CN114919995B - 一种治具夹爪及治具搬运机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治具夹爪及治具搬运机构，治具夹爪包括：底板；夹爪驱动源，设置在所述底板上；两夹爪，设置在夹爪驱动源的执行端，两夹爪由同一所述夹爪驱动源带动同步向相近或相反的方向移动，分别实现开合和夹持的动作；至少两个设置在夹爪两侧的挂钩，所述挂钩包括安装部和支撑部，所述安装部突出设置在所述夹爪外侧，所述支撑部向待夹持治具的方向弯折设置，所述挂钩长于所述夹爪，所述支撑部低于所述夹爪，当所述夹爪夹持治具时，所述挂钩支撑位于治具两侧铰接的挂耳；治具搬运机构还包括移载组件，在治具夹爪夹持治具后实现治具的搬运。本发明通过治具夹爪对治具上的挂耳进行限制、并夹持治具，再通过治具搬运击鼓实现对治具的拆卸搬运。

Description

一种治具夹爪及治具搬运机构

技术领域

本发明涉及自动化搬运设备技术领域，尤其是指一种治具夹爪及治具搬运机构。

背景技术

随着自动化工业的飞速发展，在机械生产中经常需要将工件放置在治具上，进行工件的加工，当固定于治具上的工件加工完成后，需要对治具进行搬运，将加工完成的工件与治具分离；

现有的搬运机构，通过夹抓实现对治具的夹持，再通过移载组件带动夹爪移动，完成治具与工件的搬运分离，但是有些治具为了与工件锁合配合，设置挂耳与工件锁合，挂耳经过解锁机构解锁处理后处于一个铰接活动的状态，因此在通过搬运机构抓取分离时，挂耳的摆动容易对工件造成损伤，所以在这类治具进行搬运时，需要考虑到挂耳存在对搬运的影响。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中搬运机构不适用于搬运带有挂耳治具的问题，提供一种治具夹爪及治具搬运机构，对治具上的挂耳进行限制，从而实现对治具的拆卸搬运。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种治具夹爪，包括：

底板；

夹爪驱动源，设置在所述底板上；

两夹爪，设置在夹爪驱动源的执行端，两夹爪由同一所述夹爪驱动源带动同步向相近或相反的方向移动，分别实现开合和夹持的动作；

至少两个设置在夹爪两侧的挂钩，所述挂钩包括安装部和支撑部，所述安装部突出设置在所述夹爪外侧，所述支撑部向待夹持治具的方向弯折设置，所述挂钩长于所述夹爪，所述支撑部低于所述夹爪，当所述夹爪夹持治具时，所述挂钩支撑位于治具两侧铰接的挂耳

在本发明的一个实施例中，两所述挂钩分别设置在两个夹爪上，两所述挂钩分别从两个方向插入到挂耳的下方

在本发明的一个实施例中，在所述底板上还设置有接近检测传感器，所述接近检测传感器嵌设在底板上靠近待夹持治具的平面内。

在本发明的一个实施例中，在所述底板内还设置有除尘组件，所述除尘组件设置在底板上靠近待夹持治具的平面内。

在本发明的一个实施例中，在所述底板内还设置有向待夹持治具方向突出的多组弹簧定位销。

在本发明的一个实施例中，在所述夹爪上设置有向待夹持治具方向突出的定位凸块。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种治具搬运机构，包括上述治具夹爪，还包括移载组件，所述移载组件包括：

龙门架；

水平移载装置，包括设置在所述龙门架上的水平移载模组和由水平移载模组带动的架设在龙门架之间的水平载台；

升降装置，设置在所述水平载台上，包括升降驱动源、由所述升降驱动源带动的夹爪安装板、以及设置在水平载台与夹爪安装板之间的导向柱，所述治具夹爪设置在所述夹爪安装板上。

