CN217703411U - 一种物料高效自动装夹机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及工程机械智能搬运领域，尤其是一种物料高效自动装夹机构，所述物料高效自动装夹机构包括安装支架，在所述安装支架的顶部中心固定有一用于与自动搬运设备的工作端相连接的安装连接法兰，在所述安装支架的前端面的上部和下部分别固定有沿其长度方向平行间隔设置的线性导轨副，在所述安装支架的前侧设有一互锁连杆联动装夹器，所述互锁连杆联动装夹器滑动设置在两所述线性导轨副上并沿其实现相对或相背滑移，所述互锁连杆联动装夹器的后侧的安装支架上固定有一驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述互锁连杆联动装夹器的运转。本设计方案适用传动齿轮件等物料加工的自动搬运，通用性较好，装夹安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程机械智能搬运领域，尤其是一种物料高效自动装夹机构。
背景技术
工程机械是广泛应用在基础工程建设等各个领域，根据功能来分种类繁多，其中关键传动零部件是产品的核心，一般均为主机厂自行制造，传动件一般为铸锻件结构，如传动齿轮、枢轴等。这些件在制造过程中工序较复杂，通常含有调质、感应等热处理与滚、铣、磨等工序过程，因为零件一般为圆形，考虑到表面加工及防护，工件上下料吊装方式存在难点，采取人工进行吊装，存在安全隐患，同时劳动强度大，生产作业率低，无法保证制造周期和产能的快速提升，更不利于精益化生产管理要求
随着机电液集成技术的发展，工程机械制造过程中也逐渐进入智能制造产业升级快速发展期。大量的自动装夹、自动上下料、自动物流输送的设备投入现场作业工序，效率大大提升，节约了大量的人力成本，因此如何更快速、便捷地实现工件安全上下料是一大问题，值得深入思考，同时也是目前亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题之一，同时，为解决本公司加工设备自动上下料而自主设计的，其可以配合加工机床改造的液压自动装夹实现自动加工单元，配合机器人作业实现自动搬运功能，解决人工搬运工件费时费力及行车效率低，磕碰工件的问题，后续配合加工设备U型单元布局，实现一台搬运协同三台加工设备高效作业，其所采用的技术方案是：一种物料高效自动装夹机构，所述物料高效自动装夹机构安装在自动搬运设备的工作端并由自动搬运设备控制其移位，所述物料高效自动装夹机构包括安装支架，在所述安装支架的顶部中心固定有一用于与自动搬运设备的工作端相连接的安装连接法兰，在所述安装支架的前端面的上部和下部分别固定有沿其长度方向平行间隔设置的线性导轨副，在所述安装支架的前侧设有一互锁连杆联动装夹器，所述互锁连杆联动装夹器滑动设置在两所述线性导轨副上并沿其实现相对或相背滑移，所述互锁连杆联动装夹器的后侧的安装支架上固定有一驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述互锁连杆联动装夹器的运转，在所述安装支架的顶部一侧安装有一限位组件。
在上述任一方案中优选的是，所述互锁连杆联动装夹器包括两间隔且对称设置的带座手指支架，各所述带座手指支架的后侧分别通过滑移块滑动卡接在对应的所述线性导轨副上，在两所述带座手指支架的相对一侧分别栓接安装有一手指夹具，两所述手指夹具配合实现对工件的夹持夹紧，在两所述带座手指支架之间设置有一联动连杆组，所述联动连杆组用于连接两所述带座手指支架并实现同步异向联动。
在上述任一方案中优选的是，各所述手指夹具均由立式挡位部和水平承托部一体成型。
在上述任一方案中优选的是，所述联动连杆组包括一定心连杆，所述定心连杆的中心通过中心销活动铰接在所述安装支架的前端中心的固定座上，在所述定心连杆的上下两端分别活动铰接有一推拉连杆，两所述推拉连杆的外端均通过安装销活动铰接在对应的所述带座手指支架的座板上，两所述推拉连杆的结构相同。
在上述任一方案中优选的是，在所述安装支架的顶部前侧安装有一护罩，在所述护罩的顶部开设有一沿其长度方向设置的限位长槽，在所述限位长槽的后侧的安装支架的顶部安装有所述限位组件。
在上述任一方案中优选的是，所述限位组件包括固定安装在所述限位长槽后侧的所述安装支架的顶部的固定轨道，在所述固定轨道的两端均安装有一固定限位传感器，在所述固定轨道安装有一带有滑移架的滑动限位传感器，所述滑移架的底部固定安装在对应位置处的所述带座手指支架的座板的顶部。
