CN112025365A - 采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，涉及工装夹具技术领域，包括夹具本体、定位组件、夹紧元件和设备控制系统，所述夹具本体的上端设有升降托板组件，所述升降托板组件包括托料板、托料安装座、垫块、粗导向钉、导向杆和直线气缸，所述托料板与直线气缸之间设有连接杆，所述托料板与连接杆之间设有螺母。该采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，设备控制系统通过工件有无检测装置可以判断夹具本体上有无工件，并与机器人保持通讯，可以防止重复上料而导致撞机，解决了传统液压夹具由于信息交互不及时，可能会夹持工件与夹具上工件碰撞事故的问题。

Description

采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具
技术领域
本发明涉及工装夹具技术领域，具体为一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具。
背景技术
目前，数控加工中心和液压夹具已广泛应用于缸盖机加工生产线，缸盖毛坯的上下料方式通常是人工直接搬运毛坯上下料，或人工借助上下料台将缸盖毛坯推送到加工中心液压夹具上，并通过目视、手感检查无误后，启动加工。越来越多的生产线开始进行智能制造的应用，缸盖毛坯的人工上下料方式逐渐被桁架机器人和工业机器人所取代，但传统液压夹具由于与上下料机器人信息交互不及时，可能会发生机器人夹持工件与夹具上工件碰撞的事故的问题，且上下料机器人抓取缸盖以毛坯外形定位，铸造毛坯外形误差较大，运送到夹具上不能顺利定位，严重影响生产线的正常生产的问题。
因此，提出一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具来解决上述问题很有必要。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，以解决上述背景技术中提出的现有的传统液压夹具由于与上下料机器人信息交互不及时，可能会发生机器人夹持工件与夹具上工件碰撞的事故的问题，且上下料机器人抓取缸盖以毛坯外形定位，铸造毛坯外形误差较大，运送到夹具上不能顺利定位，严重影响生产线的正常生产的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，包括夹具本体、定位组件、夹紧元件和设备控制系统，所述夹具本体的上端设有升降托板组件，所述升降托板组件包括托料板、托料安装座、垫块、粗导向钉、导向杆和直线气缸，所述托料板与直线气缸之间设有连接杆，所述托料板与连接杆之间设有螺母，所述导向杆与托料板之间设有螺钉，所述夹具本体的两侧设有导向孔，所述导向孔的内部设有无油衬套，所述夹具本体的上端设有工件有无检测装置，所述工件有无检测装置包括气检安装座、销杆、压缩弹簧，所述销杆的底端设有弹簧安装座，所述气检安装座与销杆活动连接，所述气检安装座圆周上设有安装螺钉，所述销杆的内部设有压缩弹簧，所述气检安装座的气路孔一端设有堵头，所述定位组件包括定位垫块、三点涨紧油缸、二点对心夹钳油缸和粗导向板，所述无油衬套的一侧设有防尘圈，所述夹紧元件包括一号杠杆油缸、二号杠杆油缸和支承钉，所述设备控制系统的输出端电连接有机器人。
优选的，所述定位组件和夹紧元件位于托料板的两侧，所述托料板的长度短于工件的长度。
优选的，所述垫块和粗导向钉与托料板的顶端固定连接，所述垫块有四个，所述粗导向钉有两个。
优选的，所述气检安装座与夹具本体之间为固定连接，所述压缩弹簧有一个。
优选的，所述导向杆与托料板之间为固定连接，所述导向杆有四个。
优选的，所述一号杠杆油缸有三个，所述二号杠杆油缸有两个。
优选的，所述定位垫块、三点涨紧油缸、二点对心夹钳油缸和粗导向板与夹具本体之间均为固定连接，所述一号杠杆油缸、二号杠杆油缸和支承钉与夹具本体之间均为固定连接。
优选的，所述设备控制系统的输出端与三点涨紧油缸、直线气缸、定位垫块、和二点对心夹钳油缸的输入端之间均为电连接。
优选的，所述直线气缸的输出端与升降托板组件的输入端电连接，所述设备控制系统的输出端与夹紧元件的输入端电连接。
优选的，所述设备控制系统的输入端与工件有无检测装置电连接，所述定位垫块有三个。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，具备以下有益效果：
1、该采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，设备控制系统通过工件有无检测装置可以判断夹具本体上有无工件，并与机器人保持通讯，可以防止重复上料而导致撞机，即使设备或者机器人突然断电，在电力恢复时设备可以首先检测夹具本体上有无工件以及设备程序是否完成加工，然后再通知机器人进行上料或下料，解决了传统液压夹具由于信息交互不及时，可能会夹持工件与夹具上工件碰撞事故的问题。
2、该采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，夹具本体采用三点涨紧油缸和二点对心夹钳油缸作为构件，三点涨紧油缸的行程为4.5mm，二点对心夹钳油缸的行程为10mm，对于铸造毛坯定位孔直径误差达到2.5mm、两个定位孔中心距误差达到3mm的工件都能适用，解决了铸造毛坯外形误差较大，运送到夹具上不能顺利定位，严重影响生产线的正常生产的问题。