在本发明的一个实施例中，在所述夹爪安装板上设置有多组治具夹爪。

在本发明的一个实施例中，在所述夹爪安装板上设置有电磁阀组，所述电磁阀组通过气管分别与治具夹爪和升降驱动源连通。

在本发明的一个实施例中，所述导向柱为空心柱体，所述气管从所述导向柱中穿过。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的治具夹爪，将挂钩设置在夹爪上，设置挂钩的支撑部向靠近治具的方向延伸，使支撑部的最下端低于夹爪，这样在夹爪抓取治具时，挂钩能够随夹爪同步移动，插入到治具的下方，当治具被抓取后，位于治具两侧铰接设置的挂耳落在挂钩上，通过挂钩限制挂耳的位置，防止治具被抓取后，挂耳在重力的作用下下垂搬动，影响治具与工件的分离，将挂钩集成设置在夹爪上，不需要单独为挂钩提供驱动力，并且，将挂钩突出设置在夹爪的外侧，使挂钩相对于夹爪避让设置，在对治具进行夹持时，不影响夹爪与治具接触，保证抓取动作的正常进行；

本发明所述的治具搬运机构，利用上述夹爪治具实现对治具的夹持，在夹持后使治具的本体和挂耳的相对位置固定，并且设置移载组件，先通过移载组件带动治具夹爪移动到治具的上方，实现对治具的夹持，然后再通过移载组件带动被夹持的治具在空间上移动，实现对治具的夹持搬运，从而使治具和工件分离，完成治具的下料动作。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的治具夹爪的结构示意图；

图2是本发明的治具夹爪的底部结构示意图；

图3本发明的治具搬运机构的整体结构示意图；

说明书附图标记说明：100、治具夹爪；110、底板；111、接近检测传感器；112、弹性定位销；113、除尘组件；120、夹爪驱动源；130、夹爪；140、挂钩；200、龙门架；300、水平移载装置；400、升降装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

治具，又称模型工具，在自动化生产加工中经常使用到，可以通过治具对加工件进行限位和固定，一般情况下将加工件放置在单个治具上或者将加工件放置在两个治具之间即可完成加工，采用夹爪依次抓取治具和加工件，即可实现对治具和加工件的搬运、上下料工作。

然而，根据实际的生产需要，治具的种类逐渐多样化，出现了带有锁扣结构的治具，在治具上设置有能够卡扣在加工件或其他治具上的挂耳，通过挂耳将治具和工件的相对位置锁合固定，采用传统的夹爪在夹持带有挂耳的治具时，挂耳在脱离加工件时，就有可能与加工件干涉，影响治具与加工件的分离，因此抓取上述带有挂耳的治具，就需要提供一种特殊结构的治具夹爪。

实施例1

参照图1所示，本实施例公开了一种的治具夹爪100，包括：底板110、夹爪驱动源120、两夹爪130、至少两挂钩140；

所述底板110起到支撑和转接的作用，一方面，所述底板110为夹爪驱动源120提供了安装平台，可以将所述夹爪驱动源120固定在所述底板110上，另一方面，所述底板110也提供了安装面，通过底板110可以将整个治具夹爪固定在执行机构的输出端，例如：将底板110转接到多轴移载平台或多轴机械手臂上，通过多轴移载平台或多轴机械手臂带动治具夹爪100移动，实现对夹持物体的搬运；

所述夹爪驱动源120采用平移型气爪，包括设置在中间的缸体和设置在缸体两侧的气动执行端，由所述缸体带动两侧气动执行端同步伸缩，该结构的夹持驱动源120行程长、能够夹持尺寸差别比较大的工件，并且，双活塞同步驱动，夹持力较大；

所述夹爪130设置在夹爪驱动源120的气动执行端，所述夹爪130向远离底板110的方向突出设置，通过设置所述夹爪130延长气动执行端的长度，这样能够起到一定的避让作用，在对高度较高的治具进行夹持时，通过夹爪130能够伸入到治具两侧，防止夹爪驱动源120与治具发生碰撞，使夹爪130与治具充分接触，保证夹持的稳定性，两夹爪130由同一所述夹爪驱动源120带动同步向相近或相反的方向移动，分别实现开合和夹持的动作；

