CN110899956A - 一种带升降功能的自定心夹具及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带升降功能的自定心夹具，安装在不锈钢滚筒输送线上，包括底板、升降机构、气爪和自定心夹具；所述底板安装在不锈钢滚筒输送线机架上，所述升降机构安装在所述底板上，所述气爪安装在所述升降机构上；所述自定心夹具设有两套，分别安装在所述气爪的导向杆的两端并随气爪的开合而夹紧或松开不锈钢锅，所述自定心夹具从滚筒之间的间隙伸出滚筒上侧或缩回滚筒下侧，所述自定心夹具装有用于夹正不锈钢锅。本装置为不锈钢复合底锅压力焊工序的自动化实现提供了切实可行的定位保障，大大降低了产品换线的调节难度和时间，适合于大部分需要在滚筒面上定位的圆形产品。

Description

一种带升降功能的自定心夹具及其工作方法

技术领域

本发明涉及定心夹具设备技术领域，尤其涉及一种带升降功能的自定心夹具及其工作方法。

背景技术

不锈钢复合底锅压力焊自动化系统中，不锈钢锅经高温加热炉出来，为保证自动机械手能精准夹取不锈钢锅，需要将不同直径高度的不锈钢锅作自定心定位，以降低整套系统的调节难度。不锈钢锅从加热炉出来后锅口紧贴滚筒输送线，自动机械手无法直接抓取。系统采用了机械手夹取不锈钢锅，需找到合适的夹持位置来保证搬运的稳定和产品质量的稳定，不锈钢锅从前工序加热炉出来锅体高温且锅口朝下，吸盘抓取由于温度太高不合适，锅身抓取则容易划伤表面或快速搬运过程容易偏位。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种带升降功能的自定心夹具及其工作方法，可保证自动机械手可以准确地从滚筒输送线上将锅抓取。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种带升降功能的自定心夹具，安装在不锈钢滚筒输送线上，包括底板、升降机构、气爪和自定心夹具；所述底板安装在不锈钢滚筒输送线机架上，所述升降机构安装在所述底板上，所述气爪安装在所述升降机构上；所述自定心夹具设有两套，分别安装在所述气爪的导向杆的两端并随气爪的开合而夹紧或松开不锈钢锅，所述自定心夹具从滚筒之间的间隙伸出滚筒上侧或缩回滚筒下侧，所述自定心夹具装有用于夹正不锈钢锅。

底板用于固定并承托整个自定心夹具装置；升降机构可带动气爪实现升降功能，适合不同高度的锅具；气爪的使用，可通过其开合功能而实现自定心夹具的加紧和松开不锈钢锅。

所述升降机构包括导柱、直线轴承、升降气缸和升降活动板；所述升降气缸安装在所述底板上，所述升降气缸的活塞杆前端连接在所述升降活动板上，所述升降气缸的接口处装有节流阀；所述直线轴承安装在所述底板上，所述导柱一端固定在所述升降活动板上，其另一端穿设在所述直线轴承内并沿其滑动。导柱与直线轴承的配合组成导向支撑结构，为夹具升降提供导向和支撑，可保证夹具升降时不倾侧并减少摩擦力使滑动顺畅；升降气缸为自定心夹具的升降提供动力，节流阀的设置，可调节升降速度；升降活动板为气爪和自定心夹具提供稳定的固定。

所述自定心夹具包括定位柱和深沟球轴承，所述定位柱下端固定在所述气爪的两端，所述深沟球轴承安装在所述定位柱的顶部；所述气爪安装在所述升降活动板上，所述气爪设有辅助导向结构，所述辅助导向结构包括导轨和滑块，所述导轨安装在所述升降活动板上，所述滑块安装在所述导轨上且可沿其滑行，所述气爪两端分别连接在所述滑块上。气爪随升降活动板一起上下运动，提供夹具开合的动力，两侧可同步开合，从而保证自定心功能的实现；导轨与滑块的配合使用，为气爪增加一道支撑作用，所有的负载作用于导轨滑块，气爪只负责提供开合动力，可弥补气爪自带导向杆刚性不足的缺点，增加气爪的使用寿命；深沟球轴承可将不锈钢锅夹正，当与锅身接触时，深沟球轴承相对锅身滚动而不是滑动，防止滑动摩擦刮伤锅身表面。

