CN112108897B - 一种加工中心用限位夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工中心用限位夹紧装置，包括加工中心输送机外的机架，机架上设有至少一个限位架和夹紧机构，限位架一侧设有用于驱动限位架沿输送机平行方向往复移动行走驱动机构，限位架的限位板顶部设有驱动板，驱动板与限位架另一侧之间设有偏转轴和偏转机构，偏转机构用于带动驱动板绕偏转轴往复偏转，夹紧机构包括沿输送机垂直输送方向对向移动的两个第一夹板和与固定台相对升降移动的第二夹板，行走的限位架以偏转机构带动驱动板往复偏转、实现限位板在输送机顶部的侧位开合，方便顶部上料避免重复定位，与夹紧机构的侧位和竖直方向多面限位夹紧实现工件装夹，益于提高定位精度、装夹效率和可靠性，满足加工中心紧凑的连续生产需求。

Description

一种加工中心用限位夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种加工中心用限位夹紧装置，属于数控加工中心设备技术领域。

背景技术

由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化数控加工中心，具有加工精度高、批量加工效率的特点，被广泛应用于铣削、镗削、钻削、锯切等加工工序，其中机床的输送机上涉及限位夹紧装置，用于限位装夹定位一个或多个工件、以控制加工位置、防止加工中心进行加工过程中工件产生位移抖动而影响加工精度。现有技术中的数控加工中心设备的限位装夹普遍采用夹紧工装，特别是工件结构需要多点固定时、导致装夹效率和定位精度较差，单一侧位夹紧对特别是多个棒材工件表面可靠装夹，同时加工中心输送机上采用竖直升降的限位结构时，升降冲击对输送机的撞击易减小输送机寿命，当多个工件的整体长度较长、特别是连续加工并由顶部上料时，需要反复位移限位结构为上料让位，且反复限位定位导致影响上料效率和批量加工的定位精度，难以满足加工中心紧凑的连续生产需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种加工中心用限位夹紧装置，行走的限位架以偏转机构带动驱动板往复偏转、实现限位板在输送机顶部的侧位开合，与夹紧机构的侧位和竖直方向多面限位夹紧实现工件装夹，益于提高定位精度、装夹效率和可靠性，满足加工中心紧凑的连续生产需求。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种加工中心用限位夹紧装置，包括加工中心输送机外的机架，其中，所述机架上设有至少一个限位架和夹紧机构，所述限位架一侧设有行走驱动机构，所述行走驱动机构用于驱动限位架沿输送机平行方向往复移动；

所述限位架包括位于机架两侧的第一架板和第二架板，所述第一架板和第二架板内侧均设有至少一个滚轮，所述机架上设有平行于输送机、且位于滚轮底部或对应滚轮之间与滚轮滚动配合的滚道，位于机架底部的滚轮上设有连接第一架板和第二架板的连杆；

所述机架至少一侧底部设有平行于滚道的齿条，所述行走驱动机构包括设置在限位架上的旋转电机和连接在旋转电机电机轴上并与齿条啮合的齿轮；

所述限位架上设有位于输送机顶部的限位板，所述限位板顶部设有驱动板，所述驱动板与限位板之间设有第一缓冲机构，所述限位板截面呈T形结构，所述第一缓冲机构包括包括若干垂直穿过驱动板的第一导向杆、和套于第一导向杆外部并位于驱动板和限位板之间的第一弹簧，所述第一导向杆上设有位于驱动板顶部的第一螺母；

所述驱动板与限位架另一侧之间设有偏转轴和偏转机构，所述限位架上设有凹口，所述凹口两侧设有第一支撑耳，所述驱动板呈Z形结构且位于凹口内，所述偏转轴垂直穿过第一支撑耳和驱动板，所述驱动板内外壁上均设有三角加强板；

所述偏转机构用于带动驱动板绕偏转轴往复偏转，所述限位架上设有位于凹口一侧的第二支撑耳，所述偏转机构包括液压缸和连轴，所述液压缸尾端设有垂直穿过第二支撑耳的定位轴，所述液压缸的液压杆端部设有铰接座，所述连轴一端垂直穿过铰接座、另一端垂直穿过驱动板尾端；

所述机架上设有位于输送机尾端的固定台，所述夹紧机构包括沿输送机垂直输送方向对向移动的两个第一夹板和与固定台相对升降移动的第二夹板；

所述第一夹板位于固定台和输送机之间且呈截面L形结构，第一夹板一侧设有延伸至输送机顶部的凸板，所述固定台底部设有气缸轴与第一夹板垂直相连的双出轴气缸和平行地位于双出轴气缸一侧且与第一夹板滑动配合的第一滑轨；

所述第二夹板顶部设有用于驱动第二夹板升降移动的移动板，所述移动板与第二夹板之间设有第二缓冲机构，所述机架上设有位于固定台顶部的龙门架，所述龙门架上设有升降气缸，所述升降气缸的气缸杆连接移动板，所述龙门架两侧均设有与移动板和第二夹板滑动配合的第二滑轨；

所述第二缓冲机构包括设置在第二夹板上并垂直穿过移动板的第二导向杆、和套于第二导向杆外并位于第二夹板和移动板之间的第二弹簧，所述第二导向杆上设有位于移动板顶部的第二螺母。

本发明的有益效果为：

(1)行走驱动机构的旋转电机带动齿轮旋转与啮合齿条传动，以滚轮与滚道滚动配合支撑减小摩擦阻力，支撑稳定并快速地驱动限位架沿输送机平行方向往复移动，方便从输送机的任意位置进行限位满足任意尺寸的加工需求；

(2)偏转机构的液压缸的液压杆伸缩拉动铰接座上的连轴，呈Z形结构的驱动板绕偏转轴偏转，第一缓冲机构在限位板偏转限位时起到缓冲作用，减小输送机寿命损失，实现限位板在输送机顶部的侧位开合，方便连续从输送机顶部上料，避免反复移动限位架进行重复定位；

(3)夹紧机构与限位板配合，通过两个第一夹板对向移动的侧位限位夹紧和第二夹板与固定台在第二缓冲机构作用下从竖直方向充分夹紧，多面可靠夹紧实现一个或多个外形工件的快速限位装夹，综上有益于提高定位精度、装夹效率和可靠性，满足加工中心紧凑的连续生产需求。

附图说明

图1为本发明前视立体图。

图2为本发明后视立体图。

图3为本发明后视结构图。

图4为本发明限位架一侧的立体图。

图5为本发明限位架另一侧的立体图。

图6为本发明限位板打开状态图。

图7为本发明夹紧机构立体图。

图中标记：输送机1，机架2，限位架3和夹紧机构4，行走驱动机构5，第一架板31和第二架板32，滚轮9，滚道10，连杆11，齿条12，旋转电机51，齿轮52，限位板13，驱动板14，第一缓冲机构6，第一导向杆61、第一弹簧62，第一螺母15，偏转轴16和偏转机构7，液压缸71和连轴72，凹口17，第一支撑耳18，三角加强板19，第二支撑耳20，定位轴21，铰接座22，固定台23，第一夹板41，第二夹板42，凸板24，双出轴气缸25，第一滑轨26，移动板27，第二缓冲机构8，升降气缸28，第二滑轨29，第二导向杆81、第二弹簧82，第二螺母30，龙门架33。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

一种加工中心用限位夹紧装置，包括加工中心输送机1外的机架2，其中，所述机架2上设有至少一个限位架3和夹紧机构4，所述限位架3一侧设有行走驱动机构5，所述行走驱动机构5用于驱动限位架3沿输送机1平行方向往复移动；

所述限位架3包括位于机架2两侧的第一架板31和第二架板32，所述第一架板31和第二架板32内侧均设有至少一个滚轮9，所述机架2上设有平行于输送机1、且位于滚轮9底部或对应滚轮9之间与滚轮9滚动配合的滚道10，位于机架2底部的滚轮9上设有连接第一架板31和第二架板32的连杆11；

所述机架2至少一侧底部设有平行于滚道10的齿条12，所述行走驱动机构5包括设置在限位架3上的旋转电机51和连接在旋转电机51电机轴上并与齿条12啮合的齿轮52；

所述限位架3上设有位于输送机1顶部的限位板13，所述限位板13顶部设有驱动板14，所述驱动板14与限位板13之间设有第一缓冲机构6，所述限位板13截面呈T形结构，所述第一缓冲机构6包括包括若干垂直穿过驱动板14的第一导向杆61、和套于第一导向杆61外部并位于驱动板14和限位板13之间的第一弹簧62，所述第一导向杆61上设有位于驱动板14顶部的第一螺母15；

所述驱动板14与限位架3另一侧之间设有偏转轴16和偏转机构7，所述限位架3上设有凹口17，所述凹口17两侧设有第一支撑耳18，所述驱动板14呈Z形结构且位于凹口17内，所述偏转轴16垂直穿过第一支撑耳18和驱动板14，所述驱动板14内外壁上均设有三角加强板19；

所述偏转机构7用于带动驱动板14绕偏转轴16往复偏转，所述限位架3上设有位于凹口17一侧的第二支撑耳20，所述偏转机构7包括液压缸71和连轴72，所述液压缸71尾端设有垂直穿过第二支撑耳20的定位轴21，所述液压缸71的液压杆端部设有铰接座22，所述连轴72一端垂直穿过铰接座22、另一端垂直穿过驱动板14尾端；

