CN219747990U - 一种机械装配用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械装配设备技术领域，公开了一种机械装配用夹具，包括固定支撑架，固定支撑架上设置有滑轨机构、转动机构、夹取机构和限位机构；滑轨机构包括X轴滑轨、Y轴滑轨和Z轴滑轨；Z轴滑轨侧边设置有转动机构，转动机构下方设置有安装块，转动机构用于控制安装块在Y轴和Z轴方向的转动；安装块下方设置有夹取机构，用于夹取工件；夹取机构内部设有限位机构，用于对夹取机构进行限位。本装置适用于不同形状、不同尺寸的工件夹持和移动，应用范围广；通过夹取机构的真空吸盘对工件进行吸附完成固定，取代以往的夹持装置，避免对工件造成损伤；同时能够带动工件实现三轴移动和两轴转动，扩大了工件的位姿调整范围，满足多种装配需要。

Description

一种机械装配用夹具

技术领域

本实用新型属于机械装配设备技术领域，特别是涉及一种机械装配用夹具。

背景技术

机械设备制造过程中，通常需要夹具对工件进行夹持和移动，保证待装配工件的位置精确性和稳定性。但现有的夹具通常针对某一尺寸或形状的工件单独设计，适用范围窄，如中国专利号为：CN216177534U的—种多面焊接摩擦焊夹具，包括固定底座，固定底座的顶部安装有四个侧面，包括两个固定面及两个推动面，推动面内设螺纹孔可使螺杆推顶顶板，顶面有活动压板螺纹连接侧面；通过设计的侧面(固定面和推动面)、顶面，将待加工工件放入装置调节侧面螺丝推动摩擦工件自动贴合接触面，装夹简单。该装置锁紧顶面压板限制摩擦工件自由度，避免在焊接的过程中会产生偏移造成焊接报废。另外通过添加焊接匙孔引出块来避免后续消除焊接匙孔要通过填补料、修整平面、打磨等多余的工步。但是在装配多种工件的工况下需要使用多种不同型号的夹具，设备成本高、所占空间大，且操作复杂，影响装配效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于在解决现有夹具适用范围窄、设备成本高、所占空间大，且操作复杂，影响装配效率的问题，对现有夹具进行改进，以满足不同加工环境下的装配需要，提高工作效率，降低劳动强度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机械装配用夹具，包括固定支撑架，固定支撑架上设置有滑轨机构、转动机构、夹取机构和限位机构；滑轨机构包括X轴滑轨、Y轴滑轨和Z轴滑轨，分别沿X轴、Y轴及Z轴方向设置；Z轴滑轨侧边设置有转动机构，转动机构下方设置有安装块，转动机构用于控制安装块在Y轴和Z轴方向的转动；安装块下方设置有夹取机构，用于夹取工件；夹取机构内部设置有限位机构，用于对夹取机构进行限位。

进一步地，X轴、Y轴方向平行于水平面，且两者相互垂直；Z轴方向垂直于水平面。

进一步地，Z轴滑轨上设置沿其移动的滑移座；X轴滑轨、Y轴滑轨及Z轴滑轨上分别设置限位传感器；Y轴滑轨、Z轴滑轨及滑移座上分别设置滑移片。

进一步地，转动机构包括第一转动电机、第一转动座、第二转动座、第二转动电机和铰接块；第一转动电机沿Z轴方向固定连接有第一转动座和第二转动座，第二转动座上沿Y轴方向安装有第二转动电机，第二转动电机输出轴与铰接块固定连接，铰接块与第二转动座铰接，安装座固定连接在铰接块末端。

进一步地，夹取机构包括限位套筒和移动轴；限位套筒固定连接在安装座下方，移动轴沿Z轴方向滑动设置在限位套筒内。

进一步地，移动轴包括复位弹簧、滑移部、球头关节和真空吸盘；复位弹簧和滑移部设置于限位套筒内部，复位弹簧一端连接于安装座，另一端连接于滑移部顶部；滑移部下方连接有球头关节，球头关节下方设置有真空吸盘。

进一步地，滑移部下方设置有第三转动电机，第三转动电机下方固定连接有转动部，转动部底端连接于球头关节顶端。

进一步地，限位机构包括封闭固定挡板、限位卡台、限位环、封闭滑移挡板和限位卡块；封闭固定挡板设置于限位套筒内侧壁，滑移部贯穿封闭固定挡板，滑移部顶部设置有限位环；滑移部圆周面上固定设置封闭滑移挡板，且封闭滑移挡板设置在封闭固定挡板下方；限位卡台设置于封闭滑移挡板下方的限位套筒内侧壁，且两组限位卡台关于限位套筒中心轴线对称设置；转动部设置于限位卡台内侧，转动部上部铰接限位卡块；限位卡台剖视图形状为锯齿形，且每个锯齿的三角形上顶面为向下倾斜的平面，限位卡块的剖视图形状为三角形或四边形；限位卡块外径展开尺寸大于限位卡台内径展开尺寸，限位卡块卡在限位卡台的锯齿之间。

