CN112659025A - 一种用于加工件的定位夹紧机构及其夹紧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加工件的定位夹紧机构及其夹紧方法，包括工作台和固定框，所述工作台的前表面安装有控制器，所述工作台的上表面焊接有顶盖，所述工作台的内侧壁焊接有支撑柱，所述支撑柱的外表面与所述固定框的内侧壁焊接；利用单头数蜗杆的反行程自锁机械特性，当需要夹紧机构时，通过控制器控制第一伺服电机及第二伺服电机装载单头数蜗杆作为支撑轴的输出源，实现反行程夹紧，避免外力破坏卡钳块的夹紧效果；而需要卸载工件时，通过控制器控制另一个第一伺服电机及另一个第二伺服电机，通过装载三头数蜗杆作为支撑轴的输出源，反转控制主动锥齿轮啮合从动锥齿轮，即可实现工件的卸载。
Description
技术领域
本发明涉及机加工夹紧装置技术领域，具体为一种用于加工件的定位夹紧机构及其夹紧方法。
背景技术
自动化设备往往需要将某一个工件进行夹紧，并对其进行诸如组立、锁付等工作；而现有的夹紧机构通常只是在一个固定的平台上，四周布置螺纹杆配合某种卡钳，分别对丝杠进行旋转，从而对丝杆输出进给运动以实现对工件的夹紧，但是这种夹紧方式无法确认工件的固定中心点，从而导致后续的机加工工序产生困难；并且，如果遇到较大的外力或冲击，传统夹紧机构之间极易发生松动，导致加工件的夹紧失效。
为此，提出一种用于加工件的定位夹紧机构及其夹紧方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于加工件的定位夹紧机构及其夹紧方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于加工件的定位夹紧机构，包括工作台和固定框，其特征在于：所述工作台的前表面安装有控制器，所述工作台的上表面焊接有顶盖，所述工作台的内侧壁焊接有支撑柱，所述支撑柱的外表面与所述固定框的内侧壁焊接，所述工作台的内侧壁通过轴承转动连接有支撑轴，所述支撑轴的外表面下部焊接有第一蜗轮，所述支撑轴的外表面上部焊接有第二蜗轮；
所述固定框的顶部与底部对称焊接有两个固定块，所述固定块的一侧安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴焊接有旋转盘，所述旋转盘的前表面安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴焊接有单头数蜗杆，另一个所述第二伺服电机的输出轴焊接有三头数蜗杆，所述单头数蜗杆的轮齿与所述第一蜗轮的轮齿啮合，所述三头数蜗杆的轮齿与所述第二蜗轮的轮齿啮合，所述固定框的下表面安装有继电器；
所述顶盖的内侧壁焊接有四个固定壳体，四个所述固定壳体的内侧壁滑动连接有四个卡钳块，所述卡钳块的内侧壁螺纹连接有丝杆，所述丝杆的外表面焊接有从动锥齿轮，四个所述从动锥齿轮的轮齿与主动锥齿轮的轮齿啮合，所述主动锥齿轮的内侧壁与所述支撑轴的外表面顶部焊接；
所述控制器的电性输出端与所述继电器的电性输入端电性连接，所述继电器的电性输出端与所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的电性输入端电性连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述工作台的下表面通过螺钉螺纹连接有四个万向轮。
作为本技术方案的进一步优选的：所述工作台的内侧壁底部焊接有基座，所述基座的内侧壁通过轴承与所述支撑轴的外表面转动连接。
作为本技术方案的进一步优选的：四个所述固定壳体的内侧壁焊接有置物板。
作为本技术方案的进一步优选的：所述卡钳块的两侧面对称开设有两个导槽，所述卡钳块的内侧壁两侧对称开设有两个导轨，所述导槽的外表面与所述导轨的外表面滑动连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述顶盖的上表面开设有四个滑槽，所述滑槽的内侧壁与所述卡钳块的外表面滑动连接。
另外本发明还提供一种用于加工件的定位夹紧机构的夹紧方法，具体包括以下步骤：
S1、首先将所需夹紧的工件放置于置物板上，并通过控制器控制第一伺服电机的输出轴带动旋转盘旋转，使得一个第二伺服电机输出轴所焊接的三头数蜗杆脱离第二蜗轮的啮合，随后另一个第二伺服电机启动，带动单头数蜗杆啮合第一蜗轮旋转，从而带动支撑轴旋转；
