面，且安装板(17)的中间位置后侧安装有伸缩机构(18)。

2.根据权利要求1所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述外框架(1)的结构为U字形结构，且外框架(1)通过X轴滑块(2)与X轴滑轨(3)之间构成滑动结构，并且固定螺栓(4)贯穿于X轴滑块(2)与X轴滑轨(3)的内部。

3.根据权利要求1所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述升降机构(5)包括丝杆(6)、第一伺服电机(7)、轴承(8)和滚珠滑台(9)，且丝杆(6)的顶部转动连接有第一伺服电机(7)，所述丝杆(6)的上下两端外侧套接有轴承(8)，且丝杆(6)的外壁螺纹连接有滚珠滑台(9)。

4.根据权利要求1所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述旋转机构(12)包括第一齿轮(13)、第二齿轮(14)和第二伺服电机(15)，且第一齿轮(13)的后侧连接有第二齿轮(14)，并且第二齿轮(14)的左侧转动连接有第二伺服电机(15)。

5.根据权利要求4所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述第一齿轮(13)和第二齿轮(14)之间的连接方式为啮合连接，且第一齿轮(13)与升降机构(5)之间的连接方式为转动连接，并且第一齿轮(13)与升降机构(5)之间的转动角度为0-90°。

6.根据权利要求1所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述伸缩机构(18)包括气缸(19)、气缸调节阀(20)、气泵(21)、圆形导轨(22)和滑杆(23)，且气缸(19)的后端安装有气缸调节阀(20)，并且气缸调节阀(20)的后端连接有气泵(21)，所述气缸(19)的左右两侧均安装有圆形导轨(22)，且圆形导轨(22)的内部贯穿有滑杆(23)。

7.根据权利要求6所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述圆形导轨(22)的内壁与滑杆(23)的外壁紧密贴合，且圆形导轨(22)与滑杆(23)关于安装板(17)的竖直中心线左右对称，并且滑杆(23)与取物治具机构(24)之间的连接方式为固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述取物治具机构(24)包括治具板(25)、连接杆(26)、气管(27)、治具头(28)和吸盘(29)，且治具板(25)的正面四角均固定有连接杆(26)，所述连接杆(26)的一端安装有气管(27)，且连接杆(26)的另一端安装有治具头(28)，并且治具头(28)的正面固定有吸盘(29)。

9.根据权利要求8所述的一种自动化取物治具，其特征在于：所述连接杆(26)和治具头(28)的结构均为中空结构，且治具头(28)通过连接杆(26)和气管(27)与气泵(21)之间构成连通结构，并且吸盘(29)的结构为弹性硅胶结构。