CN111747163B - 一种定位夹紧装置及上料系统 - Google Patents

Abstract

本发明定位夹紧技术，公开了一种定位夹紧装置及上料系统，定位夹紧装置包括工作台，其上设有用于支撑工件的工作面，及位于工作面下方的转动部；多个卡爪，沿工作台的周向分布形成沿竖直方向延伸的工作腔，工作面位于工作腔内的上部，卡爪能够通过转动部相对于工作台转动；活塞，活塞能够升降，使其顶部从下端插入工作腔内，以推动卡爪相对于转动部转动，使工作腔上端的内壁夹紧置于工作面上的工件，且使工件的中心轴线与工作腔的中心轴线重合。本发明利用转动部使卡爪形成杠杆结构，利用活塞推动卡爪的下部外扩，实现卡爪的上部内缩，利用卡爪使工作腔的中心轴线与工件的中心轴线重合，以对工件进行定位，同时可以实现对工件的夹紧。

Description

一种定位夹紧装置及上料系统

技术领域

本发明涉及定位夹紧技术领域，尤其涉及一种定位夹紧装置及上料系统。

背景技术

在工件进行上料或加工的过程中，需要对工件进行定位夹紧，而目前的定位夹紧结构多种多样，但大多采用定位销或定位孔对工件进行定位，而对于轻薄类工件如纸张或膜片等无法适用。目前通常采用视觉系统进行定位，但视觉系统的软件开发成本较高、控制难度大，具有成本高、调试难度大的问题。

因此，亟需一种定位夹紧装置，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低以及定位精度高的定位夹紧装置。

本发明的另一目的在于提供一种上料系统，以解决采用吸嘴吸附工件时可能因工件放置位置偏差导致吸嘴和工件之间定位不准确的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种定位夹紧装置，包括：

工作台，其上设有用于支撑工件的工作面，及位于所述工作面下方的转动部；

多个卡爪，沿所述工作台的周向分布形成沿竖直方向延伸的工作腔，所述工作面位于所述工作腔内的上部，所述卡爪能够通过所述转动部相对于所述工作台转动；

活塞，所述活塞能够升降，使其顶部从下端插入所述工作腔内，以推动所述卡爪相对于所述转动部转动，使所述工作腔上端的内壁夹紧置于所述工作面上的工件，且使所述工件的中心轴线与所述工作腔的中心轴线重合。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，所述卡爪包括由上至下依次设置的第一卡爪部、连接部和第二卡爪部，所述连接部的内壁设有与所述工作台插接配合的第一插接槽，及位于所述第一插接槽下方且与所述转动部转动配合的第一配合槽，所述工作台上设有与所述第二卡爪部插接配合的第二插接槽。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，所述工作台包括：

第一工作台，位于所述工作腔内，其顶面为所述工作面；

第二工作台，位于所述第一工作台的下方，所述第一工作台的下端与所述第二工作台相连，所述第二工作台的上部与所述第一插接槽沿径向插接配合，所述第二工作台的下部设有所述第二插接槽。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，所述工作台还包括：

第三工作台，套设于所述第二工作台的下部外且与所述第二工作台的下部相连；

第一弹性复位件，夹设于所述卡爪外壁和所述第三工作台的内壁之间，用于提供使所述卡爪相对于所述转动部转动的外力，以使所述第二卡爪部沿径向向靠近所述工作腔中心轴线的一侧运动。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，所述转动部为球形结构或柱状的轴类结构。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，所述工作腔的下端形成开口渐扩的锥形开口。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，所述活塞的顶部设有与所述锥形开口滑动配合的弧形面。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，还包括依次设于所述工作台下方的：

壳体，与所述工作台相连，所述活塞的下端滑动设于所述壳体内，所述活塞的顶部能够从所述壳体的顶部伸出；

底座，连接于所述壳体，所述底座上设有用于流通流体的流道，用于为所述活塞提供向上运动的外力。

作为上述定位夹紧装置的一种优选技术方案，还包括：

第二弹性复位件，其上端抵接于所述壳体内壁，下端抵接于所述活塞的外壁，用于提供使所述活塞向下运动的外力。

一种上料系统，包括吸嘴及上述的定位夹紧装置，所述吸嘴能够运动至所述工作腔上方的预设位置且能够吸附置于所述工作面上的工件，使所述吸嘴的中心轴线与所述工作腔的中心轴线重合。

本发明的有益效果：本发明利用转动部使卡爪形成杠杆结构，利用活塞推动卡爪的下部外扩，实现卡爪的上部内缩，利用卡爪使工作腔的中心轴线与工件的中心轴线重合，以对工件进行定位，同时可以实现对工件的夹紧。本发明提供的定位夹紧装置结构简单，成本低，定位精度高。

本发明还提供了一种上料系统，包括吸嘴及上述的定位夹紧装置，利用定位夹紧装置对置于工作面上的工件进行定位，使工件的中心轴线与工作腔的中心轴线重合，再利用吸嘴吸附置于工作面上的工件，由于吸嘴的中心轴线与工作腔的中心轴线重合，实现吸嘴的中心轴线与工件的中心轴线重合，从而保证吸嘴吸附置于工作面上的工件时吸嘴与工件之间的位置准确性，以便于吸嘴将工件放置于下一工位上的准确位置，便于对工件进行加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的定位夹紧装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的定位夹紧装置的剖视图一；

图3是本发明实施例提供的定位夹紧装置的剖视图二。

图中：

11、第一工作台；12、第二工作台；121、上工作部；122、下工作部；13、第三工作台；14、壳体；141、安装孔；142、第二台阶面；15、底座；151、水平流道；152、竖直流道；

2、卡爪；21、第一卡爪部；22、连接部；221、第一插接槽；222、第一配合槽；23、第二卡爪部；

3、活塞；31、凹槽；32、第一台阶面；

4、转动部；

5、第一弹性复位件；

6、第二弹性复位件；

7、密封圈；

8、安装接头；81、流通孔；

9、吸嘴；

10、工件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种定位夹紧装置，包括工作台、卡爪2和活塞3，其中，工作台上设有用于支撑工件10的工作面，及位于工作面下方的转动部4；卡爪2设有多个，多个卡爪2沿工作台的周向分布形成沿竖直方向延伸的工作腔，工作面位于工作腔内的上部，卡爪2能够通过转动部4相对于工作台转动；活塞3能够升降，使其顶部从下端插入工作腔内，以推动卡爪2相对于转动部4转动，使工作腔上端的内壁夹紧置于工作面上的工件10，且使工件10的中心轴线与工作腔的中心轴线重合。

本实施例通过工作面支撑工件10，活塞3上移，活塞3的顶部将会从工作腔的下端伸入并作用于工作腔下端的内壁，以推动卡爪2相对于转动部4转动，使卡爪2的上部逐渐靠近工作腔中心轴线，工作腔上端的内壁将夹紧置于工作面上的工件10。

本实施例利用转动部4使卡爪2形成杠杆结构，利用活塞3推动卡爪2的下部外扩，实现卡爪2的上部内缩，利用卡爪2使工作腔的中心轴线与工件10的中心轴线重合，以对工件10进行定位，同时可以实现对工件10的夹紧。

本实施例中，卡爪2设有四个，四个卡爪2沿工作台的周向均匀分布。

具体地，上述卡爪2包括由上至下依次设置的第一卡爪部21、连接部22和第二卡爪部23，优选地，第一卡爪部21、连接部22和第二卡爪部23一体成型。工作台包括由上至下依次相连的第一工作台11、第二工作台12和第三工作台13，其中，第一工作台11位于工作腔内，第一工作台11的顶面为上述工作面，第一工作台11的下端与第二工作台12相连，第三工作台13套设于第二工作台12的下部外且与第二工作台12的下部相连。本实施例中，第二工作台12包括上工作部121和位于上工作部121下方的下工作部122，其中，上工作部121的下端插入下工作部122内并由下工作部122支撑上工作部121，第三工作台13与下工作部122通过多个周向分布的紧固件如螺钉相连。第二卡爪部23依次穿过对应的第二插接槽、第二工作台12并伸入第三工作台13内，通过下工作部122对卡爪2进行限位，以保证卡爪2能够绕转动部4转动。

连接部22的内壁设有与第二工作台12插接配合的第一插接槽221，及位于第一插接槽221下方且与转动部4转动配合的第一配合槽222，第二工作台12的下部设有与第二卡爪部23插接配合的第二插接槽，多个周向分布的第一插接槽221围成安装腔，上工作部121的上端限位于该安装腔内，上工作部121的下端通过第二插接槽与第二卡爪部23插接配合。

优选地，上述转动部4为球形结构，如钢珠等，通过转动部4使卡爪2相对于工作台转动，而且球形结构的转动部4，可以减小转动部4与卡爪2之间的磨损。

于其他实施例中，卡爪2还可以是两个、三个、五个或更多，在此不再一一限定。需要说明的是，在卡爪2设有两个时，转动部4还可以采用柱状的轴类结构，轴类结构的两端可以固定连接于工作台，也可以将轴类结构的两端转动连接于工作台。优选将轴类结构的两端通过轴承转动连接于工作台，以减小轴类结构与卡爪2、工作台之间的磨损。进一步地，上述定位夹紧装置还包括第一弹性复位件5，夹设于卡爪2外壁和第三工作台13的内壁之间，用于提供使卡爪2相对于转动部4转动的外力，以使第二卡爪部23沿径向向靠近工作腔中心轴线的一侧运动。

