CN113560798B

CN113560798B - 自动式无级对中夹紧装置

Info

Publication number: CN113560798B
Application number: CN202111132651.2A
Authority: CN
Inventors: 卜凡送; 任玉树; 徐建; 杜望
Original assignee: XUZHOU HUAHENG ROBOT SYSTEM CO Ltd
Current assignee: XUZHOU HUAHENG ROBOT SYSTEM CO Ltd
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2041-09-27
Also published as: CN113560798A

Abstract

本发明属于夹持工装技术领域，具体涉及一种自动式无级对中夹紧装置，包括左连接箱体和右连接箱体，左连接箱体的底部和右连接箱体的底部均与直线传动装置连接；左连接箱体和右连接箱体彼此面对面的一侧均设有用于配合夹持工件的夹爪装置，夹爪装置包括驱动元件Ⅱ、固定式溜板、可调式溜板和夹紧头，驱动元件Ⅱ通过双输出式减速机分别与左旋丝杠Ⅱ和右旋丝杠Ⅱ传动连接，左旋丝杠Ⅱ通过左旋螺母Ⅱ与固定式溜板传动连接，右旋丝杠Ⅱ通过右旋螺母Ⅱ与可调式溜板传动连接，固定式溜板和可调式溜板还与滑道滑动连接；固定式溜板和可调式溜板上各设置有一个夹紧头。本申请可以对不同法兰圆孔的孔距，不同厚度的工件实现无级调节夹紧，适用范围广。

Description

自动式无级对中夹紧装置

技术领域

本发明属于夹持工装技术领域，具体涉及一种自动式无级对中夹紧装置。

背景技术

针对含有多组法兰圆孔的工件，在焊接或装配等情形下需要对其进行定位夹紧的装置。目前，常用的工装夹具存在以下缺陷：人工调节、适配性低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种自动式无级对中夹紧装置，适用于不同厚度、不同直径大小的含有多组法兰圆孔的工件的夹紧定位，适用范围广。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种自动式无级对中夹紧装置，包括左连接箱体和右连接箱体，左连接箱体的底部和右连接箱体的底部均与直线传动装置连接；左连接箱体和右连接箱体彼此面对面的一侧均设有用于配合夹持工件的夹爪装置，夹爪装置包括驱动元件Ⅱ、固定式溜板、可调式溜板和夹紧头，驱动元件Ⅱ通过双输出式减速机分别与左旋丝杠Ⅱ和右旋丝杠Ⅱ传动连接，左旋丝杠Ⅱ通过左旋螺母Ⅱ与固定式溜板传动连接，右旋丝杠Ⅱ通过右旋螺母Ⅱ与可调式溜板传动连接，固定式溜板和可调式溜板还与滑道滑动连接；固定式溜板和可调式溜板上各设置有一个夹紧头。

进一步地，所述夹紧头包括壳体、夹紧锥头、导向轴、弹簧和套筒，所述导向轴为多阶梯轴，导向轴由壳体的外侧穿过固定在壳体上的套筒伸至壳体的内部，位于壳体外侧的导向轴与夹紧锥头活动连接，弹簧套装在导向轴上，且弹簧夹在导向轴的轴肩与和套筒的轴肩之间，位于壳体内侧的导向轴上设有对导向轴进行轴向限位的锁紧螺母。

进一步地，所述壳体内设有由导向轴的位移来触发信号的检测开关。

进一步地，所述可调式溜板上设置有滑轨，夹紧头与可调式溜板上的滑轨滑动连接。

进一步地，所述直线传动装置包括左旋丝杠Ⅰ、右旋丝杠Ⅰ和传动轴，传动轴的两端通过相应的联轴器分别与左旋丝杠Ⅰ和右旋丝杠Ⅰ传动连接，左旋丝杠Ⅰ与驱动元件Ⅰ传动连接，左旋丝杠Ⅰ上的左旋螺母Ⅰ与溜板Ⅰ传动连接，右连接箱体固定在溜板Ⅰ上，右旋丝杠Ⅰ上的右旋螺母Ⅰ与溜板Ⅱ传动连接，左连接箱体固定在溜板Ⅱ上；溜板Ⅰ和溜板Ⅱ还滑动连接在导轨上。