在上述任一方案中优选的是，在各所述带座手指支架的顶部均固定有有一加强杆。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动组件包括水平配合安装在所述安装支架的后侧的水平推拉缸，所述水平推拉缸的活塞杆的端部与一联接座的一端活动铰接，所述联接座的另一端固定安装在对应位置处的所述安装支架的座板的后侧壁上。
本发明并已进行现场应用，效果较好，主要效果如下：
1）、本设计方案适用传动齿轮件等物料加工的自动搬运，通用性较好，装夹安全可靠。
2）、机构采取互锁连杆联动装夹器的互锁连杆控制，实现夹具的对中移动。
3）、可实现物料的自动抓取，机构具有通用性、便捷性、高效性要求。
4）、配合搬运机器人、桁架等搬运工具实现工件的自动夹紧，作业过程安全可靠。
5）、该机构可作为独立模块，可单独应用或嵌入到生产线中与加工机床协同实现自动生产线，推广性较好。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型的三维结构示意图。
图2为本实用新型去除护罩后的第一视角结构示意图。
图3为本实用新型的图2的主视结构示意图。
图4为本实用新型的图2的侧视结构示意图。
图5为本实用新型去除护罩后的第二视角结构示意图。
图中，1、安装支架；2、安装连接法兰；3、线性导轨副；4、带座手指支架；401、座板；5、滑移块；6、手指夹具；601、立式挡位部；602、水平承托部；7、工件；8、定心连杆；9、中心销；10、固定座；11、推拉连杆；12、护罩；13、限位长槽；14、固定轨道；15、固定限位传感器；16、滑移架；17、滑动限位传感器；18、加强杆；19、水平推拉缸；20、联接座。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。本实用新型具体结构如图1-5中所示。
本实用新型的目的在于针对传动齿轮件的结构特点，通过创新设计了适合其自动抓取实现自动上下料的末端执行单元，应用于搬运机器人系统，同时具有较强的通用性，适合圆柱、圆盘外形的产品系列的通用性装夹，解决了人工用行车上下料现状问题，并可用于FMS成组加工设备协同系统的快速上下料装夹功能的需求。
解决了工程机械产品生产中存在的自动搬运工艺难点，同时，通用性末端装夹执行单元更适应于目前多品种小批产品的生产模式，更好地为其生产工艺方案提供一种简便易操作、作业效率高，通用性强。
另外，本实用新型根据工程机械传动零部件的结构特点，采用通用性较好的对中定心自动装夹机构功能模块，有效融合在搬运设备上，配备气、液动力控制，可实现与成组加工设备协同的总体系统集成实现了零部件的自动制造。该种创新作业方式替代人工作业，解决了传动零部件的高效、自动上下料的关键技术，替代了行车吊装上下料粗放方式，生产效率高，同时大大降低了工人劳动强度。该装夹机构结构新颖，操作方便，通用性好，运行可靠，效果好。
本实用新型的物料高效自动装夹机构安装在自动搬运设备上，通过自动搬运设备把工件自动抓取搬运至成组加工设备工作台上，通过自动搬运设备上的本物料高效自动装夹机构对工件进行自动装夹后，确定工件的位置，通过现有车间内的系统集成进行自动加工控制，这是本案所述一种车架自动上下料装夹机构的运行硬件环境及场景简述。
搬运的过程中通过搬运设备的作业范围及搬运额定载荷来决定搬运工件的重量和搬运范围。
实施例1：
一种物料高效自动装夹机构，所述物料高效自动装夹机构安装在自动搬运设备的工作端并由自动搬运设备控制其移位，所述物料高效自动装夹机构包括安装支架1，在所述安装支架1的顶部中心固定有一用于与自动搬运设备的工作端相连接的安装连接法兰2，在所述安装支架1的前端面的上部和下部分别固定有沿其长度方向平行间隔设置的线性导轨副3，在所述安装支架1的前侧设有一互锁连杆联动装夹器，所述互锁连杆联动装夹器滑动设置在两所述线性导轨副3上并沿其实现相对或相背滑移，所述互锁连杆联动装夹器的后侧的安装支架1上固定有一驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述互锁连杆联动装夹器的运转，在所述安装支架1的顶部一侧安装有一限位组件。
