CN111376291B - 一种工件加工夹具动力启动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业机器人端拾器应用技术领域，具体地说是一种工件加工夹具动力启动装置，包括传送架、定位启动机构、开门机构和吹气机构，传送架包括安装块和支板，吹气机构设于所述支板上，定位启动机构和开门机构设于所述安装块上，所述开门机构设有可升降的开门推板，所述定位启动机构包括定位气缸、启动气缸和电气接口，其中启动气缸通过所述定位气缸驱动升降，且所述启动气缸下侧设有定位柱，所述电气接口通过所述启动气缸驱动水平移动，所述吹气机构上设有可升降的喷嘴。本发明能够自动完成夹具机构的动力启动和吹气清理工作，自动化程度大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人端拾器应用技术领域，具体地说是一种工件加工夹具动力启动装置。
背景技术
环形工件是机械加工中常见的一种零部件，对于像航空航天这样的领域来说，其所要求的环形工件通常结构较为复杂且几何尺寸较大，并且大多属于薄壁零件，精度要求较高，由于精密薄壁环形件刚性差、强度弱等特点，其加工非常困难，在加工中工件极容易出现变形，使零件的形位误差增大，采用传统的装夹方法难以保证其加工精度要求，往往需要根据零件的几何结构设计出符合要求的装夹结构方案，而随着工业生产自动化水平的逐步提高，目前许多种类的工件生产都已经实现生产线流水化作业，这样既提高了生产效率，也保证工件加工质量，但对于类似航空航天环形工件这种精度高、加工困难的工件来说，由于其夹具机构是根据零件情况设计，像机构启动以及吹气清理等工序还是通过人工控制完成，因此往往很难和自动化生产线连为一体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工件加工夹具动力启动装置，利用机械手或其他传输装置驱动移动，能够自动完成夹具机构的动力启动和吹气清理工作，自动化程度大大提高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种工件加工夹具动力启动装置，包括传送架、定位启动机构、开门机构和吹气机构，传送架包括安装块和支板，吹气机构设于所述支板上，定位启动机构和开门机构设于所述安装块上，所述开门机构设有可升降的开门推板，所述定位启动机构包括定位气缸、启动气缸和电气接口，其中启动气缸通过所述定位气缸驱动升降，且所述启动气缸下侧设有定位柱，所述电气接口通过所述启动气缸驱动水平移动，所述吹气机构上设有可升降的喷嘴。
所述定位气缸的缸杆端部设有一个移动板，在所述移动板和启动气缸之间设有一个误差补偿装置。
所述误差补偿装置包括上固定块、上滑块、下固定块和下滑块，所述上固定块下侧沿着Y向设有上固定块内滑槽，所述上滑块沿着所述上固定块内滑槽滑动，且所述上固定块内滑槽内设有与所述上滑块相连的Y向弹簧，在所述Y向弹簧端部设有压力传感器，所述下固定块下侧沿着X向设有下固定块内滑槽，所述下滑块沿着所述下固定块内滑槽滑动，且所述下固定块内滑槽内设有与所述下滑块相连的X向弹簧，在所述X向弹簧端部也设有压力传感器。
所述定位气缸固设于所述传送架的安装块上，所述移动板自由端设有一个导向滑杆，且所述导向滑杆上端穿过所述传送架的支板。
所述支板上供所述导向滑杆穿过的通孔内设有无油衬套，另外所述导向滑杆上端设有限位凸缘。
所述开门机构包括开门气缸和开门推板，所述开门气缸固设于所述安装块上，所述开门推板安装于所述开门气缸的缸杆端部。
所述吹气机构包括喷嘴驱动气缸、气缸安装板和喷嘴支板，所述气缸安装板安装于所述传送架的支板端部，喷嘴驱动气缸安装于所述气缸安装板上，喷嘴支板安装于所述喷嘴驱动气缸的缸杆端部，在所述喷嘴支板上设有喷嘴。
所述喷嘴支板呈L型且一端设有第一喷嘴，另一端设有第二喷嘴。
所述支板上侧设有连杆。
所述启动气缸下侧的定位柱与控制夹具机构的电气箱前侧支撑板上的定位孔配合，且所述电气箱的开门通过所述开门推板推起，所述电气接口通过所述启动气缸驱动插入电气箱内对应的插口中。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明利用机械手或其他传输装置驱动移动，并通过开门机构打开电气箱开门，通过定位启动机构准确定位并将电气接口插入电气箱内对应的插口中完成启动，且工件加工完成后，通过机械手或其他传输装置移动并利用吹气机构进行吹气清理作业，全程无需人工参与，能够自动完成夹具机构的动力启动和吹气清理工作，自动化程度大大提高。