所述升降活动板上设有支撑座，所述支撑座上安装有托板，所述托板两端分别开有滑动槽，所述定位柱穿过所述滑动槽并在所述滑动槽内滑行；初始状态所述托板藏在两根不锈钢滚筒中间间隙内且其顶面低于不锈钢滚筒平面；当不锈钢锅需要通行时，托板下沉，当不锈钢锅到位，所述托板升起将不锈钢锅承托在其顶部，方便自动机械手抓取。

所述支撑座上安装有用于检测不锈钢锅是否到位而发信号控制不锈钢滚筒输送线停止的光电开关。光电开关安装于支撑座上，距离不锈钢滚筒平面一段距离，防止锅流过时高温损坏，当检测到不锈钢锅经过时，光电开关发信号控制不锈钢滚筒输送线停止。

不锈钢滚筒输送线的最前端可拆卸设有用于对不锈钢锅作限位的定位挡板。可拆卸设置的定位挡板，可适应不同直径的不锈钢锅具，对不锈钢锅作限位，防止因惯性或者不锈钢滚筒输送线停止的延时导致不锈钢锅跑过头而影响定位功能，还可保证气爪夹正时的稳定性。

所述不锈钢滚筒输送线最前端与第一个滚筒之间安装有定位托板。定位托板主要作用是，当产品直径较大，底部的不锈钢滚筒承托位置较小，防止锅到位后因为前段失去承托而往下倾倒。

一种带升降功能的自定心夹具的工作方法，包括如下步骤：

步骤一：初始状态下升降气缸降下，气爪张开，此时托板在滚筒面之下，定位柱在滚筒的最外两侧，不锈钢锅可直接流过；

步骤二：不锈钢锅从滚筒面上过来，锅口碰到定位挡板停下，光电开关检测到不锈钢锅到位，发出信号控制不锈钢滚筒输送线停止输送；

步骤三：升降气缸开始上升，托板超过滚筒面，锅口被托起离开滚筒面，同时气爪合拢，将不锈钢锅夹正；

步骤四：到达顶部后气爪张开，自定心定位完成，外配的机械手将不锈钢锅取走；

步骤五：不锈钢锅被取走后，升降气缸下降，托板沉入滚筒下方，不锈钢滚筒输送线开始运转，等待下一个不锈钢锅的到来。

与现有技术对比，本发明的优点在于：本装置利用气缸升降、气爪夹持的方式来给不锈钢锅定位，升降功能可以解决机械手夹具无法直接在滚筒输送线上夹取锅口的问题，气爪夹持能提供自定心功能，保证不同直径的锅每次夹紧后圆心位置固定，从而方便机械手精确定位；本装置为不锈钢复合底锅压力焊工序的自动化实现提供了切实可行的定位保障，大大降低了产品换线的调节难度和时间，适合于大部分需要在滚筒面上定位的圆形产品。

附图说明

图1为本发明本实施例安装后的整体示意图；

图2为本发明实施例带升降功能的自定心夹具的结构示意图；

图3为本发明实施例带升降功能的自定心夹具的工作原理示意图之一；

图4为本发明实施例带升降功能的自定心夹具的工作原理示意图之二；

图5为本发明实施例带升降功能的自定心夹具的工作原理示意图之三；

图6为本发明实施例带升降功能的自定心夹具的工作原理示意图之四。

图中附图标记含义：100、带升降功能的自定心夹具；101、升降气缸；102、导柱；103、直线轴承；104、底板；105、升降活动板；106、滑块；107、导轨；108、气爪；109、定位柱；110、光电开关；111、托板；112、深沟球轴承；201、不锈钢滚筒输送线机架；202、定位挡板；203、定位托板；204、不锈钢锅；205、不锈钢滚筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