两安装支架1配合互锁连杆联动装夹器在驱动组件的作用下可以实现沿着线性导轨副3相互靠近或者远离，从而实现对工件7的夹持与松开，实现工件7的通用装夹。
另外，夹具手指具有仿形和热处理耐磨处理，可更换，装夹动作采取液压缸或气缸等执行元件提供动力，配备二级保护电磁阀实现作业过程安全可靠及意外防护，限位组件的电气限位传感结构可实现极限位置的动作保护，极限位置也可根据现场实际应用进行调整；并可配备加工切削液的吹干功能，实现现场整洁，整个机构可靠、高效，配合地轨机器人或天吊倒挂桁架实现可实现长距离移动变位，并可作为独立模块应用在产线中。
在上述任一方案中优选的是，所述互锁连杆联动装夹器包括两间隔且对称设置的带座手指支架4，各所述带座手指支架4的后侧分别通过滑移块5滑动卡接在对应的所述线性导轨副3上，在两所述带座手指支架4的相对一侧分别栓接安装有一手指夹具6，两所述手指夹具6配合实现对工件7的夹持夹紧，在两所述带座手指支架4之间设置有一联动连杆组，所述联动连杆组用于连接两所述带座手指支架4并实现同步异向联动。
在上述任一方案中优选的是，所述联动连杆组包括一定心连杆8，所述定心连杆8的中心通过中心销9活动铰接在所述安装支架1的前端中心的固定座10上，在所述定心连杆8的上下两端分别活动铰接有一推拉连杆11，两所述推拉连杆11的外端均通过安装销活动铰接在对应的所述带座手指支架4的座板401上，两所述推拉连杆11的结构相同。
推拉连杆11带动定心连杆8绕中心旋转摆动，在定心连杆8旋转时会带动另一端的推拉连杆11跟随移动，从而带动另一端的安装支架1及其上的手指夹具6的相对同步异向联动，从而调整两个手指夹具6的开合大小，达到适合工件7尺寸进行工件7的自动夹紧，搬运设备即可根据指令进行自动搬运动作实现。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动组件包括水平配合安装在所述安装支架1的后侧的水平推拉缸19，所述水平推拉缸19的活塞杆的端部与一联接座20的一端活动铰接，所述联接座20的另一端固定安装在对应位置处的所述安装支架1的座板401的后侧壁上。
在采用单一的水平推拉缸19安装在安装支架1的后侧，安装时有安装人员根据需要进行安装、调试，安装后在水平推拉缸19伸缩时带动联接座20进而带动与其连接的安装支架1沿着对应的两个线性导轨副3进行滑移，安装的标准是在驱动安装支架1的座板401沿着线性导轨副3移动时不产生运动干涉和死点为准。
实施例2：
一种物料高效自动装夹机构，所述物料高效自动装夹机构安装在自动搬运设备的工作端并由自动搬运设备控制其移位，所述物料高效自动装夹机构包括安装支架1，在所述安装支架1的顶部中心固定有一用于与自动搬运设备的工作端相连接的安装连接法兰2，在所述安装支架1的前端面的上部和下部分别固定有沿其长度方向平行间隔设置的线性导轨副3，在所述安装支架1的前侧设有一互锁连杆联动装夹器，所述互锁连杆联动装夹器滑动设置在两所述线性导轨副3上并沿其实现相对或相背滑移，所述互锁连杆联动装夹器的后侧的安装支架1上固定有一驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述互锁连杆联动装夹器的运转，在所述安装支架1的顶部一侧安装有一限位组件。
两安装支架1配合互锁连杆联动装夹器在驱动组件的作用下可以实现沿着线性导轨副3相互靠近或者远离，从而实现对工件7的夹持与松开，实现工件7的通用装夹。
另外，夹具手指具有仿形和热处理耐磨处理，可更换，装夹动作采取液压缸或气缸等执行元件提供动力，配备二级保护电磁阀实现作业过程安全可靠及意外防护，限位组件的电气限位传感结构可实现极限位置的动作保护，极限位置也可根据现场实际应用进行调整；并可配备加工切削液的吹干功能，实现现场整洁，整个机构可靠、高效，配合地轨机器人或天吊倒挂桁架实现可实现长距离移动变位，并可作为独立模块应用在产线中。
在上述任一方案中优选的是，所述互锁连杆联动装夹器包括两间隔且对称设置的带座手指支架4，各所述带座手指支架4的后侧分别通过滑移块5滑动卡接在对应的所述线性导轨副3上，在两所述带座手指支架4的相对一侧分别栓接安装有一手指夹具6，两所述手指夹具6配合实现对工件7的夹持夹紧，在两所述带座手指支架4之间设置有一联动连杆组，所述联动连杆组用于连接两所述带座手指支架4并实现同步异向联动。
在上述任一方案中优选的是，各所述手指夹具6均由立式挡位部601和水平承托部602一体成型。
