CN112027657A - 一种可变长度的夹具装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变长度的夹具装置，其包括固定梁、折叠机构和功能模组，固定梁沿X轴延伸设置；折叠机构包括转动梁、折叠驱动组件，转动梁沿X轴延伸设置于固定梁的其中一端，转动梁具有沿Y轴延伸的转动轴线，折叠驱动组件设置有与转动梁传动连接、并使转动梁绕转动轴线转动的旋转驱动端，功能模组包括安装板块、抓取组件和两个夹取组件；在固定梁上沿X轴间隔设置有多个功能模组，在转动梁上沿X轴间隔设置有至少一个功能模组。本夹具装置可改变整体的长度来适配磨床门开合的宽度，不受到磨床门开合的宽度的限制，可满足大批量工件的加工需求，并且同时实现对工装盖开合、工件的上料和下料，较小加工设备的体积，提高生产的效率。

Description

一种可变长度的夹具装置

技术领域

本发明涉及夹具的领域，特别涉及一种可变长度的夹具装置。

背景技术

在用磨床加工工件时，为了提高生产效率，都采用机器人来抓取实现工件的上下料以及工装盖的打开和合上。尤其在手机外壳打磨中，为了提高生产效率，企业都选择使用一对多的生产模式，即一台磨床对多个模具的方式，但往往磨床门开合的宽度都会小于多个模具的总宽度，这对于自动化上下料带来一定的难度；并且对于手机外壳的上料、下料以及工装盖开合都采用不同的夹具才可实现，这样会造成生产设备体积膨大，占用生产空间，也降低了生产的效率，同时在磨床的加工中存在较大的安全隐患以及容易造成工人职业病的发生。

发明内容

本发明目的在于提供一种可变长度的夹具装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种可变长度的夹具装置，所述夹具装置具有相互正交的X轴、Y轴、Z轴，所述夹具装置包括固定梁、折叠机构和功能模组，固定梁沿X轴延伸设置；折叠机构包括转动梁、折叠驱动组件，所述转动梁沿X轴延伸设置于固定梁的其中一端，所述转动梁设置有转动端和自由端，所述转动端具有沿Y轴延伸的转动轴线，所述折叠驱动组件设置于固定梁，所述折叠驱动组件设置有与所述转动梁传动连接、并使所述转动梁绕所述转动轴线转动的旋转驱动端，功能模组包括安装板块、安装于安装板块上的抓取组件和夹取组件，所述抓取组件的数量设置有至少两个；在所述固定梁上沿X轴间隔设置有多个所述功能模组，所述固定梁与所述安装板块连接，在所述转动梁上沿X轴间隔设置有至少一个所述功能模组，所述转动梁与所述安装板块连接。

需要说明的是：上述相互正交的X轴、Y轴、Z轴为虚拟特征，为了便于准确描述运动方向而设置的。

本发明的有益效果是：在使用时，外设的机器人与固定梁连接，通过机器人来控制夹具装置的移动，夹具装置的初始状态是转动梁沿X轴延伸状态(即是第一形态)，在工件需要放入磨床进行加工时，功能模组上的其中一个抓取组件抓取待加工品，机器人把夹具装置移动至磨床正前方，折叠驱动组件上的旋转驱动端驱动转动梁绕转动轴线转动，并一起带动转动梁上的功能模组折叠起来(即是第二形态)，缩减夹具装置在X轴上的长度，这时夹具装置在X轴上的长度小于磨床门开合的宽度，使得机器人可把夹具装置移动至磨床内，然后折叠驱动组件上的旋转驱动端驱动转动梁回转至第一形态，通过功能模组上的夹取组件将对应的工装盖提起，功能模组上一个抓取组件抓取工装上的成品，接着把待加工品放在工装上，夹取组件把工装盖放回原位，旋转驱动端驱动转动梁转动至第二形态，机器人把夹具装置退出磨床，最后旋转驱动端驱动转动梁转动至第一形态，把成品放置于设定的位置。本夹具装置可改变整体的长度来适配磨床门开合的宽度，不受到磨床门开合的宽度的限制，可满足大批量工件的加工需求，并且同时实现对工装盖开合、工件的上料和下料，较小加工设备的体积，提高生产的效率，并且可实现工人无接触加工，从而降低安全事故和减少职业病的发生。

