CN113146283A - 一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置，包括承重基座、夹紧机构、旋转驱动机构、旋转机构、锁紧机构、支撑机构、夹紧工装、动力传动机构支撑机构与安装基座相连，用于支撑工件；夹紧机构为两个相对设置，两个夹紧机构相对运动；两个夹紧机构相对内侧均转动连接有旋转驱动机构，旋转驱动机构用于工件夹持转台的旋转运动；两个旋转驱动机构内侧均固定有夹紧工装；锁紧机构设置在两个夹紧机构之间，用于其中一个旋转驱动机构与对应侧的夹紧机构非转动转态的旋转锁定；旋转驱动机构、动力传动机构均与另一侧的夹紧机构相连，旋转驱动机构通过动力传动机构与一侧旋转机构相连。本装置可适应较大直径圆柱体工件的上料以及夹紧旋转。

Description

一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置
技术领域
本发明属于工件夹持工装领域，特别是一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置。
背景技术
圆柱体工件自动夹紧旋转装置主要用于圆柱体工件的旋转装配或者加工，以及其它需要圆柱体工件自动旋转的设备。目前的圆柱体工件旋转装配或者加工主要采用的解决方式为利用回转卡盘对圆柱体进行装夹来实现的，对于某些特定的圆柱体，如直径较大而且夹持位置具有一定要求的工件，需要使用中通式卡盘来实现目的，而工件直径较大使得中通式卡盘本身的尺寸较大，从而导致设备占用空间大，并且导致圆柱体工件上下料也不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置，以适应较大直径圆柱体工件的上料以及夹紧旋转。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置，包括承重基座、夹紧机构、旋转驱动机构、旋转机构、锁紧机构、支撑机构、夹紧工装、动力传动机构；
所述支撑机构与安装基座相连，用于支撑工件；所述夹紧机构为两个，相对设置，两个夹紧机构相对运动，用于夹持工件；两个夹紧机构相对内侧均转动连接有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构用于工件夹持转台的旋转运动；两个旋转驱动机构内侧均固定有夹紧工装，用于工件的夹紧；所述锁紧机构设置在两个夹紧机构之间，用于其中一个旋转驱动机构与对应侧的夹紧机构非转动转态的旋转锁定，以及转动状态下的解锁；所述旋转驱动机构、动力传动机构均与另一侧的夹紧机构相连，所述旋转驱动机构通过动力传动机构与一侧旋转机构相连，用于转动状态带动另一侧旋转机构旋转，以及非转动状态下的旋转自锁。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
旋转机构分为左右两套，分别通过固定支架与左转接板和右转接板相连接，实现松开夹紧动作，压紧轮安装到固定支架并与旋转骨架相接触，旋转半齿固定到时旋转骨架上面，防脱落固定板安装到固定支架上，与旋转骨架相配合，保证旋转骨架在装置松开时不脱落。锁紧机构设置在两个夹紧机构之间，用于其中一个旋转驱动机构与对应侧的夹紧机构非转动转态的旋转锁定，以及转动状态下的解锁，旋转驱动机构通过动力传动机构与一侧旋转机构相连，用于转动状态带动另一侧旋转机构旋转，以及非转动状态下的旋转自锁，保证了旋转机构的可靠性和安全性。夹紧工装与旋转骨架通过螺栓相连接，实现根据不同直径工件选取不同的夹紧工装，可以适应多种直径的工件。
附图说明
图1为圆柱体自动夹紧旋转装置整体结构图。
图2为夹紧机构结构图。
图3为旋转驱动机构结构图。
图4为旋转机构结构图。
图5为压紧轮与旋转骨架接触示意图。
图6为压紧轮与旋转骨架接触侧视图。
图7为夹紧工装结构图。
图8(a-b)分别为旋转机构侧视和剖视图。
图9为锁紧机构结构图。
图10(a-b)分别为锁紧机构锁紧状态和松开状态示意图。
图11为到位检测机构连接结构图。
图12为夹紧旋转装置松开时简图。
