CN212946721U - 数控车床的工件自动夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了数控车床的工件自动夹具，属于车床夹具技术领域。该自动夹具，包括车床组件、自动夹具组件和控制器组件，在自动夹具组件中设置固定盘组件和夹爪组件，对工件进行夹持固定时，通过控制器组件设置的触控显示PLC一体机选择对应工件材料所需要的夹持力度参数，固定盘组件和夹爪组件对工件进行夹持固定，夹爪组件内设置的压力传感器实时检测夹爪组件夹持工件的力度，直至夹持力度达到预设值再进行工作，从而使工件自动夹具解决了目前夹具存在的工件在没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故，同时由于工件材料硬度不一致，在工件材料硬度较低的时候由于夹持力度过大会导致工件损坏，造成损失的问题。

Description

数控车床的工件自动夹具

技术领域

本实用新型涉及车床夹具技术领域，具体而言，涉及数控车床的工件自动夹具。

背景技术

车床夹具是指在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具，车床夹具多数安装在主轴上，传动的数控车床的夹具在夹持工件的时候不能检测和自动调节夹持的力度，导致有的工件在没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故，同时由于工件材料硬度不一致，在工件材料硬度较低的时候由于夹持力度过大会导致工件损坏，造成损失。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了数控车床的工件自动夹具，在车床夹具中设置自动夹具组件和控制器组件，控制器组件根据加工的工件材料选择对应的夹持力度，通过在自动夹具组件中设置固定盘组件和夹爪组件来夹持工件，并通过压力传感器实时进行夹持力度的反馈调节以便于夹持的力度达到设定的数值，防止工件松脱，夹持力度达到设定的数值后才开始工作，解决了目前夹具存在的工件还并没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故，同时由于工件材料硬度不一致，在工件材料硬度较低的时候由于夹持力度过大会导致工件损坏，造成损失的问题。

本实用新型是这样实现的：

数控车床的工件自动夹具，包括车床组件、自动夹具组件和控制器组件。

所述车床组件包括车床、第一驱动电机和主轴，所述第一驱动电机设置于所述车床的内部，所述主轴的一端安装于所述第一驱动电机的一侧，所述主轴的另一端贯通所述车床延伸至所述车床的外部；

所述自动夹具组件包括夹具体、固定盘组件、滚珠、夹爪组件、第二驱动电机、传动杆和齿轮，所述夹具体的一侧开设有第一凹槽，所述夹具体的另一侧开设有第二凹槽，所述第一凹槽的内壁一侧由外至内依次开设有第一环形槽和第二环形槽，所述固定盘组件安装于所述第一凹槽的内部，所述固定盘组件包括锁定盘和固定块，所述锁定盘的一侧表面开设有第三凹槽，所述锁定盘的边缘表面开设有齿槽，所述固定块安装于所述锁定盘的另一侧，所述固定块的表面由内至外依次开设有第三环形槽和第四环形槽，所述第三环形槽与所述第一环形槽之间和所述第四环形槽与所述第二环形槽之间分别设置有滚珠，所述夹爪组件设置于所述第二凹槽的内部，所述夹爪组件包括夹爪和锁定块，所述锁定块安装于所述夹爪的一侧，所述锁定块的表面开设有第六凹槽，所述夹爪包括夹爪本体、夹爪头、压力传感器、连接杆、导向块和弹簧，所述夹爪本体的底部开设有第四凹槽，所述第四凹槽的内壁一侧开设有第五凹槽，所述压力传感器和所述连接杆自上而下依次设置于所述第四凹槽的内部，所述弹簧和所述导向块自上而下依次设置于所述第五凹槽的内部，所述导向块安装于所述连接杆的一侧，所述夹爪头安装于所述连接杆的底部，所述主轴的另一端与所述夹具体固定连接，所述第二驱动电机设置于所述夹具体靠近所述主轴的一侧，所述传动杆的一端安装于所述第二驱动电机的一侧，所述传动杆的另一端贯通所述夹具体至所述第一凹槽的内部，所述齿轮安装于所述传动杆的另一端并与所述锁定盘的边缘处啮合；

所述控制器组件包括触控显示PLC一体机、控制箱和存储器，所述控制箱安装于所述车床的一侧，所述触控显示PLC一体机安装于所述控制箱的表面一侧，所述存储器安装于所述控制箱的内部。