所述挂钩140设置在夹爪130两侧，所述挂钩140包括安装部和支撑部，通过所述安装部与所述夹爪130连接，使所述挂钩140突出设置在所述夹爪130外侧，所述支撑部向待夹持治具的方向弯折设置，所述支撑部包括向内弯折的倾斜块和设置在倾斜块端部的支撑块，所述挂钩140长于所述夹爪130，所述支撑部低于所述夹爪130，当所述夹爪130夹持治具时，所述挂钩140能够随夹爪130同步移动，插入到治具的下方，当治具被抓取后，位于治具两侧铰接设置的挂耳落在挂钩140上，通过挂钩140限制挂耳的位置，防止治具被抓取后，挂耳在重力的作用下下垂搬动，影响治具与工件的分离。

具体地，在本实施例中，为了实现对带有挂耳的治具的夹持运输，设置了特有的挂钩140结构，所述挂钩140需要满足两点技术要求：设置挂钩140能够在夹爪130夹取治具的同时对治具上的挂耳起到限位的作用；设置的挂钩140不能影响夹爪130抓取治具；因此，将挂钩140集成设置在夹爪130上，不需要单独为挂钩140提供驱动力，并且，将挂钩140突出设置在夹爪130的外侧，使挂钩140相对于夹爪130避让设置，在对治具进行夹持时，不影响夹爪130与治具接触，保证抓取动作的正常进行。

具体地，所述挂钩140可以设置在同一个夹爪130的两个侧面，也可以设置在不同夹爪130对应的两个侧面，根据挂耳的形状，确定挂钩的位置，有些挂耳仅能从一侧伸入到挂耳的下方，这时就需要将挂钩140设置在同一个夹爪130上，有些治具本身挂耳就是中心对称设置的，这时就需要将挂钩140设置在不同的夹爪130上，与挂耳的位置对应；在本实施例中，所述挂耳是中心对称结构，因此两所述挂钩140分别设置在两个夹爪130上，两所述挂钩140分别从两个方向插入到挂耳的下方，这样无论治具流入的方向如何，即治具旋转180°流入后，在挂耳对应的位置均设置有挂钩140；在其他实施例中，如果挂耳较沉、或者挂耳容易形变，也可以设置四组挂钩140，在每个夹爪130的两侧均设置有挂钩140，两组对应的挂钩140从挂耳的两侧将其同步托起。

具体地，在采用本实施例的治具夹爪100对治具进行夹持的时候，想要将挂钩140准确的插入到挂耳的下方，就需要精确控制治具夹爪100的夹持位置，包括对治具夹爪100相对于治具高度位置的控制、以及治具夹爪100相对于治具夹持角度的控制；具体地，控制治具夹爪100向治具方向移动，实现对治具的夹持，在移动的过程中需要控制治具夹爪100向治具方向的移动距离，如果移动距离过短，那么治具夹爪100移动的位置相对于治具的高度过高，设置在夹爪130上的挂钩140就不能移动到挂耳的下方，在抓取治具时，挂钩140无法实现对挂耳的支撑，如果移动距离过长，那么在移动的过程中，治具夹爪100就会与治具碰撞，容易造成治具夹爪100或治具的损坏；并且，在满足相对高度要求的同时，还要控制治具夹爪100相对于治具的夹持角度，如果治具夹爪100的实际夹持位置与治具的设定夹持位置存在偏差，一方面容易对治具造成损坏，另一方面，因为治具夹爪100的整体位置存在偏差，那么挂钩140相对于挂耳的位置也会存在偏差，导致挂钩140无法与挂耳配合。

为了解决上述相对高度的问题，在本实施例中，将所述夹爪驱动源120设置在底板110的上方，在抓取治具时，使所述底板110更靠近治具，为了控制底板110与治具之间的相对高度，在所述底板110上设置有接近检测传感器111，所述接近检测传感器111嵌设在底板110上靠近待夹持治具的平面内，通过设置接近检测传感器111实时监测所述底板110与治具之间的距离，所述接近检测传感器111与上位机控制机构电连接，在上位机控制机构中设置治具夹爪100相对于治具准确抓取位置时底板110与治具之间距离的阈值，在上位控制机构带动治具夹爪100不断靠近治具时，所述接近检测传感器111实时反馈底板110与治具的距离，当检测到该距离与设置的阈值相同时，此时代表治具夹爪100已经移动到了准确的高度，此时上位控制机构控制治具夹爪100停止移动。