进一步地，限位环外径大于滑移部外径；滑移部外径与封闭固定挡板内径相同，封闭滑移挡板外径与限位套筒内径相同，从而封闭固定挡板、封闭滑移挡板、滑移部及限位套筒之间形成封闭的气室；安装座设置有通气口，通气口通过气腔连接于气室。

进一步地，每组限位卡台的圆心角为30°～60°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1)本方案适用于不同形状、不同尺寸的工件夹持和移动，应用范围广；2)通过真空吸盘对工件进行吸附完成固定，取代以往的夹持装置，避免对工件造成损伤；3)该装置能够带动工件实现三轴移动和两轴转动，扩大了工件的位姿调整范围，满足多种装配需要本。

为更清楚说明本实用新型的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1：本实用新型整体结构示意图；

图2：本实用新型另一视角整体结构示意图；

图3：本实用新型限位套筒及移动轴结构剖视图；

图4：本实用新型限位套筒及移动轴另一视角结构剖视图；

图中附图标记为：固定支撑架11；X轴滑轨12；Y轴滑轨13；Z轴滑轨14；滑移片15；限位传感器16；滑移座17；第一转动电机21、第一转动座22；第二转动座23；第二转动电机24；铰接块25；安装座31；通气口32；气腔33；限位套筒41；封闭固定挡板42；气室43；限位卡台44；移动轴5；复位弹簧51；限位环52；滑移部53；封闭滑移挡板54；第三转动电机55；转动部56；限位卡块57；球头关节58；真空吸盘59。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1～图4所示，一种机械装配用夹具，包括依次连接的固定支撑架11、X轴滑轨12、Y轴滑轨13、Z轴滑轨14及安装座31；X轴滑轨12、Y轴滑轨13及Z轴滑轨14分别沿X轴、Y轴及Z轴方向布置，Z轴滑轨14上设置沿其移动的滑移座17，X轴滑轨12、Y轴滑轨13及Z轴滑轨14上分别设置限位传感器16，Y轴滑轨13、Z轴滑轨14及滑移座17上分别设置滑移片15，通过滑移片15与限位传感器16之间的配合，检测并限定Y轴滑轨13、Z轴滑轨14及滑移座17的极限位置，防止发生干涉或偏心晃动。

滑移座17上设置第一转动电机21、第一转动座22及第二转动座23，通过第一转动电机21控制第一转动座22及第二转动座23绕Z轴转动。第二转动座23上安装第二转动电机24，第二转动座23与铰接块25铰接，第二转动电机24驱动铰接块25绕Y轴转动，安装座31固定连接在铰接块25末端，从而实现安装座31的三轴移动和两轴转动(转动座和铰接块)。

安装座31上设置若干夹具，夹具包括限位套筒41及移动轴5，限位套筒41固定连接在安装座31上，移动轴5沿Z轴方向可滑移地设置在限位套筒41内。限位套筒41内固定设置封闭固定挡板42及限位卡台44，限位卡台44的数量为2组，且关于限位套筒41中心轴线对称设置，每组限位卡台44的圆心角为30°-60°。每组限位卡台44的数量为多个且沿Z轴方向排布，每个限位卡台44的剖视图形状为三角形，且三角形上顶面为向下倾斜的平面。移动轴5包括由上至下依次连接的滑移部53、第三转动电机55、转动部56、球头关节58及真空吸盘59，滑移部53顶部与安装座31之间通过复位弹簧51连接，滑移部53贯穿封闭固定挡板42，且滑移部53外径与封闭固定挡板42内径相同，滑移部53圆周面上固定设置封闭滑移挡板54，随滑移部53一起移动；封闭滑移挡板54设置在封闭固定挡板42下方，且封闭滑移挡板54外径与限位套筒41内径相同，从而使封闭固定挡板42、封闭滑移挡板54、滑移部53及限位套筒41之间形成封闭的气室43，通过安装座31上设置的通气口32和气腔33向气室43内通入气体，控制气室43内的压力，从而推动封闭滑移挡板54带动移动轴5向下移动。滑移部53顶部固定设置限位环52，限位环52外径大于滑移部53外径，从而对移动轴5的轴向移动距离起到限位作用。转动部56上部铰接限位卡块57，限位卡块57的剖视图形状可以为三角形或四边形，移动轴5向下移动时，限位卡块57外侧面受到限位卡台44上顶面限制而向内收回，经过上顶面下沿后向外展开，当移动轴5向上移动时，限位卡块57上沿与限位卡台44下底面抵接，限制移动轴5与限位套筒41的相对位置。限位卡块57的数量为2个，且关于移动轴5的轴线对称设置，每个限位卡块57的宽度略大于或等于限位卡台44的宽度。第三转动电机55控制转动部56绕Z轴转动。

对待装配的工件进行夹持时，通过控制X轴滑轨12、Y轴滑轨13、Z轴滑轨14、第一转动电机21及第二转动电机22，调整安装座31的位置及角度，使其移动至工件位置和方向处，之后通过气动元件向安装座31的通气口32内通气，同步控制各移动轴5向元件方向移动，直至真空吸盘59抵接在元件表面，同时通过球头关节58灵活调整真空吸盘59的方向，使真空吸盘59与对应位置的元件表面完全贴合，提高吸附稳定性。通过设置多个夹具对元件的不同位置进行吸附，满足不同形状的工件的吸附夹持要求。吸附到位后，通过限位卡块57与限位卡台44的配合，固定移动轴5相对安装座31的位置，以防止移动轴5发生位置移动、造成吸附不稳定。