手指夹具6采用竖直段和水平段的仿真仿形设计，并具有工件7托底功能，防止工件7搬运变位状态的移动，安全性高。
在上述任一方案中优选的是，所述联动连杆组包括一定心连杆8，所述定心连杆8的中心通过中心销9活动铰接在所述安装支架1的前端中心的固定座10上，在所述定心连杆8的上下两端分别活动铰接有一推拉连杆11，两所述推拉连杆11的外端均通过安装销活动铰接在对应的所述带座手指支架4的座板401上，两所述推拉连杆11的结构相同。
推拉连杆11带动定心连杆8绕中心旋转摆动，在定心连杆8旋转时会带动另一端的推拉连杆11跟随移动，从而带动另一端的安装支架1及其上的手指夹具6的相对同步异向联动，从而调整两个手指夹具6的开合大小，达到适合工件7尺寸进行工件7的自动夹紧，搬运设备即可根据指令进行自动搬运动作实现。
在上述任一方案中优选的是，在所述安装支架1的顶部前侧安装有一护罩12，在所述护罩的顶部开设有一沿其长度方向设置的限位长槽13，在所述限位长槽13的后侧的安装支架1的顶部安装有所述限位组件。
限位组件可以起到限位的作用，从而控制平移移动幅度。
在上述任一方案中优选的是，所述限位组件包括固定安装在所述限位长槽13后侧的所述安装支架1的顶部的固定轨道14，在所述固定轨道14的两端均安装有一固定限位传感器15，在所述固定轨道14安装有一带有滑移架16的滑动限位传感器17，所述滑移架16的底部固定安装在对应位置处的所述带座手指支架4的座板401的顶部。
通过滑移架16上的滑动限位传感器17跟随对应的带座手指支架4的座板401运动时可以由两侧的固定限位传感器15与其配合实现限位控制。
在上述任一方案中优选的是，在各所述带座手指支架4的顶部均固定有有一加强杆18，可以起到增强连接强度的作用。
在上述任一方案中优选的是，所述驱动组件包括水平配合安装在所述安装支架1的后侧的水平推拉缸19，所述水平推拉缸19的活塞杆的端部与一联接座20的一端活动铰接，所述联接座20的另一端固定安装在对应位置处的所述安装支架1的座板401的后侧壁上。
在采用单一的水平推拉缸19安装在安装支架1的后侧，安装时有安装人员根据需要进行安装、调试，安装后在水平推拉缸19伸缩时带动联接座20进而带动与其连接的安装支架1沿着对应的两个线性导轨副3进行滑移，安装的标准是在驱动安装支架1的座板401沿着线性导轨副3移动时不产生运动干涉和死点为准。
具体工作原理：
通过安装连接法兰2先行将整个机构固定在搬运设备的工作端上（如搬运机器人的末端），搬运设备控制本机构首先移动到需抓取的工件7预设的料盘处，通过现有的气动或液压动力执行单元件的水平推拉缸19以及联接座20与一侧的手指支架件相连。
在所述水平推拉缸19的伸缩作用下会带动对应的安装支架1及其上的手指夹具6在两线性导轨副3上进行移动，当上述的一个安装支架1移动时就会通过联动连杆组调动与其相对的另一个安装支架1实现联动移动，在水平推拉缸19的伸缩作用下会使得与其相连的安装支架1处的推拉连杆11带动定心连杆8绕中心旋转摆动，在定心连杆8旋转时会带动另一端的推拉连杆11跟随移动，从而带动另一端的安装支架1及其上的手指夹具6的相对同步异向联动，从而调整两个手指夹具6的开合大小，达到适合工件7尺寸进行工件7的自动夹紧，搬运设备即可根据指令进行自动搬运动作实现。
本方案解决了工程机械产品生产中存在的自动搬运工艺难点，同时通用性末端装夹执行单元更适应于目前多品种小批产品的生产模式，更好地为其生产工艺方案提供一种简便易操作、作业效率高，适应通用性强要求同时具有自动化焊接控制的技术系统方案。
针对本发明的传动方式除采取上述方式外，也可采取液压马达丝杆或者采取电机、直线导轨或蜗杆丝杆传动模式；自动装夹系统除液压夹紧外还可以采取气动、机械式可以采取蜗杆丝杠或电动形式完成。应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
相关术语解释
定心对中夹紧机构——该机构装置移动围绕一个中心进行相向等距移动，配备上夹紧即可实现对中夹紧，以达到校正工件7中心位置的目的。
目前此技术成果的结构已经应用在公司齿轮自动搬运工业机器人设备上。