2、本发明在定位气缸缸杆端部的移动板与启动气缸之间设有误差补偿装置，能够实时反馈定位误差，保证定位准确，进而保证电气接口插接准确。
附图说明
图1为本发明的立体示意图，
图2为图1中本发明的主视图，
图3为图2中的误差补偿装置示意图，
图4为本发明所应用的夹具机构示意图，
图5为本发明的工作状态示意图一，
图6为本发明的工作状态示意图二。
其中，1为传送架，101为连杆，102为安装块，103为支板，104为无油衬套，2为吹气机构，201为喷嘴驱动气缸，202为气缸安装板，203为第一喷嘴，204为喷嘴支板，205为第二喷嘴，3为定位启动机构，301为定位气缸，302为启动气缸，303为定位柱，304为电气接口，305为移动板，306为导向滑杆，4为开门机构，401为开门气缸，402为开门推板，5为误差补偿装置，501为上固定块，502为下滑块，503为下固定块，504为上滑块，505为连接块，506为上固定块内滑槽，507为下固定块内滑槽，6为工件，7为数控机床加工台，701为对中盘，702为水平移动推板，703为弹性推块，704为外摆杆固定装置，705为底盘，8为控制组件，801为开门，802为电气箱，803为支撑板，804为定位孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～2所示，本发明包括传送架1、定位启动机构3、开门机构4和吹气机构2，所述传送架1包括连杆101、安装块102和支板103，所述支板103和安装块102呈L型连接，连杆101设于水平的支板103上用于与机械手或其他传输装置相连，吹气机构2设于所述支板103的自由端，定位启动机构3和开门机构4均设于所述安装块102上，所述开门机构4设有可升降的开门推板402，如图4～5所示，所述开门推板402用于推开夹具机构电气箱802的开门801，所述定位启动机构3包括定位气缸301、启动气缸302和电气接口304，其中启动气缸302通过所述定位气缸301驱动升降，在所述启动气缸302下侧设有定位柱303，所述电气接口304安装于启动气缸302的缸杆端部并通过所述启动气缸302驱动水平移动，如图4～5所示，所述定位柱303用于与电气箱802前侧支撑板802上的定位孔804定位，定位完成后，所述电气接口304通过所述启动气缸302驱动平移插入电气箱802内相应的插口中，实现夹具机构动力线路连通，夹具机构启动工作，所述吹气机构2上设有可升降的喷嘴，如图6所示，工件6加工完后，本发明通过机械手或其他传输装置驱动移动，使吹气机构2移动至工件6上方，并利用喷嘴喷气清洁加工后的金属屑，保证工件下次加工的精度。所述电气接口304为本领域公知技术且为市购产品。
如图1～2所示，所述定位启动机构3中的定位气缸301固设于所述传送架1的安装块102上，在所述定位气缸301的缸杆端部设有一个移动板305，且所述启动气缸302通过所述移动板305带动升降，所述移动板305自由端设有一个导向滑杆306，且所述导向滑杆306上端穿过所述传送架1的支板103，在所述支板103上供所述导向滑杆306穿过的通孔内设有无油衬套104保证导向滑杆306滑动顺利，所述无油衬套104为本领域公知技术，另外所述导向滑杆306上端设有限位凸缘防止其脱离所述支板103，进而限定所述移动板305的下降范围。
如图1～2所示，在所述移动板305和启动气缸302之间设有一个误差补偿装置5，如图3所示，所述误差补偿装置5包括上固定块501、上滑块504、下固定块503和下滑块502，所述上固定块501下侧沿着Y向设有上固定块内滑槽506，所述上滑块504沿着所述上固定块内滑槽506滑动，且所述上固定块内滑槽506内设有与所述上滑块504相连的Y向弹簧，在所述Y向弹簧端部设有压力传感器，所述下固定块503下侧沿着X向设有下固定块内滑槽507，所述下滑块502沿着所述下固定块内滑槽507滑动，且所述下固定块内滑槽507中设有与所述下滑块502相连的X向弹簧，在所述X向弹簧端部也设有压力传感器。所述上固定块501和下固定块503一侧通过连接块505固连并安装在所述传送架1的安装块102上。所述压力传感器为本领域公知技术且为市购产品。