吸附稳定后，通过控制X轴滑轨12、Y轴滑轨13、Z轴滑轨14、第一转动电机21及第二转动电机22，通过调整安装座31的位置和角度，将工件移动至适合装配的位置，完成装配后将夹具与工件分离，真空吸盘59内部充气使其与工件脱离，之后由第三转动电机55带动转动部56及限位卡块57绕限位套筒41轴线转动90°，使限位卡块57与限位卡台44位置交错，之后移动轴5在复位弹簧51的作用下向上移动完成复位。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种机械装配用夹具，其特征在于，包括固定支撑架(11)，所述固定支撑架(11)上设置有滑轨机构、转动机构、夹取机构和限位机构；所述滑轨机构包括X轴滑轨(12)、Y轴滑轨(13)和Z轴滑轨(14)，分别沿X轴、Y轴及Z轴方向设置；所述Z轴滑轨(14)侧边设置有转动机构，所述转动机构下方设置有安装座(31)，转动机构用于控制安装座(31)在Y轴和Z轴方向的转动；所述安装座(31)下方设置有夹取机构，用于夹取工件；所述夹取机构内部设置有限位机构，用于对夹取机构进行限位。

2.根据权利要求1所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，所述X轴、Y轴方向平行于水平面，且两者相互垂直；所述Z轴方向垂直于水平面。

3.根据权利要求1所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，所述Z轴滑轨(14)上设置沿其移动的滑移座(17)；X轴滑轨(12)、Y轴滑轨(13)及Z轴滑轨(14)上分别设置限位传感器(16)；Y轴滑轨(13)、Z轴滑轨(14)及滑移座(17)上分别设置滑移片(15)。

4.根据权利要求1所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，所述转动机构包括第一转动电机(21)、第一转动座(22)、第二转动座(23)、第二转动电机(24)和铰接块(25)；所述第一转动电机(21)沿Z轴方向固定连接有第一转动座(22)和第二转动座(23)，所述第二转动座(23)上沿Y轴方向安装有第二转动电机(24)，第二转动电机(24)输出轴与铰接块(25)固定连接，铰接块(25)与第二转动座(23)铰接，安装座(31)固定连接在铰接块(25)末端。

5.根据权利要求1所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，所述夹取机构包括限位套筒(41)和移动轴(5)；所述限位套筒(41)固定连接在安装座(31)下方，移动轴(5)沿Z轴方向滑动设置在限位套筒(41)内。

6.根据权利要求5所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，所述移动轴(5)包括复位弹簧(51)、滑移部(53)、球头关节(58)和真空吸盘(59)；所述复位弹簧(51)和滑移部(53)设置于限位套筒(41)内部，所述复位弹簧(51)一端连接于安装座(31)，另一端连接于滑移部(53)顶部；所述滑移部(53)下方连接有球头关节(58)，所述球头关节(58)下方设置有真空吸盘(59)。

7.根据权利要求6所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，所述滑移部(53)下方设置有第三转动电机(55)，所述第三转动电机(55)下方固定连接有转动部(56)，所述转动部(56)底端连接于球头关节(58)顶端。

8.根据权利要求7所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，限位机构包括封闭固定挡板(42)、限位卡台(44)、限位环(52)、封闭滑移挡板(54)和限位卡块(57)；所述封闭固定挡板(42)设置于限位套筒(41)内侧壁，滑移部(53)贯穿封闭固定挡板(42)，所述滑移部(53)顶部设置有限位环(52)；所述滑移部(53)圆周面上固定设置封闭滑移挡板(54)，且所述封闭滑移挡板(54)设置在封闭固定挡板(42)下方；所述限位卡台(44)设置于封闭滑移挡板(54)下方的限位套筒(41)内侧壁，且两组限位卡台(44)关于限位套筒(41)中心轴线对称设置；转动部(56)设置于限位卡台(44)内侧，转动部(56)上部铰接限位卡块(57)；所述限位卡台(44)剖视图形状为锯齿形，且每个锯齿的三角形上顶面为向下倾斜的平面，所述限位卡块(57)的剖视图形状为三角形或四边形；所述限位卡块(57)外径展开尺寸大于限位卡台(44)内径展开尺寸，限位卡块(57)卡在限位卡台(44)的锯齿之间。

9.根据权利要求8所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，所述限位环(52)外径大于滑移部(53)外径；所述滑移部(53)外径与封闭固定挡板(42)内径相同，封闭滑移挡板(54)外径与限位套筒(41)内径相同，从而封闭固定挡板(42)、封闭滑移挡板(54)、滑移部(53)及限位套筒(41)之间形成封闭的气室(43)；安装座(31)设置有通气口(32)，所述通气口(32)通过气腔(33)连接于气室(43)。

10.根据权利要求8所述的一种机械装配用夹具，其特征在于，每组限位卡台(44)的圆心角为30°～60°。