在本实用新型的一种实施例中，所述第三凹槽的形状为旋涡形槽，所述第六凹槽的形状和大小与所述第三凹槽的形状和大小相适配。

在本实用新型的一种实施例中，所述齿轮的齿槽与所述锁定盘边缘处表面开设的齿槽相互啮合。

在本实用新型的一种实施例中，所述夹爪的外壁与所述第二凹槽的内壁之间间隙配合。

在本实用新型的一种实施例中，所述滚珠用于减少所述夹具体与所述固定盘组件之间的摩擦，所述固定盘组件的轴心与所述夹具体的轴心相重合，所述固定盘组件通过转轴与所述夹具体连接。

在本实用新型的一种实施例中，所述存储器用于存储各种工件对应的夹持力度参数数据。

在本实用新型的一种实施例中，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机为带刹车的伺服电机。

在本实用新型的一种实施例中，所述触控显示PLC一体机分别与所述存储器和所述压力传感器通信连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的数控车床的工件自动夹具，通过设置自动夹具组件和控制器组件，在自动夹具组件中设置固定盘组件和夹爪组件，对工件进行夹持固定时，通过控制器组件设置的触控显示PLC 一体机选择对应工件材料所需要的夹持力度参数，固定盘组件和夹爪组件对工件进行夹持固定，同时夹爪组件内设置的压力传感器实时检测夹爪组件夹持工件的力度，直至夹持力度达到设定的数值再启动车床进行工作，从而使工件自动夹具解决了目前夹具存在的工件在没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故，同时由于工件材料硬度不一致，在工件材料硬度较低的时候由于夹持力度过大会导致工件损坏，造成损失的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的数控车床和工件自动夹具结构示意图；

图2为本实用新型实施方式提供的数控车床和工件自动夹具的正视结构示意图；

图3为本实用新型实施方式提供的数控车床和工件自动夹具的俯剖结构示意图；

图4为本实用新型实施方式提供的工件自动夹具的结构示意图；

图5为本实用新型实施方式提供的工件自动夹具的正视结构示意图；

图6为本实用新型实施方式提供的夹爪组件结构示意图；

图7为本实用新型实施方式提供的夹爪组件的侧剖结构示意图；

图8为本实用新型实施方式提供的固定盘组件第一种视角结构示意图；

图9为本实用新型实施方式提供的固定盘组件第二种视角结构示意图；

图10为本实用新型实施方式提供的控制器组件的正剖结构示意图；

图11为本实用新型实施方式提供的数控车床的工件自动夹具的通信框图。

图中：1-车床组件；101-车床；102-第一驱动电机；103-主轴；2-自动夹具组件；201-夹具体；202-第一凹槽；203-第二凹槽；204-第一环形槽；205-第二环形槽；206-固定盘组件；20601-锁定盘；20602-第三凹槽；20603-固定块；20604- 第三环形槽；20605-第四环形槽；20606-齿槽；207-滚珠；208-夹爪组件；20801- 夹爪；2080101-夹爪本体；2080102-夹爪头；2080103-第四凹槽；2080104-第五凹槽；2080105-压力传感器；2080106-连接杆；2080107-导向块；2080108-弹簧； 20802-锁定块；20803-第六凹槽；209-第二驱动电机；2010-传动杆；2011-齿轮； 3-控制器组件；301-触控显示PLC一体机；302-控制箱；303-存储器。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-11，本实用新型提供一种技术方案：数控车床的工件自动夹具，包括车床组件1、自动夹具组件2和控制器组件3。

