CN219967671U - 自动对中夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动对中夹紧装置，适用工件范围广，对中动作可靠，操作简单有序，效率高，安全，无需长时间占用吊装设备和特殊吊具。回转运动单元安装固定在支座上；回转运动单元与左右旋丝杠连接；左旋螺母和右旋螺母安装在左右旋丝杠上；导轨一安装固定在支座上，滑块一安装在导轨一上；移动推座安装在滑块一上；移动推座与左旋螺母和右旋螺母相连接；导轨二安装固定在支座上，滑块二安装在导轨二上；工件支承台安装固定在滑块二上；中隔板安装固定在工件支承台上；弹簧心轴支座安装在支座上；弹簧心轴的一端安装在弹簧心轴支座上，另一端安装在中隔板上；弹簧套装在弹簧心轴上，弹簧的一端压靠在弹簧心轴支座上，另一端压靠在中隔板上。

Description

自动对中夹紧装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动对中夹紧装置，应用于对待加工、待装配的工件进行准确对中找正定位的场合，以及夹紧找正后的工件。

背景技术

对于各类加工设备、自动化生产设备、生产线，其工艺流程的起始端为工件上件，工件在上件后，不可避免地存在位置偏差，要实现工件后续的工艺过程，就必须使工件准确定位，对工件进行对中找正，是最常用的手段。通常使用的对中手段，是在工件上施加机械力、使工件在支承面上产生移动，通过视觉系统比对或刚性挡块等机械定位装置，使工件达到准确位置。这种对中方式，对于一些工件是非常不适合的：

1.工件支承面很小的重型工件，对于这类工件，如采用上述对中方式，很容易使工件发生倾覆，造成工件损坏、砸伤设备、伤及人员的安全事故，这显然是不允许的。

2. 工件支承面加工精度高或工件支承面已经进行过特殊表面处理的工件，如采用上述对中方式，很容易使工件支承面发生损伤，这也是不允许的。

3.异形工件，上述对中方式无法实施，或者要使用很复杂的工装、机构。

4.刚性较差的工件，在工件上施加较大外力，会造成工件变形。

目前，对于上述几类工件，通常是人工使用吊装设备吊住工件，通过辅助装置实现工件的对中找正。此种方式缺点很明显：1)操作人员多，生产效率低；2)长时间占用车间公用吊装设备；3）采用吊装设备吊住工件，工件处于悬浮状态，不可控因素多，安全隐患多；4）操作区占地面积大，操作现场混乱；5）对于某些工件，需要特殊吊具。

V型块类工装也是常用的工件对中方式，但对于单件小批，或多系列、多规格产品同时在线的生产方式，需要频繁更换不同的V型块类工装，造成工艺辅助时间增加，不仅生产效率低，当生产线处于多系列、多规格产品混线的情形，还会影响整条生产线的节拍。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的自动对中夹紧装置，适用工件范围广，对中动作可靠，自动化程度较高，操作简单有序，效率高，操作安全，无需长时间占用吊装设备和特殊吊具。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种自动对中夹紧装置，包括支座，其特征在于：还包括回转运动单元、左旋螺母、右旋螺母、左右旋丝杠、移动推座、弹簧心轴支座、弹簧心轴组件、中隔板、工件支承台、滚动直线导轨机构一和滚动直线导轨机构二；回转运动单元安装固定在支座上；左右旋丝杠转动安装在支座上，回转运动单元与左右旋丝杠连接；左旋螺母旋合安装在左右旋丝杠的左旋段上，右旋螺母旋合安装在左右旋丝杠的右旋段上；滚动直线导轨机构一包括导轨一和滑块一，导轨一安装固定在支座上，滑块一移动安装在导轨一上；移动推座滑动安装在滑块一上；移动推座为两件，分别与左旋螺母和右旋螺母相连接；滚动直线导轨机构二包括导轨二和滑块二，导轨二安装固定在支座上，滑块二移动安装在导轨二上；工件支承台安装固定在滑块二上，两件移动推座对称布置在工件支承台的左右两侧；中隔板安装固定在工件支承台上；弹簧心轴支座安装在支座上；弹簧心轴组件包括弹簧心轴和弹簧，弹簧心轴的一端安装在弹簧心轴支座上，另一端安装在中隔板上；弹簧套装在弹簧心轴上，弹簧的一端压靠在弹簧心轴支座上，另一端压靠在中隔板上；弹簧心轴组件为两个，对称布置在中隔板的两侧。