3、该采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，缸盖毛坯定位采用日本进口的一个三点涨紧油缸和一个二点对心夹钳油缸，有足够的涨紧力，可以对抗粗加工切削力，防止工件移位，即使毛坯加工部位和加工内容发生变化，也能准确定位，真正实现柔性加工，油缸与缸盖毛坯座圈孔接触的是5个高硬度的耐磨钢珠，正常使用寿命长，且不需维护。
4、该采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，机器人将缸盖毛坯放到托料板上，随导向杆平稳落下，落下的同时粗导向板和粗导向钉同时进行粗限位，避免了缸盖毛坯的铸造误差而导致机器人的夹爪和夹具本体的元器件的硬接触损伤。
附图说明
图1为本发明结构的外形示意图；
图2为本发明升降托板组件和夹具本体结构的内部示意图；
图3为本发明弹簧安装座结构的内部示意图；
图4为本发明设备控制系统的控制电路示意图。
图中：1、升降托板组件；2、三点涨紧油缸；3、二点对心夹钳油缸；5、粗导向板；6、支承钉；7、一号杠杆油缸；8、二号杠杆油缸；9、定位垫块；10、工件有无检测装置；11、夹具本体；12、垫块；13、螺母；14、托料板；15、防尘圈；16、粗导向钉；17、螺钉；18、无油衬套；19、导向杆；20、导向孔；21、托料安装座；22、直线气缸；23、连接杆；24、销杆；25、压缩弹簧；26、气检安装座；27、堵头；28、弹簧安装座；29、安装螺钉；30、机器人；31、定位组件；32、夹紧元件；33、设备控制系统。
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。
请参阅图1-4所示，一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，包括夹具本体11、定位组件31、夹紧元件32和设备控制系统33，设备控制系统33用于控制升降托板组件1的升降，夹具本体11的上端设有升降托板组件1，升降托板组件1包括托料板14、托料安装座21、垫块12、粗导向钉16、导向杆19和直线气缸22，粗导向钉16用于粗定位，定位组件31和夹紧元件32位于托料板14的两侧，托料板14的长度短于工件的长度，托料板14与直线气缸22之间设有连接杆23，托料板14与连接杆23之间设有螺母13，导向杆19与托料板14之间设有螺钉17，夹具本体11的两侧设有导向孔20，导向孔20的内部设有无油衬套18，夹具本体11的上端设有工件有无检测装置10，工件有无检测装置10包括气检安装座26、销杆24、压缩弹簧25，垫块12和粗导向钉16与托料板14的顶端固定连接，压缩弹簧25有一个，销杆24的底端设有弹簧安装座28，气检安装座26与销杆24活动连接，气检安装座26圆周上设有安装螺钉29，销杆24的内部设有压缩弹簧25，气检安装座的气路一端设有堵头27，定位组件31包括定位垫块9、三点涨紧油缸2、二点对心夹钳油缸3和粗导向板5，设备控制系统33的输入端与工件有无检测装置10电连接，定位垫块9有三个，设备控制系统33的输出端与三点涨紧油缸2、直线气缸10、定位垫块9、和二点对心夹钳油缸3的输入端之间均为电连接，缸盖毛坯定位采用日本进口的一个三点涨紧油缸2和一个二点对心夹钳油缸3，有足够的涨紧力，可以对抗粗加工切削力，防止工件移位，即使毛坯加工部位和加工内容发生变化，也能准确定位，真正实现柔性加工，油缸与缸盖毛坯座圈孔接触的是5个高硬度的耐磨钢珠，正常使用寿命长，夹具本体11采用三点涨紧油缸2和二点对心夹钳油缸3作为构件，三点涨紧油缸2的行程为4.5mm，二点对心夹钳油缸3的行程为10mm，对于铸造毛坯定位孔直径误差达到2.5mm、两个定位孔中心距误差达到3mm的工件都能适用，解决了铸造毛坯外形误差较大，运送到夹具上不能顺利定位，严重影响生产线的正常生产的问题，无油衬套18的一侧设有防尘圈15，夹紧元件32包括一号杠杆油缸7、二号杠杆油缸8和支承钉6，直线气缸22的输出端与升降托板组件1的输入端电连接，设备控制系统33的输出端与夹紧元件32的输入端电连接，定位垫块9、三点涨紧油缸2、二点对心夹钳油缸3和粗导向板5与夹具本体11之间均为固定连接，一号杠杆油缸7、二号杠杆油缸8和支承钉6与夹具本体11之间均为固定连接，一号杠杆油缸7有三个，二号杠杆油缸8有两个，设备控制系统33的输出端电连接有机器人30，设备控制系统33通过工件有无检测装置10可以判断夹具本体11上有无工件，并与机器人30保持通讯，可以防止重复上料而导致撞机，即使设备或者机器人30突然断电，在电力恢复时设备可以首先检测夹具本体11上有无工件以及设备程序是否完成加工，然后再通知机器人30进行上料或下料，解决了传统液压夹具由于信息交互不及时，可能会夹持工件与夹具上工件碰撞事故的问题，机器人30将缸盖毛坯放到托料板14上，随导向杆19平稳落下，落下的同时粗导向板5和粗导向钉16同时进行粗限位，避免了缸盖毛坯的铸造误差而导致机器人30的夹爪和夹具本体11的元器件的硬接触损伤。
