CN215432736U - 一种自动上下料多功能夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动上下料多功能夹具，属于自动化加工的技术领域。包括：连接件，其底部固定有安装件；所述连接件被设置为与旋转机构连接；至少两组机械夹取单元，相互独立的设于所述安装件的底部；视觉定位单元和控制元件单元，均安装于所述安装件上；通过在安装件上设置了至少两组机械夹取单元，且在使用时其中一组用于夹取待加工的工件，当将待加工的工件转移到工作上时，另一个机械夹取单元则负责将工作台上的已经加工完成的工件取出。同步下料切换的结构，通过连续移载减少人工的重复夹取工作，提高作业效率。

Description

一种自动上下料多功能夹具

技术领域

本实用新型属于自动化加工的技术领域，特别是涉及一种自动上下料多功能夹具。

背景技术

目前，在整个机床加工类行业中，工厂的机械自动化程度相对较低，尤其在生产数量要求较大的机械加工行业中，国内的生产技术水平还只停留在数控加工自动程度水平。相较于机床加工的自动程度，人工的重复上下料的过程显得技术水平相对较低，而且复杂的加工工序要求工人反复完成产品的取上、取下、周转等工序。况且多台机床需要对应多个操作人员作业，工人机械的重复作业所产生的价值感较低，而且效率也是很低。针对这种情况，尤其是大批量加工生产情况下，以自动化取代人工完成上下料显得尤为重要。仅以一台机器或抓具对应多台机床上下料的方式可逐步替代人工。一方面提高生产线整体自动化水平，保持生产加工稳定一致性。另一方面在提高生产效率的同时减少人工的投入，可实现少人工且连续性生产的要求，为企业提高市场竞争优势。

实用新型内容

本实用新型为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种高效、多功能、自动化程度高的自动上下料多功能夹具。

本实用新型采用以下技术方案：一种自动上下料多功能夹具，包括：

连接件，其底部固定有安装件；所述连接件被设置为与旋转机构连接；

至少两组机械夹取单元，相互独立的设于所述安装件的底部；

视觉定位单元和控制元件单元，均安装于所述安装件上；

使用时，其中一组机械夹取单元被设置为夹取待加工工件，夹具移动到工作台上；另一组机械夹取单元被设置为从加工台上取下已加工工件；旋转机构被设置为将两组机械夹取单元做镜像旋转，此时，其中一组机械夹取单元将待加工工件放置在加工台上。

在进一步的实施例中，所述机械夹取单元包括：

宽爪气缸，安装在所述安装件上；

第一夹持件和第二夹持件，分别传动连接于所述宽爪气缸的两侧；所述第一夹持件和所述第二夹持件的底部对称固定有用于与工件相互接触的第一夹持部和第二夹持部。

通过采用上述技术方案：第一夹持部和第二夹持部在宽爪气缸的作用下做相向或者背向运动，实现对工件端面的夹紧作用。

在进一步的实施例中，还包括：用于与伸入至工件的型腔内进行定位的定位件；其中所述定位件包括：

第一推出气缸和第二推出气缸，分别垂直安装于第一夹持件和第二夹持件；且所述第一推出气缸与第二推出气缸为相背设置；

第一推杆和第二推杆，沿长度方向分别活动设置在第一夹持部和第二夹持部内；所述第一推杆和第二推杆的外端分别通过悬臂导杆传动连接于第一推出气缸和第二推出气缸；

定位销，设于第二夹持部内；所述定位销位于第二推杆与工件之间，所述定位销同时与机床相适配。

通过采用上述技术方案，当工件为圆柱形时，因工件的端面具有一定的弧度，因此仅靠第一夹持部和第二坚持部夹持是很难确保足够接触面积的。结合活塞工件本身的特性：具有型腔，因此设置了能够与型腔相卡接的定位销，加强夹持力，同时定位销还可用于加工时对工件起到固定的作用。

在进一步的实施例中，所述第一夹持部与第二夹持部的结构相同，其中，所述第一夹持部为垂直贯穿于所述第一夹持件的导向套。

在进一步的实施例中，所述第一夹持部和第二夹持部均沿其长度方向开设有至少一组导向槽，第一推杆和第二推杆上均设置有导向柱，所述导向柱的数量和位置与导向槽相一致；

所述导向柱位于对应的导向槽内。

通过采用上述技术方案，起到导向的作用，保证第一推杆和第二推杆在往返运动时不会发生偏移。

在进一步的实施例中，所述第二夹持部的外侧设置有锁紧件，所述锁紧件用于根据工作需求对定位销进行固定锁紧；

所述锁紧件包括：定位槽，竖向开设在所述第二夹持部上；

锁紧气缸，竖向安装在第二夹持部且位于定位槽的一侧；

锁紧销，传动连接于所述锁紧气缸的活塞杆上；

锁紧块，固定安装在第二夹持部；当锁紧气缸处于拉伸状态时，锁紧销位于最低端且位于定位槽内；此时，锁紧销的一侧与第二夹持部内的定位销面接触，另一侧则与锁紧块面接触。

通过采用上述技术方案，夹具移动时保证第二夹持部内的定位销不会自主移动，增加转移过程中的稳定性。

在进一步的实施例中，所述锁紧块的内部为中空结构，所述中空结构内安装有滚轮，所述滚轮的滚面与锁紧销之间形成面接触。

在进一步的实施例中，所述视觉定位单元包括：固定在安装件上的支架，以及安装在所述支架上的视觉相机主体和相机光源。

通过采用上述技术方案，满足产品抓取料方向角度识别，保证产品抓取的精度。同时可以在上料的同时判断机床内部卡盘的停转方向，方便完成有角度需求的上料。在此过程增加了机床加工的一些检验功能要求，保证加工的可靠性。

在进一步的实施例中，所述控制元件单元包括：固定在安装件上的连接架，以及安装在所述连接架上的电磁阀控制模组和电气接线模组单元；

所述控制元件单元被设置为实现对每个机械夹取单元的单独控制。

通过采用上述技术方案实现单独控制。

本实用新型的有益效果：通过在安装件上设置了至少两组机械夹取单元，且在使用时其中一组用于夹取待加工的工件，当将待加工的工件转移到工作上时（即上料），另一个机械夹取单元则负责将工作台上的已经加工完成的工件取出（即下料）。同步下料切换的结构，通过连续移载减少人工的重复装夹的工作，提高作业效率。

同时增加视觉检测功能，一方面增加零件上料角度控制精度，满足旧机床设备的低成本改造需求；另一方面在质量检测方面，替代人工检测，系统记录测量数据可追踪查询。重复机械动作以设备替代更加稳定高效。设备在稳定上料的同时满足设备加工后加工检测的功能，提高产品质量同时也提高了设备的稳定性与兼容性。

附图说明

图1为本实用新型的一种自动上下料多功能夹具的结构示意图。

图2为本实用新型的一种自动上下料多功能夹具的仰视图。

图3为本实用新型的其中一个机械夹取单元的结构示意图。

图4为第二夹持部的结构示意图。

图1至图4中的各标注为:连接块1、安装板2、机械夹取单元3、视觉定位单元4、控制元件单元5、活塞工件6、宽爪气缸301、第一夹持板302、第二夹持板303、第一夹持部304、第二夹持部305、第一推出气缸306、第二推出气缸307、第一推杆308、第二推杆309、定位销310、悬臂导杆311、导向槽312、导向柱313、定位槽314、锁紧气缸315、锁紧销316、锁紧块317。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

目前，在生成加工线上，当需要对工件进行加工处理时，一般是需要将已经加工完的工件先取出放置到指定的位置处，再从指定的位置处夹取待加工的工件，然后再将待加工的工件转移到工作台或者机床处进行处理。以上过程从上一个工件加工完毕至当前工件预加工的时间段工作台或者机床都处于等待的状态，从而极大的降低了加工效率。