请参阅图1-9，车床组件1包括车床101、第一驱动电机102和主轴103，第一驱动电机102设置于车床101的内部，第一驱动电机102为带刹车的伺服电机，在本实施例中限定第一驱动电机102的型号为YVPEJ 100L1-4，避免被第二驱动电机209在旋转过程中带动一起旋转，导致工件还未夹紧脱出，主轴103 的一端安装于第一驱动电机102的一侧，主轴103的另一端贯通车床101延伸至车床101的外部，自动夹具组件2包括夹具体201、固定盘组件206、滚珠207、夹爪组件208、第二驱动电机209、传动杆2010和齿轮2011，夹具体201的一侧开设有第一凹槽202，夹具体201的另一侧开设有第二凹槽203，第一凹槽202 的内壁一侧由外至内依次开设有第一环形槽204和第二环形槽205，固定盘组件 206安装于第一凹槽202的内部，固定盘组件206包括锁定盘20601和固定块 20603，锁定盘20601的一侧表面开设有第三凹槽20602，锁定盘20601的边缘表面开设有齿槽20606，固定块20603安装于锁定盘20601的另一侧，固定块 20603的表面由内至外依次开设有第三环形槽20604和第四环形槽20605，第三环形槽20604与第一环形槽204之间和第四环形槽20605与第二环形槽205之间分别设置有滚珠207，夹爪组件208设置于第二凹槽203的内部，夹爪组件208 包括夹爪20801和锁定块20802，锁定块20802安装于夹爪20801的一侧，夹爪 20801的外壁与第二凹槽203的内壁之间间隙配合，锁定块20802的表面开设有第六凹槽20803，夹爪20801包括夹爪本体2080101、夹爪头2080102、压力传感器2080105、连接杆2080106、导向块2080107和弹簧2080108，夹爪本体 2080101的底部开设有第四凹槽2080103，第四凹槽2080103的内壁一侧开设有第五凹槽2080104，压力传感器2080105和连接杆2080106自上而下依次设置于第四凹槽2080103的内部，在本实施例中限定压力传感器2080105的型号为 T10T30T50，具有使用寿命长和耐压力能力强的特点，弹簧2080108和导向块 2080107自上而下依次设置于第五凹槽2080104的内部，导向块2080107安装于连接杆2080106的一侧，夹爪头2080102安装于连接杆2080106的底部，主轴 103的另一端与夹具体201固定连接，第二驱动电机209设置于夹具体201靠近主轴103的一侧，第二驱动电机209为带刹车的伺服电机，在本实施例中限定第二驱动电机209的型号为2IK6GN-C，在将工件夹持好后会固定在当前的位置，避免在运行过程中固定盘组件206出现松动导致对工件夹持力度的降低导致工件脱出，传动杆2010的一端安装于第二驱动电机209的一侧，传动杆2010的另一端贯通夹具体201至第一凹槽202的内部，齿轮2011安装于传动杆2010的另一端并与锁定盘20601的边缘处啮合，第三凹槽20602的形状为旋涡形槽，第六凹槽20803的形状和大小与第三凹槽20602的形状和大小相适配，齿轮2011的齿槽与锁定盘20601边缘处表面开设的齿槽20606相互啮合，滚珠207用于减少夹具体201与固定盘组件206之间的摩擦，固定盘组件206的轴心与夹具体201 的轴心相重合，固定盘组件206通过转轴与夹具体201连接，从而使工件自动夹具解决了目前夹具存在的工件在没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故，同时由于工件材料硬度不一致，在工件材料硬度较低的时候由于夹持力度过大会导致工件损坏，造成损失的问题。

在本实施例中，将工件放入第一凹槽202内部，启动第二驱动电机209，第二驱动电机209通过传动杆2010带动齿轮2011转动，齿轮2011与锁定盘20601 啮合带动锁定盘20601转动，滚珠207分别在第一环形槽204与第三环形槽20604 和第二环形槽205与第四环形槽20605之间滚动，减少固定块20603与夹具体201之间的摩擦力，锁定盘20601表面设置的第三凹槽20602与锁定块20802表面设置的第六凹槽20803啮合，锁定盘20601转动过程中带动夹爪组件208在第二凹槽203内部滑动靠近或远离待固定工件，夹爪组件208与工件接触将工件固定，夹爪组件208与工件接触时，夹爪组件208内设置的夹爪头2080102与工件接触，夹爪头2080102带动连接杆2080106和导向块2080107挤压压力传感器 2080105和压缩弹簧2080108，压力传感器2080105将检测的实时夹持力度数据发送至控制器组件3，控制器组件3检测到夹持力度达到预设的数值后才会开启第一驱动电机102通过主轴103带动自动夹具组件2旋转进行工作，从而使工件自动夹具解决了目前夹具存在的工件在没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故的问题。