S2、支撑轴及其所焊接的主动锥齿轮在旋转过程中，主动锥齿轮不断啮合带动四个从动锥齿轮旋转，而与从动锥齿轮所焊接的丝杆会不断与卡钳块的内侧壁进行螺纹配合，而卡钳块的两侧在固定壳体的限位作用下，及其自身的导槽与固定壳体的导轨的配合作用下，实现卡钳块根据主动锥齿轮的正转作用下形成进给运动，在四组从动锥齿轮同样的受力条件及其轮系传动下，实现卡钳块将工件准确定心夹紧于置物板的中部；
S3、当需要卸载工件时，通过控制器控制第一伺服电机的输出轴带动旋转盘旋转，使得焊接有单头数蜗杆的第二伺服电机脱离，随后另一个第二伺服电机启动，带动三头数蜗杆啮合第二蜗轮反转，从而带动支撑轴旋转，从而卸载工件。
作为本技术方案的进一步优选的：在所述S3中，另一个第二伺服电机启动，带动三头数蜗杆啮合第二蜗轮反转，从而带动支撑轴旋转，使得主动锥齿轮反转啮合四个从动锥齿轮，从而使得丝杆反转，带动卡钳块退回，从而完成卸载工件的工序。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、卡钳块根据主动锥齿轮的正转作用下形成进给运动，在四组从动锥齿轮同样的受力条件及其轮系传动下，实现卡钳块将工件准确定心夹紧于置物板的中部，以方便后续的机加工工序；
二、利用单头数蜗杆的反行程自锁机械特性，当需要夹紧机构时，通过控制器控制第一伺服电机及第二伺服电机装载单头数蜗杆作为支撑轴的输出源，实现反行程夹紧，避免外力破坏卡钳块的夹紧效果；
三、需要卸载工件时，通过控制器控制另一个第一伺服电机及另一个第二伺服电机，通过装载三头数蜗杆作为支撑轴的输出源，反转控制主动锥齿轮啮合从动锥齿轮，即可实现工件的卸载，本发明相较于传统技术，夹紧效果更好，定中性能强，使用方便，省时省力。
附图说明
图1为本发明的一视角立体结构示意图；
图2为本发明的另一视角立体结构示意图；
图3为本发明的工作台剖视视角立体结构示意图；
图4为本发明的支撑轴立体结构示意图；
图5为本发明的固定框立体结构示意图；
图6为本发明的主动锥齿轮立体结构示意图；
图7为本发明的卡钳块立体结构示意图；
图8为本发明的固定壳体立体结构示意图。
图中：1、工作台；101、万向轮；102、支撑柱；2、控制器；3、顶盖；301、滑槽；4、基座；5、支撑轴；6、第一蜗轮；601、单头数蜗杆；7、第二蜗轮；701、三头数蜗杆；8、固定框；801、固定块；802、旋转盘；9、第一伺服电机；10、第二伺服电机；11、继电器；12、固定壳体；1201、置物板；1202、导轨；13、卡钳块；1301、导槽；14、丝杆；15、从动锥齿轮；16、主动锥齿轮。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种用于加工件的定位夹紧机构，包括工作台1和固定框8，工作台1的前表面安装有控制器2，工作台1的上表面焊接有顶盖3，工作台1的内侧壁焊接有支撑柱102，支撑柱102的外表面与固定框8的内侧壁焊接，工作台1的内侧壁通过轴承转动连接有支撑轴5，支撑轴5的外表面下部焊接有第一蜗轮6，支撑轴5的外表面上部焊接有第二蜗轮7；
固定框8的顶部与底部对称焊接有两个固定块801，固定块801的一侧安装有第一伺服电机9，第一伺服电机9的输出轴焊接有旋转盘802，旋转盘802的前表面安装有第二伺服电机10，第二伺服电机10的输出轴焊接有单头数蜗杆601，另一个第二伺服电机10的输出轴焊接有三头数蜗杆701，单头数蜗杆601的轮齿与第一蜗轮6的轮齿啮合，三头数蜗杆701的轮齿与第二蜗轮7的轮齿啮合，固定框8的下表面安装有继电器11；
顶盖3的内侧壁焊接有四个固定壳体12，四个固定壳体12的内侧壁滑动连接有四个卡钳块13，卡钳块13的内侧壁螺纹连接有丝杆14，丝杆14的外表面焊接有从动锥齿轮15，四个从动锥齿轮15的轮齿与主动锥齿轮16的轮齿啮合，主动锥齿轮16的内侧壁与支撑轴5的外表面顶部焊接；
控制器2的电性输出端与继电器11的电性输入端电性连接，继电器11的电性输出端与第一伺服电机9和第二伺服电机10的电性输入端电性连接。
本实施例中，具体的：工作台1的下表面通过螺钉螺纹连接有四个万向轮101；通过万向轮101可以方便整体装置快速移动至不同的位置，以实现实际情况下的不同加工需求。