因此本实施例为解决上述技术问题，一种高效、多功能、自动化程度高的自动上下料多功能夹具，以较低的成本解决了多台机床多人操作的低价值、低效的重复作业问题。提高发动机活塞行业机床加工的自动化水平，可实现连续作业的高效、高产的生产模式。

如图1所示，一种自动上下料多功能夹具，包括连接件，连接件的上表面用于与旋转机构连接，连接件的下表面固定有安装件。其中旋转机构采用现有技术中的机构即可，故在本实施例中不做赘述。安装件的底部安装有至少两组且相互独立的机械夹取单元3。在本实施例中，选用两组平行设置的机械夹取单元3，且两组机械夹取单元3之间安装有视觉定位单元4。且安装件的两侧分别设置有控制元件单元5。在本实施例中，连接件选用连接块1，安装件为安装板2。

在使用时，其中一组机械夹取单元3被设置为夹取待加工工件，夹具移动到工作台上；另一组机械夹取单元3被设置为从加工台上取下已加工工件；旋转机构被设置为将两组机械夹取单元3做镜像旋转，此时，其中一组机械夹取单元3将待加工工件放置在加工台上。

为了保证夹具最基本的夹持功能，在进一步的实施例中，机械夹取单元3包括：安装在安装板2上的宽爪气缸301，且宽爪气缸301两端的活塞杆上分别传动连接有第一夹持件和第二夹持件，其中本实施例中的第一夹持件和第二夹持件具体表现为第一夹持板302和第二夹持板303。且第一夹持板302与第二夹持板303的底部均对称设置有用于固定工件且面接触的第一夹持部304和第二夹持部305。在本实施例中，第一夹持部304和第二夹持部305在宽爪气缸301的作用下做相向或者背向运动，实现对工件端面的夹紧作用。在本实施例中，第一夹持部304与第二夹持部305的结构相同，其中，所述第一夹持部304为垂直贯穿于所述第一夹持件的导向套。

但是在实际生产时，部分活塞工件6采用加工全外圆加工工艺，换言之，当工件为圆柱形时，因工件的端面具有一定的弧度，因此仅靠第一夹持部304和第二坚持部夹持是很难确保足够接触面积的。因此为了解决这一技术问题，结合塞工件本身的特性：具有型腔。故机械夹持单元还包括与型腔相适配的定位件。

在进一步的实施例中，如图2至图3所示，定位件包括：垂直固定在第一夹持板302上的第一推出气缸306，且第一推出气缸306的活塞杆位于第一夹持板302的外侧；同样的还包括垂直固定在第二夹持板303上的第二推出气缸307，且第二推出气缸307的活塞杆位于第二夹持板303的外侧。换言之，第一推出气缸306与第二推出气缸307为相背设置。

还包括：沿长度方向分别活动设置在第一夹持部304和第二夹持部305内的第一推杆308和第二推杆309，第一推杆308和第二推杆309的外端分别通过悬臂导杆311传动连接于第一推出气缸306和第二推出气缸307。换言之，第一推出气缸306和第二推出气缸307分别为第一推杆308和第二推杆309的动力源，当第一推出气缸306与第二推出气缸307均处于拉伸状态时，第一推杆308与第二推杆309相互背向运动，距离变大；反之，当第一推出气缸306与第二推出气缸307均处于压缩状态时，第一推杆308与第二推杆309相互相向运动，距离变小。

其中，第二夹持部305的内部设置有定位销310，定位销310位于第二推杆309与工件之间，所述定位销310同时与机床相适配。设置了能够与型腔相卡接的定位销310和第一推杆308，加强夹持力，同时定位销310还可用于加工时对工件起到固定的作用。