当启动气缸302下侧的定位柱303与电气箱802前侧支撑板803上的定位孔804之间出现同轴度误差时，所述误差补偿装置5上会受到一个方向不定的力F，将力F沿X方向、Y方向以及垂直于X-Y平面的Z方向分解为FX、FY和FZ(本实施例定义下滑块35滑动的方向为X方向,上滑块501滑动的方向为Y方向),FZ由定位气缸301的推力平衡，FY会使上滑块501沿Y方向滑动，从而压缩安装在上固定块内滑槽506里面的Y向弹簧，当FY等于弹簧弹力F弹时，上滑块501停止滑动，在弹簧底端的压力传感器检测出F弹的数值并反馈控制系统，控制系统由弹簧弹力公式F弹＝K·△y可计算出弹簧压缩量△y,且所述△y还是上滑块501的滑动行程，同时还表示定位柱303在Y方向上的误差偏移量，同理可以求出下滑块35对应的X向弹簧的弹簧压缩量△x,也即定位柱303在X方向上的误差偏移量。控制系统根据得到误差偏移量△x和△y通过机械手或使用的其他传输装置微调本发明位置，从而实现X-Y平面任意方向的误差动态补偿。
如图1～2所示，所述开门机构4包括开门气缸401和开门推板402，所述开门气缸401安装于所述传送架1的安装块102上，所述开门推板402安装于所述开门气缸401的缸杆端部且通过所述开门气缸401驱动升降。
如图1～2所示，所述吹气机构2包括喷嘴驱动气缸201、气缸安装板202和喷嘴支板204，所述气缸安装板202呈L型且安装于所述传送架1的支板103端部，喷嘴驱动气缸201安装于所述气缸安装板202上，喷嘴支板204安装于所述喷嘴驱动气缸201的缸杆端部且通过所述喷嘴驱动气缸201驱动升降，所述喷嘴支板204呈L型且一端设有第一喷嘴203，另一端设有第二喷嘴205，所述第一喷嘴203和第二喷嘴205轴向垂直，第一喷嘴203向环形工件6的薄壁上沿吹气，第二喷嘴205向环形工件6的薄壁侧面吹气。
本发明的工作原理为：
如图4～6所示，本发明以一种航空航天环形工件6的夹具机构为例说明本发明工作原理，所述夹具机构置于数控机床加工台7的底盘705上，包括对中盘701、水平移动推板702和外摆杆固定装置704，工作时对中气缸推动所述对中盘701向上运动，所述对中盘701外圆周面为斜面且与四个水平移动推板702尾端斜面接触，对中盘701上升即驱动四个水平移动推板702向外移动顶住工件6内壁，在水平移动推板702端部设有弹性推块703防止划伤工件6，多个外摆杆固定装置704沿着圆周方向均布设于工件6外侧，外摆杆固定装置704设有摆杆辅助从外侧压住固定工件6，上述机构往往很难与生产线结合，启动加工以及加工后的吹气清理作业往往都需要人工完成。
如图4～6所示，本发明工作时通过机械手移动至夹具机构控制组件8中的电气箱802前侧的预定位置，开门机构4启动使开门推板402先打开电气箱802的开门801并露出电气插口，然后定位启动机构3中的定位气缸301启动驱动启动气缸302下降，并使启动气缸302下侧的定位柱303插入电气箱802前侧支撑板803上的定位孔804中，在插入过程中，所述误差补偿装置5可实时反馈误差数值及时调整保证准确定位，定位完成后，所述启动气缸302启动驱动电气接口304水平移动并插入电气箱802上对应的电气插口中，实现夹具机构动力线路连通，夹具机构启动工作。
工件6加工完成后，启动气缸302驱动电气接口304退出，开门机构4驱动开门推板402下降关闭电气箱802的开门801，然后如图6所示，机械手移动本发明至工件6的上方，并使吹气机构2中的第一喷嘴203对准工件6的薄壁上沿，然后启动吹气，使第一喷嘴203向工件6的薄壁上沿吹气，第二喷嘴205向环形工件6的薄壁侧面吹气，以清理金属屑，保证工件6下次的加工精度。
Claims (7)
1.一种工件加工夹具动力启动装置，其特征在于：包括传送架(1)、定位启动机构(3)、开门机构(4)和吹气机构(2)，传送架(1)包括安装块(102)和支板(103)，吹气机构(2)设于所述支板(103)上，定位启动机构(3)和开门机构(4)设于所述安装块(102)上，所述开门机构(4)设有可升降的开门推板(402)，所述定位启动机构(3)包括定位气缸(301)、启动气缸(302)和电气接口(304)，其中启动气缸(302)通过所述定位气缸(301)驱动升降，且所述启动气缸(302)下侧设有定位柱(303)，所述电气接口(304)通过所述启动气缸(302)驱动水平移动，所述吹气机构(2)上设有可升降的喷嘴；