本实施例中，具体的：工作台1的内侧壁底部焊接有基座4，基座4的内侧壁通过轴承与支撑轴5的外表面转动连接；基座4可以辅助配合支撑轴5，为其提供底部的支撑点，方便支撑轴5后续的旋转工作。
本实施例中，具体的：四个固定壳体12的内侧壁焊接有置物板1201；工作人员可以将所需加工的工件放置于置物板1201之上，配合夹紧机构辅助提供夹紧效率。
本实施例中，具体的：卡钳块13的两侧面对称开设有两个导槽1301，卡钳块13的内侧壁两侧对称开设有两个导轨1202，导槽1301的外表面与导轨1202的外表面滑动连接；主动锥齿轮16不断啮合带动四个从动锥齿轮15旋转，而与从动锥齿轮15所焊接的丝杆14会不断与卡钳块13的内侧壁进行螺纹配合，而卡钳块13的两侧在固定壳体12的限位作用下，及其自身的导槽1301与固定壳体12的导轨1202的配合作用下，实现卡钳块13根据主动锥齿轮16的正转作用下形成进给运动。
本实施例中，具体的：顶盖3的上表面开设有四个滑槽301，滑槽301的内侧壁与卡钳块13的外表面滑动连接；当卡钳块13在移动过程中，其外表面会不断配合滑槽301实现另一处的限位与导向，辅助提高其进给稳定性。
本实施例中，具体的：控制器2的具体型号为FX3GA；第一伺服电机9的具体型号为DS-25RS370；第二伺服电机10的具体型号为ACM2072907。
另外本发明还提供一种用于加工件的定位夹紧机构的夹紧方法，具体包括以下步骤：
S1、首先将所需夹紧的工件放置于置物板1201上，并通过控制器2控制第一伺服电机9的输出轴带动旋转盘802旋转，使得一个第二伺服电机10输出轴所焊接的三头数蜗杆701脱离第二蜗轮7的啮合，随后另一个第二伺服电机10启动，带动单头数蜗杆601啮合第一蜗轮6旋转，从而带动支撑轴5旋转；
S2、支撑轴5及其所焊接的主动锥齿轮16在旋转过程中，主动锥齿轮16不断啮合带动四个从动锥齿轮15旋转，而与从动锥齿轮15所焊接的丝杆14会不断与卡钳块13的内侧壁进行螺纹配合，而卡钳块13的两侧在固定壳体12的限位作用下，及其自身的导槽1301与固定壳体12的导轨1202的配合作用下，实现卡钳块13根据主动锥齿轮16的正转作用下形成进给运动，在四组从动锥齿轮15同样的受力条件及其轮系传动下，实现卡钳块13将工件准确定心夹紧于置物板1201的中部；
S3、当需要卸载工件时，通过控制器2控制第一伺服电机9的输出轴带动旋转盘802旋转，使得焊接有单头数蜗杆601的第二伺服电机10脱离，随后另一个第二伺服电机10启动，带动三头数蜗杆701啮合第二蜗轮7反转，从而带动支撑轴5旋转，从而卸载工件。
本实施例中，具体的：在S3中，另一个第二伺服电机10启动，带动三头数蜗杆701啮合第二蜗轮7反转，从而带动支撑轴5旋转，使得主动锥齿轮16反转啮合四个从动锥齿轮15，从而使得丝杆14反转，带动卡钳块13退回，从而完成卸载工件的工序。
工作原理或者结构原理：卡钳块13及其配合的丝杆14根据主动锥齿轮16的正转作用下形成进给运动，在四组从动锥齿轮15同样的受力条件及其轮系传动下，实现卡钳块13将工件准确定心夹紧于置物板1201的中部；并且通过控制器2控制第一伺服电机9及第二伺服电机10装载单头数蜗杆601作为支撑轴5的输出源，利用其机械式反行程自锁特性实现反行程夹紧，即使受到外力破坏，卡钳块13也不会反向移动导致松动；而需要卸载工件时，通过控制器2控制另一个第一伺服电机9及另一个第二伺服电机10，通过装载三头数蜗杆701作为支撑轴5的输出源，反转控制主动锥齿轮16啮合从动锥齿轮15，即可实现工件的卸载；本发明相较于传统技术，夹紧效果更好，定中性能强，使用方便，省时省力。
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 (8)
1.一种用于加工件的定位夹紧机构，包括工作台(1)和固定框(8)，其特征在于：所述工作台(1)的前表面安装有控制器(2)，所述工作台(1)的上表面焊接有顶盖(3)，所述工作台(1)的内侧壁焊接有支撑柱(102)，所述支撑柱(102)的外表面与所述固定框(8)的内侧壁焊接，所述工作台(1)的内侧壁通过轴承转动连接有支撑轴(5)，所述支撑轴(5)的外表面下部焊接有第一蜗轮(6)，所述支撑轴(5)的外表面上部焊接有第二蜗轮(7)；