本实施例中，上述第一弹性复位件5为弹性O型圈，第一弹性复位件5套设于第二卡爪部23外侧。为了增大第一弹性复位件5提供的外力大小，第一弹性复位件5靠近第二卡爪部23的下端设置。

进一步地，为了使活塞3能够顺利地从工作腔的下端插入，在工作腔的下端形成开口渐扩的锥形开口，活塞3的顶部设有与锥形开口滑动配合的弧形面，利用锥形开口对活塞3进行导向，同时通过弧形面保证锥形开口内壁与弧形面紧贴，增大卡爪2与活塞3的接触面积，保证卡爪2转动时的稳定性。

进一步地，上述定位夹紧装置还包括依次设于工作台下方的壳体14和底座15，其中，壳体14与工作台相连，活塞3的下端滑动设于壳体14内，活塞3的顶部能够从壳体14的顶部伸出；底座15连接于壳体14，底座15上设有用于流通流体的流道，用于为活塞3提供向上运动的外力。

通过向流道内通入流体，使流体作用于活塞3，以推动活塞3上移，使活塞3的顶部伸入工作腔内。优选地，上述流道内流通的流体为无污染性的气体，如空气等。

进一步地，为了使活塞3下移，上述定位夹紧装置还包括流体源和开关阀，开关阀使流道选择性地与流体源或外界大气连通。本实施例中，流体源为空气泵，开关阀为电磁开关阀。通过开关阀使流道与外界大气连通，可以使流道内的气体排放至外界大气中，使活塞3在自身重力作用于以及第一弹性复位件5通过卡爪2施加至活塞3顶部的外力作用下，实现活塞3向下移动，从而使第一卡爪部21松开工件10。

于其他实施例中，上述流道内流通的流体还可以为液体如油液、水等，流体源为液压泵，利用液压泵将液体泵送至流道内，以实现活塞3的上移。利用开关阀使流道与油箱或水箱等连通，以实现对流道的泄压，实现活塞3下移。

于其他实施例中，还可以采用直线电机、电推杆等驱动活塞3上下移动。

进一步地，为了增大使活塞3向下移动的外力，上述定位夹紧装置还包括第二弹性复位件6，其上端抵接于壳体14内壁，下端抵接于活塞3的外壁，用于提供使活塞3向下运动的外力。

具体地，壳体14内设有安装活塞3的安装孔141，安装孔141竖直设置，安装孔141的上下两端均开口，安装孔141的上端开口正对工作腔设置，安装孔141的下端开口正对流道设置。活塞3为阶梯柱，活塞3的上形成第一台阶面32，安装孔141内壁形成有位于第一台阶面32上方的第二台阶面142，第二弹性复位件6夹设于第一台阶面32和第二台阶面142之间。本实施例中，上述第二弹性复位件6为压缩弹簧。

进一步地，上述流道包括水平流道151和竖直流道152，竖直流道152的下端与水平流道151连通，竖直流道152的上端正对活塞3下端面。为了提高同等压强下使活塞3向上运动的外力大小，活塞3的下端面设有凹槽31，凹槽31底面面积大于竖直流道152的水平截面面积，从而增大流体作用于活塞3底面的压力大小。

本实施例中，上述定位夹紧装置还包括安装接头8，安装接头8上设有与水平流道151连通的流通孔81，流体源的出口与流通孔81连通。优选地，安装接头8与水平流道151螺纹连接。

进一步地，为了避免流体泄漏，上述底座15和壳体14的接触面之间、活塞3外壁与安装孔141内壁的接触面之间均设有密封圈7。

上述定位夹紧装置对工件10进行定位夹紧的过程如下：通过开关阀使流体源与流道连通，向流道内通入流体，流体施加作用力于活塞3的下表面，使活塞3上移，第二弹性复位件6被进一步压缩，活塞3的顶部将会逐渐进入工作腔内，活塞3的顶部推动第二卡爪部23绕转动部4沿径向向远离工作腔中心轴线的一侧运动，同时使第一弹性复位件5被压缩，第一卡爪部21将绕转动部4沿径向向靠近工作腔中心轴线的一侧运动，将卡爪2内壁与工件10的外壁抵接，从而推动工件10在工作面上移动，使工件10的中心轴线与工作腔的中心轴线重合。