请参阅图1-3和10-11，控制器组件3包括触控显示PLC一体机301、控制箱302和存储器303，在本实施例中限定触控显示PLC一体机301的型号为 sup070-sfa48，具有工作稳定，反应灵敏的特性，在本实施例中限定存储器303 的型号为H5PS5162GFR-S6C，具有工作稳定，使用寿命长的优点，控制箱302安装于车床101的一侧，触控显示PLC一体机301安装于控制箱302的表面一侧，存储器303安装于控制箱302的内部，存储器303用于存储各种工件对应的夹持力度参数，触控显示PLC一体机301分别与存储器303和压力传感器2080105 通信连接。

在本实施例中，将工件放入第一凹槽202内部，根据工件的材料操作触控显示PLC一体机301从存储器303中选取相对应的材料夹持力度参数数据，触控显示PLC一体机301启动第二驱动电机209，第二驱动电机209驱动固定盘组件206 带动夹爪组件208与工件接触时，夹爪组件208内设置的夹爪头2080102与工件接触，夹爪头2080102带动连接杆2080106和导向块2080107挤压压力传感器 2080105和压缩弹簧2080108，压力传感器2080105检测实时夹持力度数据，将夹持力度数据传输到触控显示PLC一体机301，触控显示PLC一体机301检测压力传感器2080105检测实时夹持力度数据与预设值后关闭第二驱动电机209，启动第一驱动电机102通过主轴103带动自动夹具组件2旋转进行工作，从而使工件自动夹具解决了目前夹具存在的工件还在没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故，同时由于工件材料硬度不一致，在工件材料硬度较低的时候由于夹持力度过大会导致工件损坏，造成损失的问题。

具体的，该数控车床的工件自动夹具的工作原理：将工件放入第一凹槽202 内部，根据工件的材料操作触控显示PLC一体机301从存储器303中选取相对应的材料夹持力度参数数据，触控显示PLC一体机301启动第二驱动电机209，第二驱动电机209通过传动杆2010带动齿轮2011转动，齿轮2011与锁定盘20601 啮合带动锁定盘20601转动，滚珠207分别在第一环形槽204与第三环形槽20604 和第二环形槽205与第四环形槽20605之间滚动，减少固定块20603与夹具体 201之间的摩擦力，锁定盘20601表面设置的第三凹槽20602与锁定块20802表面设置的第六凹槽20803啮合，锁定盘20601转动过程中带动夹爪组件208在第二凹槽203内部滑动靠近或远离待固定工件，夹爪组件208与工件接触将工件固定，夹爪组件208与工件接触时，夹爪组件208内设置的夹爪头2080102与工件接触，夹爪头2080102带动连接杆2080106和导向块2080107挤压压力传感器 2080105和压缩弹簧2080108，压力传感器2080105检测实时夹持力度数据，将夹持力度数据传输到触控显示PLC一体机301，触控显示PLC一体机301检测压力传感器2080105检测实时夹持力度数据与预设值后关闭第二驱动电机209，启动第一驱动电机102通过主轴103带动自动夹具组件2旋转进行工作，从而使工件自动夹具解决了目前夹具存在的工件在没有夹紧的情况下就开机工作，导致工件脱出造成设备损坏甚至伤人事故，同时由于工件材料硬度不一致，在工件材料硬度较低的时候由于夹持力度过大会导致工件损坏，造成损失的问题。

需要说明的是，第一驱动电机102、压力传感器2080105、第二驱动电机209、触控显示PLC一体机301和存储器303具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

第一驱动电机102、压力传感器2080105、第二驱动电机209、触控显示PLC 一体机301和存储器303的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.数控车床的工件自动夹具，其特征在于，包括，

车床组件(1)，所述车床组件(1)包括车床(101)、第一驱动电机(102)和主轴(103)，所述第一驱动电机(102)设置于所述车床(101)的内部，所述主轴(103)的一端安装于所述第一驱动电机(102)的一侧，所述主轴(103)的另一端贯通所述车床(101)延伸至所述车床(101)的外部；