所述固定框(8)的顶部与底部对称焊接有两个固定块(801)，所述固定块(801)的一侧安装有第一伺服电机(9)，所述第一伺服电机(9)的输出轴焊接有旋转盘(802)，所述旋转盘(802)的前表面安装有第二伺服电机(10)，所述第二伺服电机(10)的输出轴焊接有单头数蜗杆(601)，另一个所述第二伺服电机(10)的输出轴焊接有三头数蜗杆(701)，所述单头数蜗杆(601)的轮齿与所述第一蜗轮(6)的轮齿啮合，所述三头数蜗杆(701)的轮齿与所述第二蜗轮(7)的轮齿啮合，所述固定框(8)的下表面安装有继电器(11)；
所述顶盖(3)的内侧壁焊接有四个固定壳体(12)，四个所述固定壳体(12)的内侧壁滑动连接有四个卡钳块(13)，所述卡钳块(13)的内侧壁螺纹连接有丝杆(14)，所述丝杆(14)的外表面焊接有从动锥齿轮(15)，四个所述从动锥齿轮(15)的轮齿与主动锥齿轮(16)的轮齿啮合，所述主动锥齿轮(16)的内侧壁与所述支撑轴(5)的外表面顶部焊接；
所述控制器(2)的电性输出端与所述继电器(11)的电性输入端电性连接，所述继电器(11)的电性输出端与所述第一伺服电机(9)和所述第二伺服电机(10)的电性输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于加工件的定位夹紧机构，其特征在于：所述工作台(1)的下表面通过螺钉螺纹连接有四个万向轮(101)。
3.根据权利要求1所述的一种用于加工件的定位夹紧机构，其特征在于：所述工作台(1)的内侧壁底部焊接有基座(4)，所述基座(4)的内侧壁通过轴承与所述支撑轴(5)的外表面转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于加工件的定位夹紧机构，其特征在于：四个所述固定壳体(12)的内侧壁焊接有置物板(1201)。
5.根据权利要求1所述的一种用于加工件的定位夹紧机构，其特征在于：所述卡钳块(13)的两侧面对称开设有两个导槽(1301)，所述卡钳块(13)的内侧壁两侧对称开设有两个导轨(1202)，所述导槽(1301)的外表面与所述导轨(1202)的外表面滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于加工件的定位夹紧机构，其特征在于：所述顶盖(3)的上表面开设有四个滑槽(301)，所述滑槽(301)的内侧壁与所述卡钳块(13)的外表面滑动连接。
7.一种用于加工件的定位夹紧机构的夹紧方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将所需夹紧的工件放置于置物板(1201)上，并通过控制器(2)控制第一伺服电机(9)的输出轴带动旋转盘(802)旋转，使得一个第二伺服电机(10)输出轴所焊接的三头数蜗杆(701)脱离第二蜗轮(7)的啮合，随后另一个第二伺服电机(10)启动，带动单头数蜗杆(601)啮合第一蜗轮(6)旋转，从而带动支撑轴(5)旋转；
S2、支撑轴(5)及其所焊接的主动锥齿轮(16)在旋转过程中，主动锥齿轮(16)不断啮合带动四个从动锥齿轮(15)旋转，而与从动锥齿轮(15)所焊接的丝杆(14)会不断与卡钳块(13)的内侧壁进行螺纹配合，而卡钳块(13)的两侧在固定壳体(12)的限位作用下，及其自身的导槽(1301)与固定壳体(12)的导轨(1202)的配合作用下，实现卡钳块(13)根据主动锥齿轮(16)的正转作用下形成进给运动，在四组从动锥齿轮(15)同样的受力条件及其轮系传动下，实现卡钳块(13)将工件准确定心夹紧于置物板(1201)的中部；
S3、当需要卸载工件时，通过控制器(2)控制第一伺服电机(9)的输出轴带动旋转盘(802)旋转，使得焊接有单头数蜗杆(601)的第二伺服电机(10)脱离，随后另一个第二伺服电机(10)启动，带动三头数蜗杆(701)啮合第二蜗轮(7)反转，从而带动支撑轴(5)旋转，从而卸载工件。
8.根据权利要求7所述的一种用于加工件的定位夹紧机构的夹紧方法，其特征在于：在所述S3中，另一个第二伺服电机(10)启动，带动三头数蜗杆(701)啮合第二蜗轮(7)反转，带动支撑轴(5)旋转，主动锥齿轮(16)反转啮合四个从动锥齿轮(15)，丝杆(14)反转，带动卡钳块(13)退回，完成卸载工件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210416 |