所述机架2上设有位于输送机1尾端的固定台23，所述夹紧机构4包括沿输送机1垂直输送方向对向移动的两个第一夹板41和与固定台23相对升降移动的第二夹板42；

所述第一夹板41位于固定台23和输送机1之间且呈截面L形结构，第一夹板41一侧设有延伸至输送机1顶部的凸板24，所述固定台23底部设有气缸轴与第一夹板41垂直相连的双出轴气缸25和平行地位于双出轴气缸25一侧且与第一夹板41滑动配合的第一滑轨26；

所述第二夹板42顶部设有用于驱动第二夹板42升降移动的移动板27，所述移动板27与第二夹板42之间设有第二缓冲机构8，所述机架2上设有位于固定台23顶部的龙门架33，所述龙门架33上设有升降气缸28，所述升降气缸28的气缸杆连接移动板27，所述龙门架33两侧均设有与移动板27和第二夹板42滑动配合的第二滑轨29；

所述第二缓冲机构8包括设置在第二夹板42上并垂直穿过移动板27的第二导向杆81、和套于第二导向杆81外并位于第二夹板42和移动板27之间的第二弹簧82，所述第二导向杆81上设有位于移动板27顶部的第二螺母30。

本发明的工作原理为：

将旋转电机51通电连接、液压缸71与液压系统连接、双出轴气缸25和升降气缸28与电气系统并分别与加工中心的控制中心电连接，参见附图6，初始时液压缸71的液压杆处于伸长状态、限位板13处于打开状态，加工中心的输送机1由顶部上料，上料工件为一个或多个板材、圆材、方材等外形的工件；

参见附图1-6，由输送机1带动工件向夹紧机构4方向输送并凸出于夹紧机构4，由行走驱动机构5的旋转电机51的电机轴带动齿轮52旋转，通过机架2上啮合的齿条12传动，使限位架3沿输送机1平行方向往复移动，限位架3通过连杆11连接的第一架板31和第二架板32同步移送，并以滚轮9与滚道10滚动配合支撑减小摩擦阻力，快速移动至限位位置停止，整体运行稳定快速；

偏转机构7的液压缸71的液压杆收缩拉动铰接座22上的连轴72，使液压缸71尾端绕第二支撑耳20上的定位轴21偏转，连轴72偏转抬升使呈Z形结构的驱动板14绕第一支撑耳18上的偏转轴16偏转，带动驱动板14和限位板13在凹口17内同步绕偏转轴16偏转，使限位板13在偏转过程中与输送机1表面接触，驱动板14顶部与第二架板32顶部限位，并通过T形限位板13顶部压缩第一缓冲机构6的第一弹簧62，使第一导向柱凸出于驱动板14，第一螺母15用于弹簧回复时限位连接限位板13和驱动板14，三角加强板19起到补充Z形驱动板14垂直面结合强度的作用，使第一缓冲机构6在限位板13偏转限位时起到缓冲作用，防止急速驱动下冲击过大而损伤输送机1；

第一夹紧机构4的两个第一夹板41在输送机1与固定台23之间，通过双出轴气缸25的气缸杆带动第一夹板41沿输送机1垂直输送方向对向移动，第一夹板41上设置与第一滑轨26配合的滑槽用于滑动配合导向保证第一夹板41稳定移动，使输送机1至固定台23上的一个或多个工件向输送机1中心趋近，输送机1向限位板13方向反向输送工件，使工件随输送机1移动至限位板13一侧被隔档限位，从而控制工件加工尺寸位置；

两个第一夹板41继续对向移动直至移动至一个或多个工件的两侧夹紧，凸板24用于与输送机1机架2限位，并提高与工件侧位夹紧的接触面积，使第一夹板41移动支撑可靠；同时龙门架33上的升降气缸28的气缸杆带动移动板27下降，移动板27通过第二螺母30和第二导向杆81吊装第二夹板42，移动板27和第二夹板42上设置与第二滑轨29配合的滑槽用于滑动配合导向保证移动板27和第二夹板42的升降运行稳定；

参见图7，第二夹板42在下降过程中接触工件顶表面，移动板27继续下降过程中压缩第二缓冲机构8的第二弹簧82，使第二导向杆81凸出于移动板27表面，第二弹簧82弹性回复力保证第二夹板42整个板面对工件表面的充分压紧，实现工件限位装夹；