作为上述技术方案的进一步改进，所述折叠驱动组件包括旋转轴、旋转驱动单元，所述转动端通过旋转轴与固定梁可转动地连接，所述旋转轴与所述转动梁相对固定设置，所述旋转驱动单元与所述旋转轴传动连接。

转动梁通过旋转轴与固定梁连接，可提高转动梁与固定梁之间连接的牢固性，进而可提高转动梁的承载能力，使得转动梁上的功能模组在夹持工装盖和抓取工件时，不会产生倾斜的现象。而旋转驱动单元只需驱动旋转轴即可。

作为上述技术方案的进一步改进，所述旋转驱动单元包括齿轮、齿条、直线驱动件，所述齿轮与旋转轴同轴固定连接，所述齿条与所述齿轮啮合连接，所述齿条沿X轴延伸设置，所述直线驱动件设置有与所述齿条传动连接、并使得所述齿条沿X轴移动的直线驱动端。

在齿轮与齿条的啮合传动作用下，可提高转动梁转动的精度，同时也避免出现打滑的现象。这时旋转驱动单元只需简单的直线驱动件即可，可降低夹具装置的成本。

作为上述技术方案的进一步改进，所述直线驱动件为直线气缸。通过直线气缸可快速地驱动齿条沿X轴移动，进而可快速地带动转动梁转动，使得转动梁可快速地在第二形态和第一形态之间切换。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述固定梁上安装有连接法兰。固定梁通过连接法兰与机器人连接，其中连接法兰的安装位置可根据不同的需求来定。

作为上述技术方案的进一步改进，至少两个所述抓取组件均布于安装板块的底面，所述夹取组件设置于安装板块的前沿。这时的安装板块沿Y轴延伸设置，安装板块处于XY坐标面上，夹取组件设置于安装板块的前沿，可使得夹取组件在夹取工装盖时，工装盖不影响到两个所述抓取组件对工件的抓取，同时两个所述抓取组件呈间隔均布于安装板块的底面，在抓取工件时，机器人只需带动夹具装置在Z轴上移动即可，使得机器人的控制简单化。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹取组件包括抱片、夹取驱动单元，所述抱片的数量设置有两个，两个所述抱片彼此位置相对设置，所述夹取驱动单元设置有与两个所述抱片传动连接、并使得两个所述抱片相互靠近或相互远离的夹取驱动端。

在夹取工装盖时，通过夹取驱动单元上的夹取驱动端来驱动两个所述抱片相互靠近或相互远离，通过两个抱片来夹紧工装盖。而抱片可根据不同的工装盖来替换不同形状大小的抱片。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹取驱动单元为手指气缸。

通过手指气缸来驱动两个抱片运动，可提高夹取的速度，提高提取工装盖的速度，进而提高加工的效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述抓取组件包括吸盘，所述吸盘的数量为至少一个。

对于一些容易受压变形的工件，采用吸盘的吸附来实现抓取，尤其对于手机壳，产品的平面光滑，吸盘可以稳定可靠地实现上下料。其中吸盘通过气管与外设的抽真空装置连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述折叠机构的数量设置有两个，两个所述折叠机构呈对称设置于所述固定梁的两端。

呈对称设置的两个所述折叠机构，一来可提高整个夹具装置的平衡性，这时机器人与固定梁的中部连接即可，移动起来平稳，二来也提高夹具装置的装载量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的可变长度的夹具装置，其一实施例的结构示意图，其中三箭头分别表示X轴向、Y轴向和Z轴向；

图2是图1中的局部放大图A；

图3是本发明所提供的可变长度的夹具装置，其一实施例的第一形态的示意图；

图4是本发明所提供的可变长度的夹具装置，其一实施例的第二形态的示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图4，本发明的可变长度的夹具装置作出如下实施例：