为了解决上述相对夹持角度的问题，在本实施例中，在所述底板110内还设置有向待夹持治具方向突出的多组弹簧定位销112，在所述治具的对应位置开设有与弹性定位销112配合的定位孔，通过至少两组弹性定位销112与定位孔的配合，能够确定治具夹爪100与治具的相对位置关系，并且，设置弹性定位销112，当初始位置定位销112与定位孔没有完全配合时，所述弹性定位销112抵接在治具上，由于自身能够弹性收缩，也不会对治具造成挤压损伤，在通过调节治具夹爪的位置实现孔销配合定位。

进一步的，通过上述弹性定位销112与定位孔的配合实现了抓取前治具夹爪100与治具的定位，在本实施例中，在所述夹爪100上设置有向待夹持治具方向突出的定位凸块，在所述治具上设置有与定位凸块配合的定位凹槽，在抓取的过程中，通过定位凸块与定位凹槽的配合，实现对治具的进一步定位，当治具的相对角度存在一定的偏差时，因为定位凸块与定位凹槽存在唯一匹配的位置关系，所述定位凸块沿定位凹槽的延伸轨迹推动治具移动，修正治具的偏差。

综上所述，通过上述对相对高度位置和夹持位置的限定，使治具夹爪100与治具存在唯一对应的位置关系，在该位置关系下，所述挂钩140能够准确的插入到挂耳的下方，从而实现对挂耳的支撑。

具体地，在对工件进行加工时，会有一定的加工残渣留在治具上，较大的加工残渣有可能影响上述高度和夹持角度的定位，例如：接近检测传感器111检测到残渣误以为残渣所在位置的高度就为治具的高度，此时就会影响接近检测传感器111的检测结果，从而出现误判的情况，导致治具夹爪100没有移动到相对于治具的指定位置，从而导致弹性定位销112也无法插入到定位孔中，甚至有些残渣还堵住了定位孔，没办法精确定位；

因此，在所述底板110内还设置有除尘组件113，所述除尘组件113设置在底板110上靠近待夹持治具的平面内，在治具夹爪100靠近治具的过程中，开启除尘组件，实现对治具表面的清理；具体地，所述除尘组件113可以设置为气嘴，采用吹气的方式将残渣从治具表面上吹落，所述除尘组件113也可以设置吸头，将残渣从从治具表面上吸除，在本实施例中，不限定除尘组件113的具体结构，只要能够嵌设在底板110上，并完成除尘的功能即可。

实施例2

采用上述实施例1的治具夹爪100能够实现对治具的夹持动作，在完成夹持动作后还需要搬运治具，使治具与加工件分离，因此，本实施例在上述实施例1的基础上，公开了一种治具搬运机构，包括上述治具夹爪100，对于治具夹爪100的结构，在此实施例中不多加赘述，还包括移载组件，所述移载组件包括：龙门架200、水平移载装置300、升降装置400；

其中，所述龙门架200包括多个固定的支撑柱，所述龙门架200为所述水平移载装置300和升降装置400提供安装和支撑的平台；所述水平移载装置300设置在所述龙门架200上，所述水平移载装置300包括水平移载模组和由水平移载模组带动的架设在龙门架200之间的水平载台；所述升降装置400设置在所述水平载台130上，包括升降驱动源、由所述升降驱动源带动的夹爪安装板、以及设置在水平载台与夹爪安装板之间的导向柱，所述治具夹爪100设置在所述夹爪安装板上；本实施例的治具搬运机构先通过移载组件带动治具夹爪100移动到治具的上方，实现对治具的夹持，然后再通过移载组件带动被夹持的治具在空间上移动，实现对治具的夹持搬运，从而使治具和工件分离，完成治具的下料动作。