图13为夹紧旋转装置夹紧时简图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1，本实施例的一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置，包括承重基座1、夹紧机构2、旋转驱动机构3、旋转机构4、锁紧机构5、支撑机构6、夹紧工装7、到位检测机构8、限位机构9、动力传动机构10；
所述承重基座1为所有的结构件承载平台，所述的支撑机构6与安装基座1相连接，实现装置在松开工件时，工件不发生脱落。所述的夹紧机构2与承重基座1和旋转机构4连接，所述承重基座1上左右两侧均设有一个夹紧机构2，两个夹紧机构2相对设置，用于夹紧圆柱体工件。所述旋转驱动机构3通过螺栓与一侧的夹紧机构2相连，所述的动力传动机构10与夹紧机构2通过螺栓相连接，旋转驱动机构3与动力传动机构10齿轮啮合，用于为旋转机构4提供旋转动力。所述旋转机构4为两个，分别与两个夹紧机构2螺栓连接，其中一个旋转机构4与动力传动机构10齿轮啮合，在旋转驱动机构3的驱动下实现工件旋转功能。
所述的锁紧机构5与旋转机构4通过螺栓相连接，锁紧机构5位于两个旋转机构4之间，用于一侧的旋转机构4与对应侧的夹紧机构2锁紧，当两个夹紧机构2相对运动夹紧圆柱体工件时，锁紧机构5处于分离状态，旋转机构4可相对对应侧的夹紧机构2旋转，当夹紧机构2两个夹紧机构2分开为夹紧圆柱体工件时，锁紧机构5处于打开状态，旋转机构4被锁紧机构锁住，无法相对夹紧机构2转动。左右两个旋转机构4之间前后侧各设有一个锁紧机构5，两个锁紧机构5分别用于锁紧一个旋转机构4。所述左右两侧的旋转机构4内侧通过螺栓均连接有一个夹紧工装7，所述的到位检测机构8与承重基座1通过螺栓相连接，用于检测夹紧机构2位置，以检测圆柱体工件是否为夹紧。所述的限位机构9与承重基座1通过螺栓相连接，用于限定夹紧机构2的夹紧位置。
结合图2，所述夹紧机构2为两个，包括左夹紧机构、右夹紧机构，均包括固定支架11、第一驱动机构12(油缸/气缸/电机)、安装板、转接板；所述固定支架11与承重基座1用螺栓连接，与第一驱动机构12铰接，为夹紧动力提供受力支点。第一驱动机构12分别与固定支架11和转接板(左转接板14或右转接板15)相连接，通过直线运动实现夹紧功能。安装板(左安装板3和右安装板16)下面通过滑轨滑块的方式与承重基座1相连，上面分别与左转接板14和右转接板15通过螺栓连接，并通过垫片调节的方式来调节转接板的高度。动力传动机构10包括支座和从动齿轮，支座通过螺栓与右安装板16相连接，从动齿轮通过齿轮轴与支座转动连接，并与驱动齿轮21啮合。
结合图3，所述旋转驱动机构3包括第二驱动机构17(驱动马达/电机/气缸)、安装支架18、联轴器19、扭矩传感器20、驱动齿轮21。所述第二驱动机构17通过安装支架18与转接板右转接板15相连，第二驱动机构17通过联轴器19、扭矩传感器20与驱动齿轮21相连，将旋转动力输出，扭矩传感器20可以实时检测旋转扭矩。
结合图4-图7、图8a-b，所述旋转机构4包括固定支架22、旋转骨架23、旋转半齿24、压紧轮25、防脱落固定板26；所述固定支架22与对应侧的转接板相连接，实现松开夹紧动作。所述固定支架22前后两侧采用螺钉均连接有防脱落固定板26，所述旋转骨架23位于两个防脱落固定板26之间，所述旋转骨架23前后两侧端面均设有环形凹槽，防脱落固定板26伸出的凸台261扣到旋转骨架23的凹槽里面(构成卡合结构)，当夹紧机构2松开时，防脱落固定板26卡着旋转骨架23，使旋转骨架23不能沿着其法线方向(工件轴向)脱落，仅有相对旋转运行。多个压紧轮25与固定支架22通过轴连接到一起，多个压紧轮25与旋转骨架23外圆滚动接触，旋转骨架23可相对压紧轮25滚动。左右两个旋转半齿24分别与左右两个旋转骨架23端面通过螺钉连接。左右两个夹紧工装7也分别与左右两个旋转骨架23内侧固定槽通过螺钉连接，实现根据不同直径工件选取不同的夹紧工装7，可以适应多种直径的工件。
当夹紧机构2向中间夹紧时，夹紧力通过旋转骨架23传递到压紧轮25，反作用力再到旋转骨架23上，使得两半个旋转骨架23和两个旋转半齿24合成一个整圆和整齿，夹紧工装7与圆柱体表面靠摩擦力抱死。