凸出于固定台23与第二夹板42的工件进行加工中心的铣削、镗削、钻削、锯切等加工后，升降气缸28的气缸杆收缩，双出轴气缸25的气缸杆伸长使夹紧机构4的第一夹板41和第二夹板42解除对工件的夹紧，液压缸71的液压杆收缩，使液压缸71绕定位轴21反向偏转，轴杆拉动驱动板14带动限位板13绕偏转轴16反向偏转，使限位板13解除限位回复至图6状态，输送机1向第一夹紧机构4反向运行带动工件下料；

由于行走驱动机构5驱动限位架3沿输送机1平行方向往复移动，方便从输送机1的任意位置进行限位满足任意尺寸的加工需求，限位架3整体结构支撑稳定移动快速，同时由于偏转机构7带动驱动板14往复偏转实现限位板13在输送机1顶部的侧位开合，方便连续从输送机1顶部上料，避免反复移动限位架3进行重复定位，提高上料效率和批质量的定位精度，以便与加工中心上料配合紧凑结构满足连续生产需求；

输送机1尾端的夹紧机构4与限位板13配合，通过两个第一夹板41对向移动的侧位限位夹紧和第二夹板42与固定台23的竖直方向夹紧，多面可靠夹紧实现一个或多个板材、圆材、方材等外形的工件的快速限位装夹，有益于提高定位精度、装夹效率和可靠性，提高输送机1寿命，满足加工中心紧凑的连续生产需求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种加工中心用限位夹紧装置，包括加工中心输送机外的机架，其特征在于，所述机架上设有至少一个限位架和夹紧机构，所述限位架一侧设有行走驱动机构，所述行走驱动机构用于驱动限位架沿输送机平行方向往复移动，所述限位架上设有位于输送机顶部的限位板，所述限位板顶部设有驱动板；

所述驱动板与限位板之间设有第一缓冲机构，所述驱动板与限位架另一侧之间设有偏转轴和偏转机构，所述偏转机构用于带动驱动板绕偏转轴往复偏转；

所述机架上设有位于输送机尾端的固定台，所述夹紧机构包括沿输送机垂直输送方向对向移动的两个第一夹板和与固定台相对升降移动的第二夹板；

所述限位架包括位于机架两侧的第一架板和第二架板，所述第一架板和第二架板内侧均设有至少一个滚轮，所述机架上设有平行于输送机、且位于滚轮底部或对应滚轮之间与滚轮滚动配合的滚道，位于机架底部的滚轮上设有连接第一架板和第二架板的连杆；

所述机架至少一侧底部设有平行于滚道的齿条，所述行走驱动机构包括设置在限位架上的旋转电机和连接在旋转电机电机轴上并与齿条啮合的齿轮；

所述限位板截面呈T形结构，所述第一缓冲机构包括若干垂直穿过驱动板的第一导向杆、和套于第一导向杆外部并位于驱动板和限位板之间的第一弹簧，所述第一导向杆上设有位于驱动板顶部的第一螺母；

所述限位架上设有凹口，所述凹口两侧设有第一支撑耳，所述驱动板呈Z形结构且位于凹口内，所述偏转轴垂直穿过第一支撑耳和驱动板，所述驱动板内外壁上均设有三角加强板；

所述限位架上设有位于凹口一侧的第二支撑耳，所述偏转机构包括液压缸和连轴，所述液压缸尾端设有垂直穿过第二支撑耳的定位轴，所述液压缸的液压杆端部设有铰接座，所述连轴一端垂直穿过铰接座、另一端垂直穿过驱动板尾端；

所述第一夹板位于固定台和输送机之间且呈截面L形结构，第一夹板一侧设有延伸至输送机顶部的凸板，所述固定台底部设有气缸轴与第一夹板垂直相连的双出轴气缸和平行地位于双出轴气缸一侧且与第一夹板滑动配合的第一滑轨。

2.根据权利要求1所述的一种加工中心用限位夹紧装置，其特征在于，所述第二夹板顶部设有用于驱动第二夹板升降移动的移动板，所述移动板与第二夹板之间设有第二缓冲机构。

3.根据权利要求2所述的一种加工中心用限位夹紧装置，其特征在于，所述机架上设有位于固定台顶部的龙门架，所述龙门架上设有升降气缸，所述升降气缸的气缸杆连接移动板，所述龙门架两侧均设有与移动板和第二夹板滑动配合的第二滑轨。

4.根据权利要求2所述的一种加工中心用限位夹紧装置，其特征在于，所述第二缓冲机构包括设置在第二夹板上并垂直穿过移动板的第二导向杆、和套于第二导向杆外并位于第二夹板和移动板之间的第二弹簧，所述第二导向杆上设有位于移动板顶部的第二螺母。

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