基于上述描述，第一推杆308与第二推杆309在外力的作用下于分别于第一夹持部304和第二夹持部305内移动，为了保证移动的过程中第一推杆308与第二推杆309始终位于同一直线上，第一夹持部304和第二夹持部305均沿其长度方向开设有至少一组导向槽312，第一推杆308和第二推杆309上均设置有导向柱313，所述导向柱313的数量和位置与导向槽312相一致；导向柱313位于对应的导向槽312内。如图4所示，导向槽312为上、下对称设置的两组，且导向柱313与导向槽312的位置和数量相对应。通过导向柱313与导向槽312的配合关系，起到导向的作用，保证第一推杆308和第二推杆309在往返运动时不会发生偏移。

基于上述结构的描述，定位销310在第二夹持部305的内部是活动的，故如果有外力的作用（例如第一推杆308施加给工件的推力，该推力在工件的作用也会施压给定位销310），定位销310将会发生移动最后影响到夹持的力度和夹持精度，降低加工的准确度。因此在第二夹持部305的外侧设置有锁紧件，锁紧件用于根据工作需求对定位销310进行固定锁紧。

在进一步的实施例中，锁紧件包括：竖向开设在第二夹持部305上的定位槽314，且定位槽314的一侧设置有锁紧气缸315，该锁紧气缸315安装在第二夹持部305上。锁紧气缸315的活塞杆上传动连接有锁紧销316。第二夹持部305上还设置有锁紧块317，锁紧块317的设置应当满足以下位置关系：当锁紧气缸315处于拉伸状态时，锁紧销316位于最低端且位于定位槽314内；此时，锁紧销316的一侧与第二夹持部305内的定位销310面接触，另一侧则与锁紧块317面接触。夹具移动时保证第二夹持部305内的定位销310不会自主移动，增加转移过程中的稳定性。换言之，在夹持的过程中，定位销310不会受到其他的外力的影响随便移动。

在本实施例中，视觉定位单元4包括：固定在安装件上的支架，以及安装在所述支架上的视觉相机主体和相机光源。以满足产品抓取料方向角度识别，保证产品抓取的精度。同时可以在上料的同时判断机床内部卡盘的停转方向，方便完成有角度需求的上料。在此过程增加了机床加工的一些检验功能要求，保证加工的可靠性。

在进一步的实施例中，控制元件单元5包括：固定在安装件上的连接架，以及安装在所述连接架上的电磁阀控制模组和电气接线模组单元；所述控制元件单元5被设置为实现对每个机械夹取单元3的单独控制。

本实施例的工作原理：执行机构带动夹具移动至活塞工件6的上方，通过视觉定位单元4对零部件特征位置拍照确定零件角度方向，其中一组机械夹取单元3中的宽爪气缸301控制与之传动连接的第一夹持板302和第二夹持板303相向运动，将活塞工件6端面夹紧。同步执行机构带动夹具移动至机床内部拍照确定加工后零件位置及尺寸，再通过另一个机械夹取单元3将机床上已经加工完成的活塞工件6取下，旋转机构转动安装板2，将其中一组机械夹取单元3中的活塞工件6装入机床再打开当前的宽爪气缸301，执行机构带动夹具退出机床，机床自动运行。

在夹持的过程中，当活塞工件6采用加工全外圆加工工艺时，先通过视觉定位单元4对机床定位盘进行拍照确定角度方向，在宽爪气缸301夹持活塞工件6状态下，通过控制第一推出气缸306和第二气缸的活塞杆，活塞杆分别控制与之传动连接的第一推杆308和第二推杆309，其中第一推杆308直接与活塞工件6的型腔相抵，第二推杆309则推动其内部的定位销310与型腔相抵。