以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种物料高效自动装夹机构，所述物料高效自动装夹机构安装在自动搬运设备的工作端并由自动搬运设备控制其移位，其特征在于：所述物料高效自动装夹机构包括安装支架，在所述安装支架的顶部中心固定有一用于与自动搬运设备的工作端相连接的安装连接法兰，在所述安装支架的前端面的上部和下部分别固定有沿其长度方向平行间隔设置的线性导轨副，在所述安装支架的前侧设有一互锁连杆联动装夹器，所述互锁连杆联动装夹器滑动设置在两所述线性导轨副上并沿其实现相对或相背滑移，所述互锁连杆联动装夹器的后侧的安装支架上固定有一驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述互锁连杆联动装夹器的运转。
2.根据权利要求1所述的一种物料高效自动装夹机构，其特征在于：所述互锁连杆联动装夹器包括两间隔且对称设置的带座手指支架，各所述带座手指支架的后侧分别通过滑移块滑动卡接在对应的所述线性导轨副上，在两所述带座手指支架的相对一侧分别栓接安装有一手指夹具，两所述手指夹具配合实现对工件的夹持夹紧，在两所述带座手指支架之间设置有一联动连杆组，所述联动连杆组用于连接两所述带座手指支架并实现同步异向联动。
3.根据权利要求2所述的一种物料高效自动装夹机构，其特征在于：所述联动连杆组包括一定心连杆，所述定心连杆的中心通过中心销活动铰接在所述安装支架的前端中心的固定座上，在所述定心连杆的上下两端分别活动铰接有一推拉连杆，两所述推拉连杆的外端均通过安装销活动铰接在对应的所述带座手指支架的座板上，两所述推拉连杆的结构相同。
4.根据权利要求3所述的一种物料高效自动装夹机构，其特征在于：在所述安装支架的顶部前侧安装有一护罩，在所述护罩的顶部开设有一沿其长度方向设置的限位长槽，在所述限位长槽的后侧的安装支架的顶部安装有一限位组件。
5.根据权利要求4所述的一种物料高效自动装夹机构，其特征在于：所述限位组件包括固定安装在所述限位长槽后侧的所述安装支架的顶部的固定轨道，在所述固定轨道的两端均安装有一固定限位传感器，在所述固定轨道安装有一带有滑移架的滑动限位传感器，所述滑移架的底部固定安装在对应位置处的所述带座手指支架的座板的顶部。
6.根据权利要求5所述的一种物料高效自动装夹机构，其特征在于：所述驱动组件包括水平配合安装在所述安装支架的后侧的水平推拉缸，所述水平推拉缸的活塞杆的端部与一联接座的一端活动铰接，所述联接座的另一端固定安装在对应位置处的所述安装支架的座板的后侧壁上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| CN202220650974.4U CN217703411U (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种物料高效自动装夹机构 |
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| CN202220650974.4U Active CN217703411U (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种物料高效自动装夹机构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116833357A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-03 | 徐州众工精密模锻有限公司 | 一种锻件加工用取件装置及其使用方法 |
-
2022
- 2022-03-24 CN CN202220650974.4U patent/CN217703411U/zh active Active
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116833357A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-03 | 徐州众工精密模锻有限公司 | 一种锻件加工用取件装置及其使用方法 |
| CN116833357B (zh) * | 2023-09-04 | 2023-11-03 | 徐州众工精密模锻有限公司 | 一种锻件加工用取件装置及其使用方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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