具体地，在本实施例中，所述升降装置400实现治具夹爪100的高度调节，采用升降装置400与实施例1中用于实现高度检测的接近检测传感器111配合，通过接近检测传感器111的采集信号控制升降装置400带动治具夹爪100的升降位置；所述水平移载装置300实现治具夹爪100的位置调节，采用水平移载装置300与实施例1中孔销配合的结构相结合，通过水平移载装置300实时调节治具夹爪100的水平位置，实现治具夹爪100上弹性定位销112与治具中的定位孔的配合。

具体地，在实际的生产过程中，根据实际的供应需求，结合产能的配合情况，可以在一个所述夹爪安装板上设置有多组治具夹爪100，多个治具夹爪100同步完成对治具的夹持和搬运动作，提高生产效率，一般情况下，在流水线上的治具都是等间距的，因此，在本实施例中，也设置多组治具夹爪100等间距的分布，分布的间距与上一工序的设置的间距配合。

具体地，由于本实施例中治具夹爪100的夹爪驱动源120和升降装置400中升降驱动源均采用气缸驱动的方式，因此就需要设置与之连接的气管和控制气管通断的电磁阀组，将所述电磁阀组设置在所述夹爪安装板上，所述电磁阀组通过气管分别与夹爪驱动源120和升降驱动源连通，这样在升降的过程中，所述电磁阀组随着治具夹爪100同步升降，所述电磁阀组与多个治具夹爪100保持在固定的间距上，这样不会有冗余的气管，防止气管缠绕；

并且，在实施例中，将所述导向柱设置为空心柱体，所述气管从所述导向柱中穿过，实现气管在导向柱的内部走线，防止气管在升降的过程中缠绕或压断。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种治具夹爪，其特征在于，包括：

底板；

夹爪驱动源，设置在所述底板上；

两夹爪，设置在夹爪驱动源的执行端，两夹爪由同一所述夹爪驱动源带动同步向相近或相反的方向移动，分别实现开合和夹持的动作；

至少两个设置在夹爪两侧的挂钩，所述挂钩包括安装部和支撑部，所述安装部突出设置在所述夹爪外侧，所述支撑部向待夹持治具的方向弯折设置，所述挂钩长于所述夹爪，所述支撑部低于所述夹爪，当所述夹爪夹持治具时，所述挂钩支撑位于治具两侧铰接的挂耳。

2.根据权利要求1所述的治具夹爪，其特征在于：两所述挂钩分别设置在两个夹爪上，两所述挂钩分别从两个方向插入到挂耳的下方。

3.根据权利要求1所述的治具夹爪，其特征在于：在所述底板上还设置有接近检测传感器，所述接近检测传感器嵌设在底板上靠近待夹持治具的平面内。

4.根据权利要求1所述的治具夹爪，其特征在于：在所述底板内还设置有除尘组件，所述除尘组件设置在底板上靠近待夹持治具的平面内。

5.根据权利要求1所述的治具夹爪，其特征在于：在所述底板内还设置有向待夹持治具方向突出的多组弹簧定位销。

6.根据权利要求1所述的治具夹爪，其特征在于：在所述夹爪上设置有向待夹持治具方向突出的定位凸块。

7.一种治具搬运机构，包括上述权利要求1～6任意一项所述的治具夹爪，其特征在于：还包括移载组件，所述移载组件包括：

龙门架；

水平移载装置，包括设置在所述龙门架上的水平移载模组和由水平移载模组带动的架设在龙门架之间的水平载台；

升降装置，设置在所述水平载台上，包括升降驱动源、由所述升降驱动源带动的夹爪安装板、以及设置在水平载台与夹爪安装板之间的导向柱，所述治具夹爪设置在所述夹爪安装板上。

8.根据权利要求7所述的治具搬运机构，其特征在于：在所述夹爪安装板上设置有多组治具夹爪。

9.根据权利要求7所述的治具搬运机构，其特征在于：在所述夹爪安装板上设置有电磁阀组，所述电磁阀组通过气管分别与治具夹爪和升降驱动源连通。

10.根据权利要求9所述的治具搬运机构，其特征在于：所述导向柱为空心柱体，所述气管从所述导向柱中穿过。