本实用新型还包括齿轮一和齿轮二，齿轮一安装在回转运动单元上，齿轮二安装在左右旋丝杠上，齿轮二与齿轮一相啮合。

本实用新型还包括丝杠支座，丝杠支座安装固定在在支座上，左右旋丝杠转动安装在丝杠支座上。

本实用新型还包括导轨支座一，导轨支座一安装固定在支座上，所述的导轨一安装固定在导轨支座一上。

本实用新型还包括导轨支座二，导轨支座二安装固定在支座上，所述的导轨二安装固定在导轨支座二上。

本实用新型还包括垫板，垫板安装固定在工件支承台的顶面上。

本实用新型所述的左右旋丝杠的轴线所在的铅垂平面与弹簧心轴的轴线所在的铅垂平面为同一平面。

本实用新型所述的左右旋丝杠的轴线与弹簧心轴的轴线相互平行。

本实用新型所述的移动推座上安装有工装。

本实用新型所述的中隔板的中线与工件支承台的中线重合。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：采用新的对中方式，通过工件支承台而不是工件的移动来实现工件的对中，有效避免了工件对中过程中发生倾覆的安全隐患，有效保护了工件的支承面，同时由于加载在工件上的对中机械力较小，避免了对中机械力造成工件的变形，而且工件支承台在对称布置的弹簧作用下实现自复位，简化了机构，整体结构设计合理，对中动作可靠，自动化程度高，操作安全，操作简单有序，效率高，无需长时间占用吊装设备和特殊吊具，适用于绝大多数常见工件，尤其适用于工件支承面很小的重型工件、工件支承面加工精度高或工件支承面已经进行过特殊表面处理的工件、异形工件、刚性较差的工件，且因整体结构简单具有一定的经济性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型专利实施例图1中A-A的剖视结构示意图。

图3是本实用新型专利实施例在移动推座上加装工装的结构示意图。

图4是本实用新型专利实施例的弹簧变形与受力图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

本实用新型实施例包括支座1、回转运动单元2、齿轮一3、齿轮二4、丝杠支座6、左旋螺母7、左右旋丝杠8、移动推座9、弹簧心轴支座11、弹簧心轴组件、中隔板14、工件支承台15、垫板16、右旋螺母17、导轨支座一18、滚动直线导轨机构一19、导轨支座二20和滚动直线导轨机构二21。

回转运动单元2安装固定在支座1上，齿轮一3安装在回转运动单元2上。回转运动单元2可采用电机减速器。

丝杠支座6为两件，安装固定在在支座1上，分别位于支座1长度方向上的两端，左右旋丝杠8转动安装在丝杠支座6上，如此左右旋丝杠8就转动安装在支座1上。左右旋丝杠8的一侧（左侧）为左旋螺纹，另一侧（右侧）为右旋螺纹。左旋螺母7旋合安装在左右旋丝杠8的左旋段上，右旋螺母17旋合安装在左右旋丝杠8的右旋段上。

齿轮二4安装在左右旋丝杠8的端头，与齿轮一3相啮合，如此回转运动单元2就与左右旋丝杠8连接，回转运动单元2通过齿轮一3和齿轮二4驱动左右旋丝杠8转动。

导轨支座一18为四件，安装固定在支座1上；滚动直线导轨机构一19为四件，分成两组相对设置；滚动直线导轨机构一19包括导轨一191和滑块一192，导轨一191安装固定在导轨支座一18上，如此导轨一191就安装固定在支座1上；配套的滑块一192移动安装在导轨一191上。

移动推座9滑动安装在滑块一192上；移动推座9为两件，分别与左旋螺母7和右旋螺母17相连接，左右旋丝杠8正、反向转动分别驱动两件移动推座9做开、合运动。

导轨支座二20为两件，安装固定在在支座1上；滚动直线导轨机构二21为两件，滚动直线导轨机构二21包括导轨二211和滑块二212，导轨二211安装固定在导轨支座二20上，如此导轨二211就安装固定在支座1上；配套的滑块二212移动安装在导轨二211上。

工件支承台15安装固定在滑块二212上，用于支承工件5。中隔板14安装固定在工件支承台15的底面上，中隔板14的中线与工件支承台15的中线重合。两件移动推座9对称布置在工件支承台15的左右两侧，两个移动推座9与工件5接触的面相互平行。

垫板16安装固定在工件支承台15的顶面上。垫板16用于在其上搁置工件5，根据工件选定垫板16的材质，使之与工件支承面间的滑动摩擦系数大于0.2。本实施例工件5为钢，选定垫板16的材质为聚酰胺（尼龙66），其与钢之间的静滑动摩擦系数为0.37。

弹簧心轴支座11为两件，安装在支座1上。弹簧心轴组件包括弹簧心轴12和弹簧13，

弹簧心轴12的一端安装在弹簧心轴支座11上，另一端安装在中隔板14上；弹簧13套装在弹簧心轴12上，弹簧13的一端压靠在弹簧心轴支座11的端面上，另一端压靠在中隔板14的端面上，弹簧13的自由高度为H₀，弹簧13安装到位后的高度为H₁，弹簧最大压缩状态所对应的弹簧高度为H_n，弹簧总工作行程为H，H=H₁-H_n。弹簧13为两端磨平的圆柱螺旋压缩弹簧，两端的磨平面相互平行。弹簧心轴组件为两个，对称布置在中隔板14的两侧。弹簧13安装到位后，弹簧13受到一定的预压缩，并留有一定的弹簧行程，预压缩量和弹簧行程根据工件、工况的要求确定。

左右旋丝杠8的轴线所在的铅垂平面与弹簧心轴12的轴线所在的铅垂平面为同一平面，且左右旋丝杠8的轴线与弹簧心轴12的轴线相互平行。

移动推座9上可安装工装10，用于非对称工件5或与移动推座9的接触面非平面的工件5。

本实用新型实施例设置有电控系统，控制回转运动单元2的运动，有两种采用现有技术即可实现的控制模式：一种是行程控制，根据工件5参数，确定移动推座9的行程，根据该行程设定回转运动单元2的回转数值；另一种是压力传感器反馈值控制，在移动推座9上安装压力传感器，由压力传感器信号控制回转运动单元2。

本实用新型具体工作方式如下：

弹簧参数的选定：定义工件支承台15、垫板16、滑块二212三者所受的重力的合力为W，通常滚动直线导轨机构做直线运动的摩擦系数为0.005，弹簧13安装到位后（此时工件支承台15处于复位状态）的高度为H₁，对应的弹簧载荷（弹簧恢复力）为P，使P＞0.005W，就可以使工件支承台15复位到允许的复位误差范围内。

弹簧总工作行程为H=H₁-H_n，使H大于工件5的最大上件误差K_max，就可以满足所有工件5的对中运行。

对中过程：本实施例处于复位状态时，两个移动推座9处于最大开度位置（两者间的距离最远），两个弹簧13高度相等，工件支承台15处于中位，两个移动推座9到工件支承台15的中线的距离相等；工件5上件，位置误差为K，启动对中，回转运动单元2正向启动，左右旋丝杠8正转，两个移动推座9相向运动，其中的一件先与工件5接触，工件5支承面与垫板16之间的静滑动摩擦系数为0.37，而滚动直线导轨机构二21做直线运动的摩擦系数为0.005，前者远大于后者，所以，移动推座9作用于工件5上的力，在使工件5产生与垫板16的相对运动前，使工件5连同垫板16、工件支承台15、滑块二212在导轨二211上运动，直到：a.运行在行程控制状态，当回转运动单元2的回转数值达到设定值，停止，完成工件5的对中。b. 运行在压力传感器反馈值控制状态，当安装在两个移动推座9上的压力传感器的数值接近时（表明两个移动推座9均与工件5接触），停止，完成工件5的对中。

对中之后，如需要夹紧工件5，启动回转运动单元2正向微动，实现夹紧。

工件5完成本工位的工艺内容，需移走工件5时：启动复位，回转运动单元2反向启动，左右旋丝杠8反转，两个移动推座9相背运动，达到最大开度位置，停止，完成复位。

由上述对中过程可见，本实施例实现工件5的对中，不是通过工件5的移动、而是通过工件支承台15的运动实现的，且作用在工件5上的使工件支承台15运动的力，远小于使工件5产生运动的力，因而，不会使工件5支承面很小的重型工件5发生倾覆；也不容易使刚性较差的工件5发生变形。因工件5与支承件之间没有相对运动，故不会使加工精度高或已经进行过特殊表面处理的工件5的支承面发生损伤。由于采用了可移动的工件支承台15，配合工装，可以使一些异形工件5得以实现对中找正。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动对中夹紧装置，包括支座，其特征在于：还包括回转运动单元、左旋螺母、右旋螺母、左右旋丝杠、移动推座、弹簧心轴支座、弹簧心轴组件、中隔板、工件支承台、滚动直线导轨机构一和滚动直线导轨机构二；回转运动单元安装固定在支座上；左右旋丝杠转动安装在支座上，回转运动单元与左右旋丝杠连接；左旋螺母旋合安装在左右旋丝杠的左旋段上，右旋螺母旋合安装在左右旋丝杠的右旋段上；滚动直线导轨机构一包括导轨一和滑块一，导轨一安装固定在支座上，滑块一移动安装在导轨一上；移动推座滑动安装在滑块一上；移动推座为两件，分别与左旋螺母和右旋螺母相连接；滚动直线导轨机构二包括导轨二和滑块二，导轨二安装固定在支座上，滑块二移动安装在导轨二上；工件支承台安装固定在滑块二上，两件移动推座对称布置在工件支承台的左右两侧；中隔板安装固定在工件支承台上；弹簧心轴支座安装在支座上；弹簧心轴组件包括弹簧心轴和弹簧，弹簧心轴的一端安装在弹簧心轴支座上，另一端安装在中隔板上；弹簧套装在弹簧心轴上，弹簧的一端压靠在弹簧心轴支座上，另一端压靠在中隔板上；弹簧心轴组件为两个，对称布置在中隔板的两侧。

2.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：还包括齿轮一和齿轮二，齿轮一安装在回转运动单元上，齿轮二安装在左右旋丝杠上，齿轮二与齿轮一相啮合。

3.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：还包括丝杠支座，丝杠支座安装固定在在支座上，左右旋丝杠转动安装在丝杠支座上。

4.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：还包括导轨支座一，导轨支座一安装固定在支座上，所述的导轨一安装固定在导轨支座一上。

5.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：还包括导轨支座二，导轨支座二安装固定在支座上，所述的导轨二安装固定在导轨支座二上。

6.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：还包括垫板，垫板安装固定在工件支承台的顶面上。

7.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：所述的左右旋丝杠的轴线所在的铅垂平面与弹簧心轴的轴线所在的铅垂平面为同一平面。

8.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：所述的左右旋丝杠的轴线与弹簧心轴的轴线相互平行。

9.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：所述的移动推座上安装有工装。

10.根据权利要求1所述的自动对中夹紧装置，其特征在于：所述的中隔板的中线与工件支承台的中线重合。