上述定位夹紧装置松开工件10的过程如下：通过开关阀使流体源与外界大气连通，使流道内的其他排入外界大气中，活塞3将会在第二弹性复位件6施加至活塞3上的外力、第一弹性复位件5通过卡爪2施加至活塞3顶部的外力以及活塞3的重力等力作用下向下移动，使活塞3顶部脱离工作腔，第一弹性复位件5将会推动卡爪2转动，以使第一卡爪部21松开工件10。

本实施例还提供了一种上料系统，包括吸嘴9及上述的定位夹紧装置，吸嘴9能够运动至工作腔上方的预设位置且能够吸附置于工作面上的工件10，使吸嘴9的中心轴线与工作腔的中心轴线重合。

利用上述定位夹紧装置对置于工作面上的工件10进行定位，使工件10的中心轴线与工作腔的中心轴线重合，再利用吸嘴9吸附置于工作面上的工件10，由于吸嘴9的中心轴线与工作腔的中心轴线重合，实现吸嘴9的中心轴线与工件10的中心轴线重合，从而保证吸嘴9吸附置于工作面上的工件10时吸嘴9与工件10之间的位置准确性，以便于吸嘴9将工件10放置于下一工位上的准确位置，便于对工件10进行加工。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (8)

1.一种定位夹紧装置，其特征在于，包括：

工作台，其上设有用于支撑工件(10)的工作面，及位于所述工作面下方的转动部(4)；

多个卡爪(2)，沿所述工作台的周向分布形成沿竖直方向延伸的工作腔，所述工作面位于所述工作腔内的上部，所述卡爪(2)能够通过所述转动部(4)相对于所述工作台转动；

活塞(3)，所述活塞(3)能够升降，使其顶部从下端插入所述工作腔内，以推动所述卡爪(2)相对于所述转动部(4)转动，使所述工作腔上端的内壁夹紧置于所述工作面上的工件(10)，且使所述工件(10)的中心轴线与所述工作腔的中心轴线重合；

所述卡爪(2)包括由上至下依次设置的第一卡爪部(21)、连接部(22)和第二卡爪部(23)，所述连接部(22)的内壁设有与所述工作台插接配合的第一插接槽(221)，及位于所述第一插接槽(221)下方且与所述转动部(4)转动配合的第一配合槽(222)，所述工作台上设有与所述第二卡爪部(23)插接配合的第二插接槽；

所述工作台包括：

第一工作台(11)，位于所述工作腔内，其顶面为所述工作面；

第二工作台(12)，位于所述第一工作台(11)的下方，所述第一工作台(11)的下端与所述第二工作台(12)相连，所述第二工作台(12)的上部与所述第一插接槽(221)沿径向插接配合，所述第二工作台(12)的下部设有所述第二插接槽。

2.根据权利要求1所述的定位夹紧装置，其特征在于，所述工作台还包括：

第三工作台(13)，套设于所述第二工作台(12)的下部外且与所述第二工作台(12)的下部相连；

第一弹性复位件(5)，夹设于所述卡爪(2)外壁和所述第三工作台(13)的内壁之间，用于提供使所述卡爪(2)相对于所述转动部(4)转动的外力，以使所述第二卡爪部(23)沿径向向靠近所述工作腔中心轴线的一侧运动。

3.根据权利要求1所述的定位夹紧装置，其特征在于，所述转动部(4)为球形结构或柱状的轴类结构。

4.根据权利要求1所述的定位夹紧装置，其特征在于，所述工作腔的下端形成开口渐扩的锥形开口。

5.根据权利要求4所述的定位夹紧装置，其特征在于，所述活塞(3)的顶部设有与所述锥形开口滑动配合的弧形面。

6.根据权利要求1所述的定位夹紧装置，其特征在于，还包括依次设于所述工作台下方的：

壳体(14)，与所述工作台相连，所述活塞(3)的下端滑动设于所述壳体(14)内，所述活塞(3)的顶部能够从所述壳体(14)的顶部伸出；

底座(15)，连接于所述壳体(14)，所述底座(15)上设有用于流通流体的流道，用于为所述活塞(3)提供向上运动的外力。

7.根据权利要求6所述的定位夹紧装置，其特征在于，还包括：

第二弹性复位件(6)，其上端抵接于所述壳体(14)内壁，下端抵接于所述活塞(3)的外壁，用于提供使所述活塞(3)向下运动的外力。

8.一种上料系统，其特征在于，包括吸嘴(9)及如权利要求1至7任一项所述定位夹紧装置，所述吸嘴(9)能够运动至所述工作腔上方的预设位置且能够吸附置于所述工作面上的工件(10)，使所述吸嘴(9)的中心轴线与所述工作腔的中心轴线重合。

Images