自动夹具组件(2)，所述自动夹具组件(2)包括夹具体(201)、固定盘组件(206)、滚珠(207)、夹爪组件(208)、第二驱动电机(209)、传动杆(2010)和齿轮(2011)，所述夹具体(201)的一侧开设有第一凹槽(202)，所述夹具体(201)的另一侧开设有第二凹槽(203)，所述第一凹槽(202)的内壁一侧由外至内依次开设有第一环形槽(204)和第二环形槽(205)，所述固定盘组件(206)安装于所述第一凹槽(202)的内部，所述固定盘组件(206)包括锁定盘(20601)和固定块(20603)，所述锁定盘(20601)的一侧表面开设有第三凹槽(20602)，所述锁定盘(20601)的边缘表面开设有齿槽(20606)，所述固定块(20603)安装于所述锁定盘(20601)的另一侧，所述固定块(20603)的表面由内至外依次开设有第三环形槽(20604)和第四环形槽(20605)，所述第三环形槽(20604)与所述第一环形槽(204)之间和所述第四环形槽(20605)与所述第二环形槽(205)之间分别设置有滚珠(207)，所述夹爪组件(208)设置于所述第二凹槽(203)的内部，所述夹爪组件(208)包括夹爪(20801)和锁定块(20802)，所述锁定块(20802)安装于所述夹爪(20801)的一侧，所述锁定块(20802)的表面开设有第六凹槽(20803)，所述夹爪(20801)包括夹爪本体(2080101)、夹爪头(2080102)、压力传感器(2080105)、连接杆(2080106)、导向块(2080107)和弹簧(2080108)，所述夹爪本体(2080101)的底部开设有第四凹槽(2080103)，所述第四凹槽(2080103)的内壁一侧开设有第五凹槽(2080104)，所述压力传感器(2080105)和所述连接杆(2080106)自上而下依次设置于所述第四凹槽(2080103)的内部，所述弹簧(2080108)和所述导向块(2080107)自上而下依次设置于所述第五凹槽(2080104)的内部，所述导向块(2080107)安装于所述连接杆(2080106)的一侧，所述夹爪头(2080102)安装于所述连接杆(2080106)的底部，所述主轴(103)的另一端与所述夹具体(201)固定连接，所述第二驱动电机(209)设置于所述夹具体(201)靠近所述主轴(103)的一侧，所述传动杆(2010)的一端安装于所述第二驱动电机(209)的一侧，所述传动杆(2010)的另一端贯通所述夹具体(201)至所述第一凹槽(202)的内部，所述齿轮(2011)安装于所述传动杆(2010)的另一端并与所述锁定盘(20601)的边缘处啮合；

控制器组件(3)，所述控制器组件(3)包括触控显示PLC一体机(301)、控制箱(302)和存储器(303)，所述控制箱(302)安装于所述车床(101)的一侧，所述触控显示PLC一体机(301)安装于所述控制箱(302)的表面一侧，所述存储器(303)安装于所述控制箱(302)的内部。

2.根据权利要求1所述的数控车床的工件自动夹具，其特征在于，所述第三凹槽(20602)的形状为旋涡形槽，所述第六凹槽(20803)的形状和大小与所述第三凹槽(20602)的形状和大小相适配。

3.根据权利要求1所述的数控车床的工件自动夹具，其特征在于，所述齿轮(2011)的齿槽与所述锁定盘(20601)边缘处表面开设的齿槽(20606)相互啮合。

4.根据权利要求1所述的数控车床的工件自动夹具，其特征在于，所述夹爪(20801)的外壁与所述第二凹槽(203)的内壁之间间隙配合。

5.根据权利要求1所述的数控车床的工件自动夹具，其特征在于，所述滚珠(207)用于减少所述夹具体(201)与所述固定盘组件(206)之间的摩擦，所述固定盘组件(206)的轴心与所述夹具体(201)的轴心相重合，所述固定盘组件(206)通过转轴与所述夹具体(201)连接。

6.根据权利要求1所述的数控车床的工件自动夹具，其特征在于，所述存储器(303)用于存储各种工件对应的夹持力度参数数据。

7.根据权利要求1所述的数控车床的工件自动夹具，其特征在于，所述第一驱动电机(102)和所述第二驱动电机(209)为带刹车的伺服电机。

8.根据权利要求1所述的数控车床的工件自动夹具，其特征在于，所述触控显示PLC一体机(301)分别与所述存储器(303)和所述压力传感器(2080105)通信连接。

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