进一步地，所述右旋丝杠Ⅰ远离所述传动轴的一端连接有编码器。

进一步地，所述左连接箱体和右连接箱体彼此面对面的一侧均设有由驱动元件Ⅲ驱动圆周转动的转盘，相应的夹爪装置设在与之匹配的转盘上。

本发明的有益效果是：针对多组法兰圆孔的工件，本申请可以对不同法兰圆孔的孔距，不同厚度的工件实现无级调节夹紧，适用范围广。同时，本申请的丝杠与螺母配合可实现机械自锁，夹紧安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图；

图2为本发明的夹爪装置的结构示意图；

图3为图2中的局部示意图；

图4为本发明的立体视图；

图中，1、驱动元件Ⅰ，2、左旋丝杠Ⅰ，3、右旋丝杠Ⅰ，4、编码器，5、联轴器，6、传动轴，7、左旋螺母Ⅰ，8、右旋螺母Ⅰ，9、溜板Ⅰ，10、溜板Ⅱ，11、右连接箱体，12、左连接箱体，13、连接架，14、驱动元件Ⅱ，15、双输出式减速机，16、左旋丝杠Ⅱ，17、右旋丝杠Ⅱ，18、左旋螺母Ⅱ，19、右旋螺母Ⅱ，20、固定式溜板，21、可调式溜板，22、夹紧锥头，23、导向轴，24、弹簧，25、检测开关，26、套筒，27、壳体，28、锁紧螺母，29、转盘。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1和图4所示，一种自动式无级对中夹紧装置，包括左连接箱体12和右连接箱体11，左连接箱体12的底部和右连接箱体11的底部均与直线传动装置连接。直线传动装置包括左旋丝杠Ⅰ2、右旋丝杠Ⅰ3和传动轴6，左旋丝杠Ⅰ2位于无级对中夹紧装置外侧的一端与驱动元件Ⅰ1传动连接，驱动元件Ⅰ1可以选用液压马达。左旋丝杠Ⅰ2远离驱动元件Ⅰ1的一端则通过联轴器5与传动轴6传动连接，传动轴6远离左旋丝杠Ⅰ2的一端则通过另一联轴器5与右旋丝杠Ⅰ3传动连接。左旋丝杠Ⅰ2与左旋螺母Ⅰ7构成丝杠传动组件，左旋螺母Ⅰ7的上端与溜板Ⅰ9固定连接，左旋丝杠Ⅰ2的两侧还设有导轨，溜板Ⅰ9还滑动连接在导轨上，左旋丝杠Ⅰ2、左旋螺母Ⅰ7与导轨构成直线传动组件，通过左旋丝杠Ⅰ2的转动带动左旋螺母Ⅰ7动作进而带动溜板Ⅰ9运动，溜板Ⅰ9在导轨的限制下做直线运动。右旋丝杠Ⅰ3与右旋螺母Ⅰ8构成丝杠传动组件，右旋螺母Ⅰ8的上端与溜板Ⅱ10固定连接，右旋丝杠Ⅰ3的两侧还设有导轨，溜板Ⅱ10与导轨滑动连接，右旋丝杠Ⅰ3、右旋螺母Ⅰ8和导轨构成直线传动组件，通过右旋丝杠Ⅰ3的转动带动右旋螺母Ⅰ8动作进而带动溜板Ⅱ10运动，溜板Ⅱ10在导轨的限制下做直线运动。优选地，溜板Ⅰ9和溜板Ⅱ10滑动连接在同一组导轨上。右连接箱体11固定在溜板Ⅰ9上，左连接箱体12固定在溜板Ⅱ10上；当驱动元件Ⅰ1驱动左旋丝杠Ⅰ2转动时，左旋丝杠Ⅰ2通过传动轴6也带动右旋丝杠Ⅰ3转动，因为左旋丝杠Ⅰ2和右旋丝杠Ⅰ3旋向相反，使得左旋螺母Ⅰ7和右旋螺母Ⅰ8在运动时，同时相向运动（指左旋螺母Ⅰ7和右旋螺母Ⅰ8各自朝对方运动）或者同时相背运动（指左旋螺母Ⅰ7和右旋螺母Ⅰ8各自朝远离对方运动），再由溜板Ⅰ9和溜板Ⅱ10来实现右连接箱体11和左连接箱体12的同时相向运动或同时相背运动。就为实现右连接箱体11和左连接箱体12的同时相向运动或同时相背运动的目的而言，可以对右连接箱体11和左连接箱体12分别设置一套直线移动装置来控制其实现上述运动方式即可。上述丝杠螺母配合可形成机械自锁。