该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
工作原理：当设备正常运行时，设备控制系统33首先通过夹具本体11上的工件有无检测装置10判断夹具本体11上有无工件，此时定位组件31和夹紧元件32均处于松开状态，这时托料板14升起，然后通知机器人30上料，机器人30把缸盖毛坯送到托料板14上并松开，随后机器人30移走，此时缸盖毛坯由粗导向板5引导落到托料板14上，粗导向钉16则进行粗定位，毛坯会随着托料板14一起下降，直到落到定位垫块9上后静止不动，此时托料板14继续下降，最后脱离缸盖，缸盖毛坯会落到定位垫块9上，这时工件有无检测装置10会受力压缩，销杆24堵住气检安装座26上的气孔使气路关闭，这时三点涨紧油缸2和二点对心夹钳油缸3开始动作并作用于毛坯上的定位孔并将工件摆正和撑紧，设备控制系统33通过定位垫块9上的气检孔进行定位检测，检测通过后夹紧工件并开始切削，如果一次气检不通过，定位油缸松开、托料板14升起，并一直重复动作至定位通过，如果两次气检都未通过，则系统会发出警报，此时设备和夹具本体11停止动作，直至故障消除，切削完成后，夹紧元件32和定位组件31松开，设备控制系统33通知机器人30下料。
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 (10)

1.一种采用机器人上下料方式的缸盖毛坯的加工夹具，包括夹具本体（11）、定位组件（31）、夹紧元件（32）和设备控制系统（33），其特征在于：所述夹具本体（11）的上端设有升降托板组件（1），所述升降托板组件（1）包括托料板（14）、托料安装座（21）、垫块（12）、粗导向钉（16）、导向杆（19）和直线气缸（22），所述托料板（14）与直线气缸（22）之间设有连接杆（23），所述托料板（14）与连接杆（23）之间设有螺母（13），所述导向杆（19）与托料板（14）之间设有螺钉（17），所述夹具本体（11）的两侧设有导向孔（20），所述导向孔（20）的内部设有无油衬套（18），所述夹具本体（11）的上端设有工件有无检测装置（10），所述工件有无检测装置（10）包括气检安装座（26）、销杆（24）、压缩弹簧（25），所述销杆（24）的底端设有弹簧安装座（28），所述气检安装座（26）与销杆（24）活动连接，所述气检安装座（26）圆周上设有安装螺钉（29），所述销杆（24）的内部设有压缩弹簧（25），所述气检安装座（26）的气路孔一端设有堵头（27），所述定位组件（31）包括定位垫块（9）、三点涨紧油缸（2）、二点对心夹钳油缸（3）和粗导向板（5），所述无油衬套（18）的一侧设有防尘圈（15），所述夹紧元件（32）包括一号杠杆油缸（7）、二号杠杆油缸（8）和支承钉（6），所述设备控制系统（33）的输出端电连接有机器人（30）。
2.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述定位组件（31）和夹紧元件（32）位于托料板（14）的两侧，所述托料板（14）的长度短于工件的长度。
3.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述垫块（12）和粗导向钉（16）与托料板（14）的顶端固定连接，所述垫块（12）有四个，所述粗导向钉（16）有两个。
4.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述导向杆（19）与托料板（14）之间为固定连接，所述导向杆（19）有四个。
5.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述气检安装座（26）与夹具本体（11）之间为固定连接，所述压缩弹簧（25）有一个。
6.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述一号杠杆油缸（7）有三个，所述二号杠杆油缸（8）有两个。
7.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述定位垫块（9）、三点涨紧油缸（2）、二点对心夹钳油缸（3）和粗导向板（5）与夹具本体（11）之间均为固定连接，所述一号杠杆油缸（7）、二号杠杆油缸（8）和支承钉（6）与夹具本体（11）之间均为固定连接。
8.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述设备控制系统（33）的输出端与三点涨紧油缸（2）、直线气缸（22）、定位垫块（9）、和二点对心夹钳油缸（3）的输入端之间均为电连接。
9.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述直线气缸（22）的输出端与升降托板组件（1）的输入端电连接，所述设备控制系统（33）的输出端与夹紧元件（32）的输入端电连接。
10.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于：所述设备控制系统（33）的输入端与工件有无检测装置（10）电连接，所述定位垫块（9）有三个。
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