当工作时，驱动齿轮21旋转带动动力传动机构10中的从动齿轮旋转，带动旋转半齿24旋转，通过旋转半齿24带动旋转骨架23和夹紧工装7以及圆柱体工件一起旋转，完成夹紧旋转功能。
结合图9、图10a-b，所述锁紧机构5包括压块27、压紧轴28、齿轮卡扣29和回位弹簧30、安装板31、导杆32、导环33、安装座34、导套35；
所述安装板31固定在一侧的固定支架22上，所述压块27固定在另一侧的固定支架22上，所述压紧轴28、齿轮卡扣29和回位弹簧30导杆32、导环33、安装座34、导套35均设置在安装板31上；所述导套35固定在安装板31上，压紧轴28穿过导套35，且与齿轮卡扣29上端的摆杆291接触，齿轮卡扣29通过转轴连接在安装板31上，齿轮卡扣29下端的卡扣292与旋转半齿24配合；所述齿轮卡扣29中间穿过导杆32一端，导杆32上套接有回位弹簧30和导套35，导杆32另一端通过安装座34固定在安装板31上。
当夹紧机构2夹紧时，两个夹紧机构2相对运行，压块27和压紧轴28随着两个夹紧机构2一起相对运行，压块27与压紧轴28接触后，顶着压紧轴28推动齿轮卡扣29旋转，齿轮卡扣29推动导环33沿导杆32移动并压缩回位弹簧30，齿轮卡扣29下端的卡扣292与旋转半齿24脱离松开，不影响旋转半齿24旋转工作；当夹紧机构2松开时，压块27脱离压紧轴28，而回位弹簧30推动导环33反向运行，并推动齿轮卡扣29反向旋转，使其下端的卡扣292卡到旋转半齿24上，防止松开后旋转半齿24沿着圆周方向滑落。
结合图11，到位检测机构8主要由渐近开关、感应块组成，渐近开关固定在承重基座1上，感应块固定在安装板上，夹紧机构2一端，位检测机构8检测夹紧机构2的位置：当圆柱体上料后，夹紧工装7将圆柱体夹紧后，夹紧机构2运动到位，到位检测机构8给出夹紧信号，确认圆柱体工件夹紧到位，然后开始旋转工件，若检测不到信号，则报警。当完成旋转工作后，需要将圆柱体工件下料时，夹紧机构2松开向两侧移动到最大位，到位检测机构8给出已经松开的信号，此时，圆柱体工件可以顺利从设备上方取出，完成下料。到位检测机构8主要服务于自动上下料，防止，夹紧机构夹紧或者松开不到位，造成圆柱体工件损坏。
当圆柱体工件自动夹紧旋转装置需要上下料松开时，所述第一驱动机构12收缩活塞杆，带动所述旋转机构4向两侧运动，所述锁紧机构5将左侧旋转机构4的旋转半齿24锁定，保证旋转半齿24不会因为自身重力下滑脱落，而右侧的旋转半齿4与动力传动机构10啮合，因为旋转驱动机构3中的第二驱动机构17自带动力的原因不会发生脱落，保证设备的安全性。检测到位机构8对夹紧旋转装置的松开状态进行检测确保全部松开到位，然后进行下一步操作。
结合图12-14，当圆柱体工件自动夹紧旋转装置需要将工件夹紧时，所述第一驱动机构12伸长活塞杆，带动旋转机构4向中心运动，所述锁紧机构5与左侧旋转机构4中的旋转半齿24脱离，保证旋转半齿24可以顺畅旋转。在所述的旋转机构4向中心运动时，行程快的一侧旋转机构4中的固定支架22先碰到限位机构9停止运动，直到另一侧的夹紧机构4到位，保证夹紧工件时位置准确。所述的检测到位机构8对夹紧旋转装置的夹紧状态进行检测确到位。夹紧到位后，所述的夹紧工装7将圆柱体工件抱紧使工件不发生滑动。所述的旋转驱动机构3中的第二驱动机构17开始旋转，通过联轴器19将扭矩传递到驱动齿轮21，通过动力传动机构10将动力传递到旋转机构4中的旋转半齿24、旋转骨架23和夹紧工装7带动圆柱体工件进行旋转，并且可以通过扭矩传感器20实时检测旋转力矩。完成圆柱体工件旋转作业。

Claims (10)

1.一种圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，包括承重基座(1)、夹紧机构(2)、旋转驱动机构(3)、旋转机构(4)、锁紧机构(5)、支撑机构(6)、夹紧工装(7)、动力传动机构(10)；
所述支撑机构(6)与安装基座(1)相连，用于支撑工件；所述夹紧机构(2)为两个，相对设置，两个夹紧机构(2)相对运动，用于夹持工件；两个夹紧机构(2)相对内侧均转动连接有旋转驱动机构(3)，所述旋转驱动机构(3)用于工件夹持转台的旋转运动；两个旋转驱动机构(3)内侧均固定有夹紧工装(7)，用于工件的夹紧；所述锁紧机构(5)设置在两个夹紧机构(2)之间，用于其中一个旋转驱动机构(3)与对应侧的夹紧机构(2)非转动转态的旋转锁定，以及转动状态下的解锁；所述旋转驱动机构(3)、动力传动机构(10)均与另一侧的夹紧机构(2)相连，所述旋转驱动机构(3)通过动力传动机构(10)与一侧旋转机构(4)相连，用于转动状态带动另一侧旋转机构(4)旋转，以及非转动状态下的旋转自锁。
2.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，所述旋转机构(4)包括固定支架(22)、旋转骨架(23)、旋转半齿(24)、压紧轮(25)、防脱落固定板(26)；
所述固定支架(22)与夹紧机构(2)相连；所述固定支架(22)内转动连接有多个压紧轮(25)，压紧轮(25)与旋转骨架(23)外圆滚动接触；所述固定支架(22)两侧端面固定有防脱落固定板(26)，所述旋转骨架(23)位于两个防脱落固定板(26)之间，所述旋转骨架(23)与防脱落固定板(26)之间设有卡合结构，用于防止旋转骨架(23)沿工件轴向脱落；所述旋转半齿(24)与旋转骨架(23)端面固定，用于与动力传动机构(10)啮合。
3.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，锁紧机构(5)包括压块(27)、压紧轴(28)、齿轮卡扣(29)和回位弹簧(30)、安装板31、导杆32、导环33、安装座34、导套35；
所述安装板31与一侧的旋转机构(4)相连，所述安装板31与另一侧的旋转机构(4)相连；所述导套35固定在安装板31上，压紧轴(28)穿过导套35，且与齿轮卡扣(29)上端的摆杆291接触，齿轮卡扣(29)通过转轴连接在安装板31上，齿轮卡扣(29)下端的卡扣292与旋转半齿(24)配合；所述齿轮卡扣(29)中间穿过导杆32一端，导杆32上套接有回位弹簧(30)和导套35，导杆32另一端通过安装座34固定在安装板31上。
4.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，所述夹紧机构2包括固定支架(11)、第一驱动机构12、安装板、转接板；所述固定支架(11)与承重基座(1)连接，与第一驱动机构12铰接；第一驱动机构12分别与固定支架(11)和转接板相连接；所述安装板通过滑轨滑块的方式与承重基座(1)相连，所述转接板与安装板固定，用于连接旋转机构(4)。
5.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，所述旋转驱动机构3包括第二驱动机构17、安装支架(18)、联轴器(19)、驱动齿轮(21)；所述第二驱动机构17通过安装支架(18)与夹紧机构2相连，第二驱动机构17通过联轴器(19)与驱动齿轮(21)相连，驱动齿轮(21)用于与动力传动机构(10)啮合。
6.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，所述旋转驱动机构3还包括扭矩传感器(20)，用于实时检测旋转力矩。
7.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，还包括到位检测机构8，所述到位检测机构8用于检测夹紧机构(2)的位置，以检测工件的夹紧状态。
8.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，到位检测机构8由渐近开关、感应块组成，渐近开关固定在承重基座(1)上，感应块固定在夹紧机构(2)上。
9.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，还包括限位机构(9)，用于限制夹紧机构(2)的行程。
10.根据权利要求1所述的圆柱体工件自动夹紧旋转装置，其特征在于，所述动力传动机构(10)包括支座和从动齿轮，所述支座与另一侧的夹紧机构(2)相连，从动齿轮通过齿轮轴与支座转动连接，并与旋转驱动机构(3)啮合。
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