如图1至图4所示，左连接箱体12和右连接箱体11彼此面对面的一侧均设有用于配合夹持工件的夹爪装置，夹爪装置设在连接架13上，通过连接架13与相应的连接箱体固定。夹爪装置包括驱动元件Ⅱ14、固定式溜板20、可调式溜板21和夹紧头。驱动元件Ⅱ14可以采用伺服电机，驱动元件Ⅱ14与双输出式减速机15传动连接，双输出式减速机15再分别与左旋丝杠Ⅱ16和右旋丝杠Ⅱ17传动连接。左旋丝杠Ⅱ16通过左旋螺母Ⅱ18与固定式溜板20传动连接，右旋丝杠Ⅱ17通过右旋螺母Ⅱ19与可调式溜板21传动连接，固定式溜板20和可调式溜板21还与滑道滑动连接，由于滑道的限制使得左旋丝杠Ⅱ16在转动时，通过左旋螺母Ⅱ18带动固定式溜板20做直线运动，同时，由于滑道的限制使得右旋丝杠Ⅱ17转动时，通过右旋螺母Ⅱ19带动可调式溜板21做直线运动。驱动元件Ⅱ14驱动双输出式减速机15，双输出式减速机15将动力传递给左旋丝杠Ⅱ16和右旋丝杠Ⅱ17，左旋丝杠Ⅱ16的转动和右旋丝杠Ⅱ17的转动会使得固定式溜板20和可调式溜板21同时相向运动或相背运动。固定式溜板20和可调式溜板21上各设置有一个夹紧头。具体地，夹紧头包括壳体27、夹紧锥头22、导向轴23、弹簧24和套筒26，所述导向轴23为多阶梯轴，导向轴23由壳体27的外侧穿过固定在壳体27上的套筒26伸至壳体27的内部，位于壳体27外侧的导向轴23与夹紧锥头22通过螺钉连接，弹簧24套装在导向轴23上，且弹簧24夹在导向轴23的轴肩与和套筒26的轴肩之间，位于壳体27内侧的导向轴23上设有对导向轴23进行轴向限位的锁紧螺母28。当夹紧锥头22触碰到工件的法兰圆孔后受压通过导向轴23的轴肩朝壳体27内挤压弹簧24，随之导向轴23克服弹簧24的弹力朝壳体27内运动并带着夹紧锥头22一起动作。当夹紧锥头22脱离工件的法兰圆孔后，在弹簧24的作用下，导向轴23带着夹紧锥头22回到初始位置。夹紧锥头22的锥面结构可以用来适应工件上不同大小的法兰圆孔。

本申请的自动式无级对中夹紧装置具体夹持工件的流程是：事先测量被夹持工件的两法兰圆孔的中心距，根据获取的数据，由驱动元件Ⅱ14驱动双输出式减速机15带动左旋丝杠Ⅱ16和右旋丝杠Ⅱ17转动，进而通过左旋螺母Ⅱ18和右旋螺母Ⅱ19的相向运动或相背运动带动固定式溜板20和可调式溜板21来调节两个夹紧头的间距（即调节固定式溜板20上的夹紧锥头22和可调式溜板21上的夹紧锥头22之间的间距），以适配不同工件上位置不同的法兰圆孔。完成上述间距调节后，将工件吊装到右连接箱体11和左连接箱体12之间（若右连接箱体11和左连接箱体12之间间距不够，则事先由驱动元件Ⅰ1驱动左旋丝杠Ⅰ2，使得左旋螺母Ⅰ7和右旋螺母Ⅰ8相背运动来增大右连接箱体11和左连接箱体12之间的间距），随后驱动元件Ⅰ1驱动左旋丝杠Ⅰ2转动，左旋丝杠Ⅰ2通过传动轴6也带动右旋丝杠Ⅰ3转动，使得左旋螺母Ⅰ7和右旋螺母Ⅰ8同时相向运动，再由溜板Ⅰ9和溜板Ⅱ10来实现右连接箱体11和左连接箱体12的同时相向运动，由四个夹紧锥头22对工件进行对中夹紧。作为本实施例的改进，可调式溜板21上设置有滑轨，夹紧头与可调式溜板21上的滑轨滑动连接。夹紧过程中，若相同型号的工件法兰圆孔位置有偏差，夹紧锥头22的锥形面与工件的法兰圆孔产生挤压会推动夹紧头沿着可调式溜板21上的滑轨自动滑动使得固定式溜板20上的夹紧锥头22和可调式溜板21上的夹紧锥头22之间的间距满足定位需求。