参阅图1至图6，为一种带升降功能的自定心夹具，安装在不锈钢滚筒205输送线上，其特征在于：包括底板104、升降机构、气爪108和自定心夹具；底板104安装在不锈钢滚筒输送线机架201上，升降机构安装在底板104上，气爪108安装在升降机构上；自定心夹具设有两套，分别安装在气爪108的导向杆的两端并随气爪108的开合而夹紧或松开不锈钢锅204，自定心夹具从滚筒之间的间隙伸出滚筒上侧或缩回滚筒下侧，自定心夹具装有用于夹正不锈钢锅204。本夹具是与现有的自动机械手搭配使用的。

底板104用于固定并承托整个自定心夹具装置；升降机构可带动气爪108实现升降功能，适合不同高度的锅具；气爪108的使用，可通过其开合功能而实现自定心夹具的加紧和松开不锈钢锅204。

升降机构包括导柱102、直线轴承103、升降气缸101和升降活动板105；升降气缸101安装在底板104上，升降气缸101的活塞杆前端连接在升降活动板105上，升降气缸101的接口处装有节流阀；直线轴承103安装在底板104上，导柱102一端固定在升降活动板105上，其另一端穿设在直线轴承103内并沿其滑动。导柱102与直线轴承103的配合组成导向支撑结构，为夹具升降提供导向和支撑，可保证夹具升降时不倾侧并减少摩擦力使滑动顺畅；升降气缸101为自定心夹具的升降提供动力，节流阀的设置，可调节升降速度；升降活动板105为气爪108和自定心夹具提供稳定的固定。

自定心夹具包括定位柱109和深沟球轴承112，定位柱109下端固定在气爪108的两端，深沟球轴承112安装在定位柱109的顶部；气爪108安装在升降活动板105上，气爪108设有辅助导向结构，辅助导向结构包括导轨107和滑块106，导轨107安装在升降活动板105上，滑块106安装在导轨107上且可沿其滑行，气爪108两端分别连接在滑块106上。气爪108随升降活动板105一起上下运动，提供夹具开合的动力，两侧可同步开合，从而保证自定心功能的实现；导轨107与滑块106的配合使用，为气爪108增加一道支撑作用，所有的负载作用于导轨107滑块106，气爪108只负责提供开合动力，可弥补气爪108自带导向杆刚性不足的缺点，增加气爪108的使用寿命；深沟球轴承112可将不锈钢锅204夹正，当与锅身接触时，深沟球轴承112相对锅身滚动而不是滑动，防止滑动摩擦刮伤锅身表面。本实施例所采用的气爪108为现有技术，因此具体结构不加以详细描述，由于气爪108内部独特的齿轮齿条结构的设置，可实现气爪108两端进行同步开合，

升降活动板105上设有支撑座，支撑座上安装有托板111，托板111两端分别开有滑动槽，定位柱109穿过滑动槽并在滑动槽内滑行；初始状态托板111藏在两根不锈钢滚筒205中间间隙内且其顶面低于不锈钢滚筒205平面；当不锈钢锅204需要通行时，托板111下沉，当不锈钢锅204到位，托板111升起将不锈钢锅204承托在其顶部，方便自动机械手抓取。

支撑座上安装有用于检测不锈钢锅204是否到位而发信号控制不锈钢滚筒205输送线停止的光电开关110。光电开关110安装于支撑座上，距离不锈钢滚筒205平面一段距离，防止锅流过时高温损坏，当检测到不锈钢锅204经过时，光电开关110发信号控制不锈钢滚筒205输送线停止。