在加工时，机床设备拉紧内部定位销310（即活塞工件6在加工时，定位销310是与活塞工件6一起放置在机床上的，换言之活塞工件6是与对应的定位销310同步移动），宽爪气缸301打开，设备启动加工。加工完成后重复拍照确定角度位置和检测零件尺寸及外观后，宽爪气缸301张开取件夹紧后，机床松开内部定位销310，第一推出气缸306和第二推出气缸307均处于缩回状态，与之传动连接的第一推杆308和第二推杆309则将活塞工件6内的定位销310推入第二夹持部305的内部，锁紧气缸315推动锁紧销316，并将锁紧销316同时与定位销310和锁紧块317相抵触，对内部的定位销310起到固定的作用。执行机构带动夹具移送出机床下料。经历该动作流程后从而完成活塞工件6这段工序的加工流程，后续重复上述动作。

Claims (9)

1.一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，包括：

连接件，其底部固定有安装件；所述连接件被设置为与旋转机构连接；

至少两组机械夹取单元，相互独立的设于所述安装件的底部；

视觉定位单元和控制元件单元，均安装于所述安装件上；

使用时，其中一组机械夹取单元被设置为夹取待加工工件，夹具移动到工作台上；另一组机械夹取单元被设置为从加工台上取下已加工工件；旋转机构被设置为将两组机械夹取单元做镜像旋转，此时，其中一组机械夹取单元将待加工工件放置在加工台上。

2.根据权利要求1所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，

所述机械夹取单元包括：

宽爪气缸，安装在所述安装件上；

第一夹持件和第二夹持件，分别传动连接于所述宽爪气缸的两侧；所述第一夹持件和所述第二夹持件的底部对称固定有用于与工件相互接触的第一夹持部和第二夹持部。

3.根据权利要求2所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，还包括：用于与伸入至工件的型腔内进行定位的定位件；其中所述定位件包括：

第一推出气缸和第二推出气缸，分别垂直安装于第一夹持件和第二夹持件；且所述第一推出气缸与第二推出气缸为相背设置；

第一推杆和第二推杆，沿长度方向分别活动设置在第一夹持部和第二夹持部内；所述第一推杆和第二推杆的外端分别通过悬臂导杆传动连接于第一推出气缸和第二推出气缸；

定位销，设于第二夹持部内；所述定位销位于第二推杆与工件之间；所述定位销同时与机床相适配。

4.根据权利要求2所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，所述第一夹持部与第二夹持部的结构相同，其中，所述第一夹持部为垂直贯穿于所述第一夹持件的导向套。

5.根据权利要求3所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，

所述第一夹持部和第二夹持部均沿其长度方向开设有至少一组导向槽，第一推杆和第二推杆上均设置有导向柱，所述导向柱的数量和位置与导向槽相一致；

所述导向柱位于对应的导向槽内。

6.根据权利要求3所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，

所述第二夹持部的外侧设置有锁紧件，所述锁紧件用于根据工作需求对定位销进行固定锁紧；

所述锁紧件包括：定位槽，竖向开设在所述第二夹持部上；

锁紧气缸，竖向安装在第二夹持部且位于定位槽的一侧；

锁紧销，传动连接于所述锁紧气缸的活塞杆上；

锁紧块，固定安装在第二夹持部；当锁紧气缸处于拉伸状态时，锁紧销位于最低端且位于定位槽内；此时，锁紧销的一侧与第二夹持部内的定位销面接触，另一侧则与锁紧块面接触。

7.根据权利要求6所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，

所述锁紧块的内部为中空结构，所述中空结构内安装有滚轮，所述滚轮的滚面与锁紧销之间形成面接触。

8.根据权利要求1所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，

所述视觉定位单元包括：固定在安装件上的支架，以及安装在所述支架上的视觉相机主体和相机光源。

9.根据权利要求1所述的一种自动上下料多功能夹具，其特征在于，

所述控制元件单元包括：固定在安装件上的连接架，以及安装在所述连接架上的电磁阀控制模组和电气接线模组单元；

所述控制元件单元被设置为实现对每个机械夹取单元的单独控制。

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