如图2和图3所示，所述壳体27内设有由导向轴23的位移来触发信号的检测开关25，在工件定位过程中，当导向轴23位移达到一定距离后，检测开关25检测到导向轴23即可认为工件已经完成定位。

如图1所示，所述右旋丝杠Ⅰ3远离所述传动轴6的一端连接有编码器4。编码器4将记录右旋丝杠Ⅰ3的转动圈数反馈给控制系统，控制系统通过计算得出右连接箱体11和左连接箱体12的运动距离，技术人员通过运动的距离来判断工件是否被夹紧。

如图4所示，所述左连接箱体12和右连接箱体11彼此面对面的一侧均设有由驱动元件Ⅲ驱动圆周转动的转盘29，相应的夹爪装置设在与之匹配的转盘29上。通过转动转盘29可以调节夹爪装置的角度，可以满足多角度对工件夹紧，方便夹紧作业。

针对多组法兰圆孔的工件，本申请可以对不同法兰圆孔的孔距，不同厚度的工件实现无级调节夹紧，适用范围广。同时，本申请的丝杠与螺母配合可实现机械自锁，夹紧安全可靠。

Claims

1.一种自动式无级对中夹紧装置，其特征在于：包括左连接箱体（12）和右连接箱体（11），左连接箱体（12）的底部和右连接箱体（11）的底部均与直线传动装置连接；左连接箱体（12）和右连接箱体（11）彼此面对面的一侧均设有用于配合夹持工件的夹爪装置，夹爪装置包括驱动元件Ⅱ（14）、固定式溜板（20）、可调式溜板（21）和夹紧头，驱动元件Ⅱ（14）通过双输出式减速机（15）分别与左旋丝杠Ⅱ（16）和右旋丝杠Ⅱ（17）传动连接，左旋丝杠Ⅱ（16）通过左旋螺母Ⅱ（18）与固定式溜板（20）传动连接，右旋丝杠Ⅱ（17）通过右旋螺母Ⅱ（19）与可调式溜板（21）传动连接，固定式溜板（20）和可调式溜板（21）还与滑道滑动连接；固定式溜板（20）和可调式溜板（21）上各设置有一个夹紧头；夹紧头包括壳体（27）、夹紧锥头（22）、导向轴（23）、弹簧（24）和套筒（26），所述导向轴（23）为多阶梯轴，导向轴（23）由壳体（27）的外侧穿过固定在壳体（27）上的套筒（26）伸至壳体（27）的内部，位于壳体（27）外侧的导向轴（23）与夹紧锥头（22）活动连接，弹簧（24）套装在导向轴（23）上，且弹簧（24）夹在导向轴（23）的轴肩与和套筒（26）的轴肩之间，位于壳体（27）内侧的导向轴（23）上设有对导向轴（23）进行轴向限位的锁紧螺母（28）；所述可调式溜板（21）上设置有滑轨，夹紧头与可调式溜板（21）上的滑轨滑动连接。

2.根据权利要求1所述的自动式无级对中夹紧装置，其特征在于：所述壳体（27）内设有由导向轴（23）的位移来触发信号的检测开关（25）。

3.根据权利要求1所述的自动式无级对中夹紧装置，其特征在于：所述直线传动装置包括左旋丝杠Ⅰ（2）、右旋丝杠Ⅰ（3）和传动轴（6），传动轴（6）的两端通过相应的联轴器（5）分别与左旋丝杠Ⅰ（2）和右旋丝杠Ⅰ（3）传动连接，左旋丝杠Ⅰ（2）与驱动元件Ⅰ（1）传动连接，左旋丝杠Ⅰ（2）上的左旋螺母Ⅰ（7）与溜板Ⅰ（9）传动连接，右连接箱体（11）固定在溜板Ⅰ（9）上，右旋丝杠Ⅰ（3）上的右旋螺母Ⅰ（8）与溜板Ⅱ（10）传动连接，左连接箱体（12）固定在溜板Ⅱ（10）上；溜板Ⅰ（9）和溜板Ⅱ（10）还滑动连接在导轨上。

4.根据权利要求3所述的自动式无级对中夹紧装置，其特征在于：所述右旋丝杠Ⅰ（3）远离所述传动轴（6）的一端连接有编码器（4）。

5.根据权利要求1所述的自动式无级对中夹紧装置，其特征在于：所述左连接箱体（12）和右连接箱体（11）彼此面对面的一侧均设有由驱动元件Ⅲ驱动圆周转动的转盘（29），相应的夹爪装置设在与之匹配的转盘（29）上。