不锈钢滚筒205输送线的最前端可拆卸设有用于对不锈钢锅204作限位的定位挡板202。可拆卸设置的定位挡板202，可适应不同直径的不锈钢锅204具，对不锈钢锅204作限位，防止因惯性或者不锈钢滚筒205输送线停止的延时导致不锈钢锅204跑过头而影响定位功能，还可保证气爪108夹正时的稳定性。

不锈钢滚筒205输送线最前端与第一个滚筒之间安装有定位托板203。定位托板203主要作用是，当产品直径较大，底部的不锈钢滚筒205承托位置较小，防止锅到位后因为前段失去承托而往下倾倒。

一种带升降功能的自定心夹具100的工作方法，包括如下步骤：

步骤一：初始状态下升降气缸101降下，气爪108张开，此时托板111在滚筒面之下，定位柱109在滚筒的最外两侧，不锈钢锅204可直接流过；

步骤二：不锈钢锅204从滚筒面上过来，锅口碰到定位挡板202停下，光电开关110检测到不锈钢锅204到位，发出信号控制不锈钢滚筒205输送线停止输送；

步骤三：升降气缸101开始上升，托板111超过滚筒面，锅口被托起离开滚筒面，同时气爪108合拢，将不锈钢锅204夹正；

步骤四：到达顶部后气爪108张开，自定心定位完成，外配的机械手将不锈钢锅204取走；

步骤五：不锈钢锅204被取走后，升降气缸101下降，托板111沉入滚筒下方，不锈钢滚筒205输送线开始运转，等待下一个不锈钢锅204的到来。

本实施的光电开关110，属于现有技术，因此不展开具体分析。光电开关110是传感器的一种，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。光电开关110是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线(或者对光线有遮挡作用)的物体均可以被检测。光电开关110将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。

参阅图1，为本实施例安装后的整体示意图。带升降功能的自定心夹具100安装在不锈钢滚筒输送线机架201上，其托板111和定位柱109藏在不锈钢滚筒205中间的缝隙。通过调节定位挡板202的前后位置，使锅中心刚好在自定心夹具的中心位置附近，定位托板203的主要作用是当产品直径较大，底下的不锈钢滚筒205承托位置较小，防止锅到位后因为前段失去承托而往下倾倒。

参阅图2，为带升降功能的自定心夹具100的结构示意图。底板104作为固定物，升降气缸101安装在其上，当升降动作执行时，通过导柱102和直线轴承103的导向和支撑作用，上面的夹具被整套升起或降低。气爪108提供夹具开合的动力，其两侧安装有定位柱109，深沟球轴承112锁紧在定位柱109顶端，因为空间结构的限制，托板111中开槽，定位柱109穿过此槽并在槽中动作。滑块106和导轨107组成辅助导向结构，因为气爪108自带导杆的刚性不足，增加滑块106和导轨107组成的辅助导向结构可以将外力大部分作用在导轨107滑块106上，气爪108只提供开合的动力，既可增加气爪108的寿命，又可提高定位装置的刚性。光电开关110安装在气爪108上面，离滚筒面一段距离，可往上检测不锈钢锅204是否到位，也避免因为高温而损坏光电开关110。

参阅图3与图4，图3与图4为同一状态下两个方向的视图，箭头方向为运动方向，此时升降自定心夹具处于复位位置，气爪108向两侧打开，四个深沟球轴承112中间的最小宽度足够让不锈钢锅204通过，升降气缸101处于下降状态，托板111下降低于不锈钢滚筒205平面。当不锈钢锅204经滚筒输送线运送过来，不会触碰自定心夹具的任何部件，直至锅边碰到调节好的定位挡板202而不能再前进，此时光电开关110检测到不锈钢锅204到位，不锈钢锅204经滚筒输送线断电停止。