所述定位气缸(301)的缸杆端部设有一个移动板(305)，在所述移动板(305)和启动气缸(302)之间设有一个误差补偿装置(5)；
所述误差补偿装置(5)包括上固定块(501)、上滑块(504)、下固定块(503)和下滑块(502)，所述上固定块(501)下侧沿着Y向设有上固定块内滑槽(506)，所述上滑块(504)沿着所述上固定块内滑槽(506)滑动，且所述上固定块内滑槽(506)内设有与所述上滑块(504)相连的Y向弹簧，在所述Y向弹簧端部设有压力传感器，所述下固定块(503)下侧沿着X向设有下固定块内滑槽(507)，所述下滑块(502)沿着所述下固定块内滑槽(507)滑动，且所述下固定块内滑槽(507)内设有与所述下滑块(502)相连的X向弹簧，在所述X向弹簧端部也设有压力传感器；
所述启动气缸(302)下侧的定位柱(303)与控制夹具机构的电气箱(802)前侧支撑板(803)上的定位孔(804)配合，且所述电气箱(802)的开门(801)通过所述开门推板(402)推起，所述电气接口(304)通过所述启动气缸(302)驱动插入电气箱(802)内对应的插口中。
2.根据权利要求1所述的工件加工夹具动力启动装置，其特征在于：所述定位气缸(301)固设于所述传送架(1)的安装块(102)上，所述移动板(305)自由端设有一个导向滑杆(306)，且所述导向滑杆(306)上端穿过所述传送架(1)的支板(103)。
3.根据权利要求2所述的工件加工夹具动力启动装置，其特征在于：所述支板(103)上供所述导向滑杆(306)穿过的通孔内设有无油衬套(104)，另外所述导向滑杆(306)上端设有限位凸缘。
4.根据权利要求1所述的工件加工夹具动力启动装置，其特征在于：所述开门机构(4)包括开门气缸(401)和开门推板(402)，所述开门气缸(401)固设于所述安装块(102)上，所述开门推板(402)安装于所述开门气缸(401)的缸杆端部。
5.根据权利要求1所述的工件加工夹具动力启动装置，其特征在于：所述吹气机构(2)包括喷嘴驱动气缸(201)、气缸安装板(202)和喷嘴支板(204)，所述气缸安装板(202)安装于所述传送架(1)的支板(103)端部，喷嘴驱动气缸(201)安装于所述气缸安装板(202)上，喷嘴支板(204)安装于所述喷嘴驱动气缸(201)的缸杆端部，在所述喷嘴支板(204)上设有喷嘴。
6.根据权利要求5所述的工件加工夹具动力启动装置，其特征在于：所述喷嘴支板(204)呈L型且一端设有第一喷嘴(203)，另一端设有第二喷嘴(205)。
7.根据权利要求1所述的工件加工夹具动力启动装置，其特征在于：所述支板(103)上侧设有连杆(101)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 507, no.1699, South Zuchongzhi Road, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province 215300 Applicant after: Kunshan Intelligent Equipment Research Institute Applicant after: SHENYANG INSTITUTE OF AUTOMATION, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Address before: Room 507, no.1699, South Zuchongzhi Road, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province 215300 Applicant before: KUNSHAN INTELLIGENT ROBOT R & D CENTER, SHENYANG INSTITUTE OF AUTOMATION Applicant before: SHENYANG INSTITUTE OF AUTOMATION, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |