TW201336618A

TW201336618A - 電動夾鉗裝置

Info

Publication number: TW201336618A
Application number: TW101138195A
Authority: TW
Inventors: Chiaki Fukui; Noriyuki Miyazaki
Original assignee: Smc Kk
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-09-16
Also published as: DE112012005753T5; KR20140102321A; BR112014018486A2; BR112014018486B1; JP5887680B2; RU2600782C2; RU2014130891A; BR112014018486A8; CN104066552A; CN104066552B; US10195720B2; TWI503199B; JP2013154421A; WO2013111401A1; US20140367906A1; DE112012005753B4

Abstract

一種電動夾鉗裝置(10)，其係包含：主體(12)、可藉由電信號被驅動旋轉的旋轉驅動單元(14)、以及經配置成相對於該主體(12)可旋轉的夾鉗臂(20)。藉由驅動該旋轉驅動單元(14)，通過驅動力傳動機構(18)傳送驅動力至該夾鉗臂(20)，藉此經由連桿臂(50)使該夾鉗臂(20)相對於該主體(12)旋轉預定角度，以及夾持工件於該夾鉗臂(20)與該主體(12)的支撐構件(22)之間。此外，藉由副滾輪(52)抵頂移位體(28)的傾斜部(46)，可規制該夾鉗臂(20)的旋轉操作。

Description

電動夾鉗裝置

本發明係有關於一種能夠夾持在自動組裝線等之上之工件的電動夾鉗裝置。

在此之前，在汽車的自動組裝線中，已完成組裝製程，其中是在以下狀態下用夾鉗裝置進行夾持：以覆蓋方式安置數個預成形車身板件，以及將該等車身板件焊在一起。

本案申請人已提議一種如日本早期公開專利公告第2001-105332號所述的電動夾鉗裝置。該電動夾鉗裝置設有主體、配置於主體內部的旋轉驅動單元、以及相對於該主體向外突出的夾鉗臂。例如，藉由傳送旋轉驅動單元的旋轉驅動力至滾珠螺桿機構，夾鉗臂通過肘節連桿機構(toggle link mechanism)操作以便旋轉預定角度用以夾持工件或其類似物。

本發明的一般目的是要提供一種電動夾鉗裝置，能總是得到穩定的夾鉗力而夾鉗臂不需要做調整操作，以及致能穩定地夾鉗有不同厚度的各種工件。

本發明為一種電動夾鉗裝置，其係包含：主體；驅動單元，其係可藉由電信號被驅動旋轉以及產生驅動力；驅動力傳動機構，其係具有移位體(displacement body)，該移位體係藉由在該驅動單元的旋轉作用下而沿著軸向之移位以將旋轉運動轉換成線性運動；夾鉗臂，其係經配置成相對於該主體可旋轉以及藉由該驅動力來旋轉以夾持工件；以及鎖定機構，其係在用該夾鉗臂夾持該工件時規制該夾鉗臂的旋轉操作，其中，該鎖定機構係包括：可旋轉地配置於該夾鉗臂上的滾輪，以及被該滾輪抵頂的傾斜部，該傾斜部相對於該移位體的位移方向傾斜預定角度，且傾斜成，在進行夾持時，該滾輪會逐漸壓向該夾鉗臂之側。

根據本發明，在不裝設肘節連桿機構下，在夾持工件時，仍可規制夾鉗臂的旋轉操作。與其一起，即使在夾持有不同厚度之工件的情形下，能可靠穩定地實施此類工件的夾持而不必在每次工件的厚度改變時需要做調整操作。

由以下結合附圖的描述可更加明白本發明以上及其他目標、特徵及優點，其中係以示範實施例圖示本發明的較佳具體實施例。

10‧‧‧電動夾鉗裝置

12‧‧‧主體

14‧‧‧旋轉驅動單元(驅動單元)

18‧‧‧驅動力傳動機構

20‧‧‧夾鉗臂

22‧‧‧支撐構件

24‧‧‧夾持段

26‧‧‧滾輪溝槽

28‧‧‧移位體

30‧‧‧滾輪

32‧‧‧旋轉驅動源

34‧‧‧驅動軸

36‧‧‧進給螺桿

38‧‧‧驅動皮帶輪

40‧‧‧被動皮帶輪

42‧‧‧傳送帶

44‧‧‧內螺紋

46‧‧‧傾斜部

48‧‧‧支撐銷

50‧‧‧連桿臂

52‧‧‧副滾輪

54‧‧‧突出部份

56‧‧‧連桿槽

58‧‧‧導引體

60‧‧‧導軌

第1圖根據本發明之具體實施例圖示電動夾鉗裝置的整體結構圖；第2圖的整體橫截面圖圖示夾鉗臂在第1圖之電動夾鉗裝置中進一步旋轉的狀態；以及第3圖的整體橫截面圖圖示第2圖之電動夾鉗裝置夾持有大板厚之工件的狀態。

如第1圖至第3圖所示，電動夾鉗裝置10包含中空主體12、配置於主體12內部的旋轉驅動單元(驅動單元)14、傳送旋轉驅動單元14之旋轉驅動力給夾鉗臂20的驅動力傳動機構18、以及經配置成可與主體12相對旋轉的夾鉗臂20。

例如，主體12經形成在垂直方向呈長形(箭頭A及B的方向)，橫截面為實質矩形。裝設在主體12上半部上橫向突出的支撐構件22。相對於主體12的側面，支撐構件22在水平方向向外突出預定長度，以及在彼之一端上形成向上突出的夾持段24。

另外，如第2圖所示，當夾鉗臂20旋轉而起夾鉗作用時，工件W會被夾持於夾鉗臂20與支撐構件22之間。

此外，在主體12的實質中央部份中形成沿著垂直方向(箭頭A及B的方向)延伸的滾輪溝槽(roller groove)26。設於後述移位體(displacement body)28上的滾輪30皆插入滾輪溝槽26及受其引導。

例如，旋轉驅動單元14由旋轉驅動源32(例如，感應馬達、無刷馬達或其類似物)構成，其係藉由輸入給它的電信號被驅動旋轉。旋轉驅動源32係沿著主體12的垂直方向(箭頭A及B的方向)設置，以及使其驅動軸34配置在向下方向(箭頭A的方向)。

驅動力傳動機構18包含可旋轉地配置於主體12之實質中央部份的進給螺桿(feed screw shaft)36、連接至旋轉驅動源32之驅動軸34的驅動皮帶輪(drive pulley)38、連接至進給螺桿36之下端的被動皮帶輪(driven pulley)40、套在驅動皮帶輪38與被動皮帶輪40之間的傳送帶42、以及與進給螺桿36之外環側(outer circumferential side)螺紋嚙合的移位體28。

進給螺桿36為有預定長度的軸體，其係經配置成可在主體12內部中沿著垂直方向(箭頭A及B的方向)延伸。進給螺桿36的上、下端經支撐成可與主體12相對旋轉。此外，在進給螺桿 36的外環表面上形成螺旋狀的螺紋槽，以及進給螺桿36經配置成在主體12內部與旋轉驅動單元14平行。

各自將驅動皮帶輪38及被動皮帶輪40的形狀製作成圓盤，以及配置在相同的高度使得它們的外環表面面向對方(參考第1圖)。此外，傳送帶42套上驅動皮帶輪38及被動皮帶輪40的外環表面，使得藉由驅動旋轉驅動單元14，使驅動皮帶輪38旋轉，它的旋轉力通過傳送帶42傳送至被動皮帶輪40，藉此使被動皮帶輪40與進給螺桿36一起一致地旋轉。

移位體28經形成為在軸向(箭頭A及B的方向)有預定長度的圓柱形。形成於移位體28內部上的內螺紋44與進給螺桿36螺紋嚙合。更特別的是，進給螺桿36插入移位體28的內部以及與其保持螺紋接合。另外，移位體28係藉由進給螺桿36的旋轉而沿著軸向(箭頭A及B的方向)移動。

此外，在移位體28的上半部上可旋轉地裝設一對滾輪30。藉由滾輪30插置於主體12的滾輪溝槽26中，可在移位體28移動時引導它沿著垂直方向(箭頭A及B的方向)，以及限制移位體28的旋轉位移。

通過形成於移位體28上半部上的連桿槽(link groove)56，滾輪30在與移位體28之軸向(箭頭A及B的方向)垂直的方向(箭頭C的方向)只能移動一段預定距離。連桿臂50中與滾輪30一起可樞轉地支撐於移位體28上的末端經配置成可在與移位體28之軸向垂直的方向移動。

此外，在移位體28中面對夾鉗臂20的上半部上，形成逐漸往上端變尖的傾斜部46。當夾鉗臂20由未夾緊狀態旋轉成夾緊狀態時，夾鉗臂20的副滾輪52會抵頂傾斜部46。

連桿臂50連接於移位體28的上半部與夾鉗臂20之間。連桿臂50與滾輪30一起可樞轉地支撐於移位體28上，以及在處於夾緊狀態時，可樞轉地支撐於夾鉗臂20的上轉角部上(參考第2圖)。此外，經由移位體28，連桿臂50將進給螺桿36的線性運動變換成夾鉗臂20的旋轉運動。

另一方面，在移位體28的另一側部上設有導引體(guide body)58，其係沿著移位體28的軸向(箭頭A及B的方向)延伸，以及相對於該側部呈向外突出，使得當移位體28向上移位(箭頭B的方向)時，導引體58會抵頂設於主體12的導軌60。結果，移位體28可在垂直方向(箭頭A及B的方向)移動同時被導軌60引導。更特別的是，導引體58與導軌60一起用作為引導機構以用於引導移位體28沿著軸向(箭頭A及B的方向)的運動。

例如，夾鉗臂20經形成其橫截面為實質矩形，夾鉗臂20之一端的下轉角部經支撐成通過支撐銷(support pin)48可與主體12相對旋轉，以及連桿臂50可樞轉地支撐於在前述下轉角部上面的上轉角部上。

此外，副滾輪52可旋轉地支撐於在夾鉗臂20之一端上的下轉角部與上轉角部之間。在夾鉗臂20的旋轉期間，副滾輪52以抵頂移位體28之傾斜部46的方式旋轉。

另一方面，在夾鉗臂20的另一端上設有向外突出呈半球形的突出部份54。突出部份54經配置成在夾鉗時與支撐構件22的夾持段24面對面。另外，在處於夾鉗臂20已旋轉預定角度的夾緊狀態時，工件W被鉗住及夾在突出部份54、支撐構件22之間。

基本上按以上所述來構造本發明之第一具體實施例的電動夾鉗裝置10。接下來，會描述電動夾鉗裝置10的操作及有利效果。在以下描述中，如第1圖所示，以未夾緊狀態作為初始位置。處於初始位置時，夾鉗臂20的突出部份54大致與支撐構件22的夾持段24垂直，以及配置連桿臂50於實質在移位體28正上方的直線上。

首先，在第1圖之電動夾鉗裝置10處於初始位置時，藉由輸入未圖示之控制器的電信號給旋轉驅動單元14的旋轉驅動源32，旋轉驅動源32使驅動軸34旋轉，而驅動皮帶輪38會與驅動軸34一起旋轉。另外，在驅動皮帶輪38旋轉時，被動皮帶輪40會跟著旋轉，從而使進給螺桿36旋轉。藉由進給螺桿36的旋轉，移位體28向上(箭頭B的方向)移動同時用滾輪30相對於滾輪溝槽26引導它，接著，連桿臂50以連桿臂50可樞轉地支撐於移位體28上的位置為中心開始順時鐘旋轉，以及使夾鉗臂20以支撐銷48為中心順時鐘旋轉預定角度。

結果，如第2圖所示，夾鉗臂20的突出部份54會抵頂工件W，產生工件W被夾在主體12之支撐構件22與突出部份54之間的夾緊狀態。

此時，伴隨夾鉗臂20之旋轉的是，經由連桿臂50，滾輪30沿著連桿槽56移向夾鉗臂20，以及副滾輪52抵頂移位體28的傾斜部46及壓制夾鉗臂20，藉此產生夾鉗臂20之旋轉被鎖住的鎖定狀態，以及可維持工件W的夾緊狀態。

另一方面，如第3圖所示，與上述工件W對比，在夾住有大板厚之工件W1的情形下，由於夾鉗臂20的突出部份54經安置成是抵頂著工件W1，與夾持有小板厚之工件W的情形相比，夾鉗臂20的旋轉角度比較小。結果，夾持會在夾鉗臂20之旋轉角度相對小，且滾輪30位在連桿槽56的實質中央部份的情形下發生。也在此情形下，由於配置於夾鉗臂20之一端上的副滾輪52抵頂移位體28的傾斜部46以及也被壓向夾鉗臂20的另一端側，產生規制夾鉗臂20之旋轉操作的鎖定狀態。

用上述方式，根據本具體實施例，在旋轉驅動單元14的操作下，用連桿臂50旋轉夾鉗臂20，以及夾鉗臂20的副滾輪52抵頂移位體28的傾斜部46，藉此可規制在夾鉗時的旋轉操作。具體言之，夾鉗臂20的旋轉操作是用連桿臂50實施，而規制夾鉗臂20的旋轉操作是用副滾輪52及傾斜部46實施。結果，當工件W、W1用電動夾鉗裝置10夾住時，能可靠及穩定地夾鉗不同板厚(從薄板到厚板)的工件W、W1，而不需要做任何調整操作。

本發明的電動夾鉗裝置不限於上述具體實施例，本發明當然可採用各種額外或修改結構而不脫離本發明的基本要點。