参阅图5与图6，图5与图6为同一状态下两个方向的视图，箭头方向为运动方向，检测到不锈钢锅204到位后，首先升降气缸101升起，托板111从不锈钢滚筒205下面升起，锅口接触到托板111后被承托离开不锈钢滚筒205平面，不锈钢锅204被升起，同时，气爪108合拢，深沟球轴承112被定位柱109带动往中间合拢，直至四个深沟球轴承112同时接触锅身，锅中心处于四个深沟球轴承112中心组成的矩形中心上，锅定位完成。此时气爪108张开，等待自动机械手将锅夹走。当不锈钢锅204被夹走后，光电开关110检测到锅不在，升降气缸101下降，等待下一个锅到来。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.一种带升降功能的自定心夹具，安装在不锈钢滚筒输送线上，其特征在于：包括底板、升降机构、气爪和自定心夹具；所述底板安装在不锈钢滚筒输送线机架上，所述升降机构安装在所述底板上，所述气爪安装在所述升降机构上；所述自定心夹具设有两套，分别安装在所述气爪的导向杆的两端并随气爪的开合而夹紧或松开不锈钢锅，所述自定心夹具从滚筒之间的间隙伸出滚筒上侧或缩回滚筒下侧，所述自定心夹具装有用于夹正不锈钢锅。

2.根据权利要求1所述的带升降功能的自定心夹具，其特征在于：所述升降机构包括导柱、直线轴承、升降气缸和升降活动板；所述升降气缸安装在所述底板上，所述升降气缸的活塞杆前端连接在所述升降活动板上，所述升降气缸的接口处装有节流阀；所述直线轴承安装在所述底板上，所述导柱一端固定在所述升降活动板上，其另一端穿设在所述直线轴承内并沿其滑动。

3.根据权利要求2所述的带升降功能的自定心夹具，其特征在于：所述自定心夹具包括定位柱和深沟球轴承，所述定位柱下端固定在所述气爪的两端，所述深沟球轴承安装在所述定位柱的顶部；所述气爪安装在所述升降活动板上，所述气爪设有辅助导向结构，所述辅助导向结构包括导轨和滑块，所述导轨安装在所述升降活动板上，所述滑块安装在所述导轨上且可沿其滑行，所述气爪两端分别连接在所述滑块上。

4.根据权利要求3所述的带升降功能的自定心夹具，其特征在于：所述升降活动板上设有支撑座，所述支撑座上安装有托板，所述托板两端分别开有滑动槽，所述定位柱穿过所述滑动槽并在所述滑动槽内滑行；初始状态所述托板藏在两根不锈钢滚筒中间间隙内且其顶面低于不锈钢滚筒平面；当不锈钢锅需要通行时，托板下沉，当不锈钢锅到位，所述托板升起将不锈钢锅承托在其顶部。

5.根据权利要求4所述的带升降功能的自定心夹具，其特征在于：所述支撑座上安装有用于检测不锈钢锅是否到位而发信号控制不锈钢滚筒输送线停止的光电开关。

6.根据权利要求4所述的带升降功能的自定心夹具，其特征在于：不锈钢滚筒输送线的最前端可拆卸设有用于对不锈钢锅作限位的定位挡板。

7.根据权利要求1所述的带升降功能的自定心夹具，其特征在于：所述不锈钢滚筒输送线最前端与第一个滚筒之间安装有定位托板。

8.一种带升降功能的自定心夹具的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：初始状态下升降气缸降下，气爪张开，此时托板在滚筒面之下，定位柱在滚筒的最外两侧，不锈钢锅可直接流过；

步骤二：不锈钢锅从滚筒面上过来，锅口碰到定位挡板停下，光电开关检测到不锈钢锅到位，发出信号控制不锈钢滚筒输送线停止输送；

步骤三：升降气缸开始上升，托板超过滚筒面，锅口被托起离开滚筒面，同时气爪合拢，将不锈钢锅夹正；

步骤四：到达顶部后气爪张开，自定心定位完成，外配的机械手将不锈钢锅取走；

步骤五：不锈钢锅被取走后，升降气缸下降，托板沉入滚筒下方，不锈钢滚筒输送线开始运转，等待下一个不锈钢锅的到来。

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