本实施例的夹具装置具有相互正交的X轴、Y轴、Z轴，所述夹具装置包括固定梁100、两个折叠机构200和功能模组300，其中功能模组300包括安装板块310、安装于安装板块310上的抓取组件320和夹取组件330，所述抓取组件320的数量设置有两个，其中抓取组件320同于抓取工件，而夹取组件330用于夹取磨床内的工装盖，具体地：所述抓取组件320包括吸盘321，对于一些容易受压变形的工件，采用吸盘321的吸附来实现抓取，尤其对于手机壳，产品的平面光滑，吸盘321可以稳定可靠地实现上下料。其中吸盘321通过气管与外设的抽真空装置连接。而夹取组件330包括两个抱片331和手指气缸332，两个所述抱片331彼此位置相对设置，手指气缸332的两个手指分别与两个抱片331连接，通过手指气缸332来驱动两个所述抱片331相互靠近或相互远离，使得两个抱片331来夹取工装盖，同时抱片331可根据不同的工装盖来替换不同形状大小的抱片331。

其中固定梁100沿X轴延伸设置，两个所述折叠机构200呈对称设置于所述固定梁100的两端，折叠机构200包括转动梁210、折叠驱动组件，所述转动梁210沿X轴延伸设置于固定梁100的端部，所述转动梁210设置有转动端和自由端，所述转动端具有沿Y轴延伸的转动轴线，所述折叠驱动组件设置于固定梁100，其中所述折叠驱动组件设置有与所述转动梁210传动连接、并使所述转动梁210绕所述转动轴线转动的旋转驱动端，具体地：所述折叠驱动组件包括旋转轴220、旋转驱动单元，所述转动端通过旋转轴220与固定梁100可转动地连接，旋转轴220的轴线为上述的转动轴线，所述旋转轴220与所述转动梁210相对固定设置，而旋转驱动单元包括齿轮230、齿条240、直线气缸250，所述齿轮230与旋转轴220同轴固定连接，所述齿条240与所述齿轮230啮合连接，所述齿条240沿X轴延伸设置，直线气缸250固定于固定梁100上，直线气缸250与齿条240传动连接，可驱动齿条240沿X轴移动。

同时，在所述固定梁100上沿X轴间隔设置有多个所述功能模组300，所述固定梁100与所述安装板块310连接，在所述转动梁210上沿X轴也设置有一个所述功能模组300，所述转动梁210与所述安装板块310连接。

在使用时，固定梁100通过连接法兰110与机器人连接，本实例中的连接法兰110设置于固定梁100的中部，可提高夹具移动的平稳；夹具装置的初始状态是转动梁210沿X轴延伸状态(即是第一形态，如图3所示)，在工件需要放入磨床进行加工时，每一个功能模组300上的其中一个抓取组件320上的吸盘321均吸取待加工品，机器人把夹具装置移动至磨床正前方，直线气缸250驱动齿条240移动，在齿条240与齿轮230啮合连接下，带动转动梁210绕旋转轴220转动，并一起带动转动梁210上的功能模组300折叠起来(即是第二形态，如图4所示)，缩减夹具装置在X轴上的长度，这时夹具装置在X轴上的长度小于磨床门开合的宽度，使得机器人可把夹具装置移动至磨床内，直线气缸250驱动齿条240往回移动，转动梁210回转至第一形态，并通过夹取组件330上抱片331将对应的工装盖提起，功能模组300上的另外一个抓取组件320上的吸盘321吸取工装上的成品，接着把待加工品放在工装上，夹取组件330把工装盖放回原位，转动梁210转动至第二形态，机器人把夹具装置退出磨床，最后转动至第一形态，把成品放置于设定的位置，如此重复动作，可满足大批量工件的加工需求。进而使得夹具装置可改变整体的长度来适配磨床门开合的宽度，不受到磨床门开合的宽度的限制，并且同时实现对工装盖开合、工件的上料和下料，较小加工设备的体积，提高生产的效率。

进一步地，两个所述抓取组件320均布于安装板块310的底面，所述夹取组件330设置于安装板块310的前沿。这时的安装板块310沿Y轴延伸设置，安装板块310处于XY坐标面上，夹取组件330设置于安装板块310的前沿，可使得夹取组件330在夹取工装盖时，工装盖不影响到两个所述抓取组件320对工件的抓取，同时两个所述抓取组件320呈间隔均布于安装板块310的底面，在抓取工件时，机器人只需带动夹具装置在Z轴上移动即可，使得机器人的控制简单化。

在一些实施例中，在所述转动梁210上沿X轴也可间隔设置有多个所述功能模组300，提高夹具的装载量；而每个抓取组件320也可包括多个吸盘321，提高对工件吸取的稳定性。

在其他一些实施例中，吸盘321可替换为其他抓取结构，对于一些较硬的工件可采用夹持的方式进行抓取。

在一些实施例中，折叠机构200可单设置一个即可，也可实现缩减长度的效果。本实施例呈对称设置的两个所述折叠机构200，一来可提高整个夹具装置的平衡性，这时机器人与固定梁100的中部连接即可，移动起来平稳，二来也提高夹具装置的装载量。

在一些实施例中，折叠驱动组件变换成气缸连杆的方式，或者电机直接驱动的方式。

在一些实施例中，直线气缸250和手指气缸332可替换为电动推杆、液压缸等驱动单元。而吸盘321也可根据不同的产品选择不同的规格的吸盘321。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种可变长度的夹具装置，其特征在于：所述夹具装置具有相互正交的X轴、Y轴、Z轴，所述夹具装置包括：

固定梁(100)，其沿X轴延伸设置；

折叠机构(200)，其包括转动梁(210)、折叠驱动组件，所述转动梁(210)沿X轴延伸设置于固定梁(100)的其中一端，所述转动梁(210)设置有转动端和自由端，所述转动端具有沿Y轴延伸的转动轴线，所述折叠驱动组件设置于固定梁(100)，所述折叠驱动组件设置有与所述转动梁(210)传动连接、并使所述转动梁(210)绕所述转动轴线转动的旋转驱动端；

功能模组(300)，其包括安装板块(310)、安装于安装板块(310)上的抓取组件(320)和夹取组件(330)，所述抓取组件(320)的数量设置有至少两个；

在所述固定梁(100)上沿X轴间隔设置有多个所述功能模组(300)，所述固定梁(100)与所述安装板块(310)连接；

在所述转动梁(210)上沿X轴间隔设置有至少一个所述功能模组(300)，所述转动梁(210)与所述安装板块(310)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

所述折叠驱动组件包括旋转轴(220)、旋转驱动单元，所述转动端通过旋转轴(220)与固定梁(100)可转动地连接，所述旋转轴(220)与所述转动梁(210)相对固定设置，所述旋转驱动单元与所述旋转轴(220)传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

所述旋转驱动单元包括齿轮(230)、齿条(240)、直线驱动件，所述齿轮(230)与旋转轴(220)同轴固定连接，所述齿条(240)与所述齿轮(230)啮合连接，所述齿条(240)沿X轴延伸设置，所述直线驱动件设置有与所述齿条(240)传动连接、并使得所述齿条(240)沿X轴移动的直线驱动端。

4.根据权利要求3所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

所述直线驱动件为直线气缸(250)。

5.根据权利要求1所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

在所述固定梁(100)上安装有连接法兰(110)。

6.根据权利要求1所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

至少两个所述抓取组件(320)均布于安装板块(310)的底面，所述夹取组件(330)设置于安装板块(310)的前沿。

7.根据权利要求1所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

所述夹取组件(330)包括抱片(331)、夹取驱动单元，所述抱片(331)的数量设置有两个，两个所述抱片(331)彼此位置相对设置，所述夹取驱动单元设置有与两个所述抱片(331)传动连接、并使得两个所述抱片(331)相互靠近或相互远离的夹取驱动端。

8.根据权利要求7所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

所述夹取驱动单元为手指气缸(332)。

9.根据权利要求1所述的一种可变长度的夹具装置，其特征在于：

所述抓取组件(320)包括吸盘(321)，所述吸盘(321)的数量为至少一个。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种可变长度的夹具装置，

其特征在于：

所述折叠机构(200)的数量设置有两个，两个所述折叠机构(200)呈对称设置于所述固定梁(100)的两端。

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