CN216000156U - 工件夹紧装置及自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工件夹紧装置及自动化生产线。其中，工件夹紧装置包括安装座、压持机构及传动机构。安装座形成有用于承载U形工件的定位部，定位部的底部设有至少两个用于与U形工件的定位孔配合的定位销。利用定位部的定位销与U形工件上的定位孔配合，实现对U形工件的定位及横向的限位。接着，在传动机构的带动下可将压持机构切换至压持状态。此时，压持件与U形工件的侧板抵接并将U形工件压持于定位部的底部。如此，U形工件便可在定位部内实现可靠的夹紧。而且，上述工件夹紧装置在夹紧U形工件时，并不会对U形工件造成过大的挤压，故不易对U形工件造成损伤。

Description

工件夹紧装置及自动化生产线

技术领域

本实用新型涉及机械自动化技术领域，特别涉及一种工件夹紧装置及自动化生产线。

背景技术

在机械加工过程中，常需要对U形工件进行定位及夹紧。譬如，在电芯模组的组装过程中，需要用到U形的长薄板。而且，组装时需要先将U形长薄板装夹并定位，以方便进行后续的清洗、涂胶等处理。

U形工件，如U形长薄板一般包括底板及沿底板相对的两侧垂直或大致垂直延伸的侧板。由于其内部具有空腔结构，故U形工件的整体承压能力较差。常规的装夹装置采用夹块或夹爪来在夹紧并定位工位。因此，在夹紧夹U形工件时，常规的装夹装置容易造成工件损伤。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够有效地避免对U形工件造成损伤的工件夹紧装置。

一种工件夹紧装置，包括：

安装座，形成有用于承载U形工件的定位部，所述定位部的底部设有至少两个用于与所述U形工件的定位孔配合的定位销；

压持机构，包括压持件，所述压持机构包括使所述压持件对所述定位部形成避位的打开状态及使所述压持件与所述U形工件的侧板抵接并将所述U形工件压持于所述定位部的压持状态；及

传动机构，能够带动所述压持机构在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

在其中一个实施例中，所述定位部的底部覆设有柔性垫层。

在其中一个实施例中，所述压持机构还包括设于所述安装座的转轴，多个所述压持件设于所述转轴并沿所述转轴的延伸方向间隔设置，所述传动机构能够带动所述转轴旋转，以使所述压持机构在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

在其中一个实施例中，所述压持机构还包括弹性件，所述弹性件对所述压持件提供弹性力，以使所述压持机构能够保持在所述压持状态。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括移动板及连杆结构，所述移动板可滑动地设于所述安装座，并通过所述连杆结构与所述压持件传动连接，所述移动板滑动，能够带动所述压持机构在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

在其中一个实施例中，所述压持机构还包括设于所述压持件的仿形块，所述仿形块具有卡槽，且在所述压持机构处于所述压持状态时，所述卡槽与位于所述定位部的所述U形工件的侧板相卡持。

在其中一个实施例中，所述安装座的底部相对的两侧设有滚轮，所述安装座的底部开设有至少两个导向孔。

一种自动化生产线，包括用于对如上述优选实施例中所述的工件夹紧装置进行定位的定位装置，所述定位装置包括：

机架，一侧设有限位板，所述机架上还设有由所述机架的另一侧向所述限位板延伸的导向板，所述滚轮能够沿所述导向板滑动；及

定位机构，包括第一驱动件及导向轴，所述工件夹紧装置与所述限位板抵接时，所述第一驱动件能够驱使所述导向轴伸入或伸出所述导向孔。

在其中一个实施例中，还包括第二驱动件，在所述工件夹紧装置与所述限位板抵接时，所述第二驱动件能够抵压所述传动机构，以带动所述压持机构在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

在其中一个实施例中，所述定位装置还包括输送机构，所述输送机构用于驱动所述滚轮沿所述导向板滑动。

上述工件夹紧装置，可利用定位部的定位销与U形工件上的定位孔配合，实现对U形工件的定位及横向的限位。接着，在传动机构的带动下可将压持机构切换至压持状态。此时，压持件与U形工件的侧板抵接并将U形工件压持于定位部的底部。如此，U形工件便可在定位部内实现可靠的夹紧。而且，上述工件夹紧装置在夹紧U形工件时，并不会对U形工件造成过大的挤压，故不易对U形工件造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型较佳实施例中工件夹紧装置的主视图；

图2为图1所示工件夹紧装置的俯视图；

图3为图1所示工件夹紧装置的左侧视图；

图4为本实用新型较佳实施例中定位装置的主视图；

图5为图4所示定位装置的俯视图；

图6为一个实施例中U形工件的俯视图；

图7为图6所示U形工件的左侧视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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。

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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实用新型提供了一种自动化生产线。上述自动化生产线可以是电芯组装生产线，其工作过程中需要用到如图6及图7所示的U形工件300，如U形长薄板。U形工件300包括底板310及两个侧板320，底板310上开设有定位孔311。侧板320分布于底板310相对两侧，以使U形工件300的横截面呈U形。

请参阅图1，本实用新型还提供一种工件夹紧装置100。上述自动化生产线在运行过程中，需要与工件夹紧装置100相配合。具体的，工件夹紧装置100用于定位并夹紧U形工件300。

上述自动化生产线包括如图4至图5所示的定位装置200，定位装置200用于对工件夹紧装置100进行定位。在进行加工时，先将工件夹紧装置100在定位装置200上进行定位，再将U形工件300夹紧于工件夹紧装置100，便可对U形工件300在上述自动化生产线中的初始位置实现校准。

请一并参阅图2及图3，本实用新型较佳实施中的工件夹紧装置100包括安装座110、压持机构120及传动机构130。

安装座110起支撑作用，一般由金属板材及杆件拼接而成。安装座110形成有用于承载U形工件300的定位部101。当U形工件300置于定位部101时，其底板310与定位部101的底部接触。为更好地支撑U形工件300，安装座110被构造为长条形

定位部101的底部设有至少两个用于与U形工件300的定位孔311配合的定位销111。定位销111沿垂直或大致垂直于定位部101底部的方向延伸，每个U形工件300上定位孔311的数量也至少为两个，定位销111插入定位孔311内便可对U形工件300实现定位。具体在本实施例中，定位孔311及定位销111均为两个，从而以两销一面的方式将U形工件300定位于定位部101内。

具体在本实施例中，定位部101的底部覆设有柔性垫层112。柔性垫层112可以由塑料、树脂、橡胶等硬度小于金属的材料成型，可通过粘接等方式固定于定位部101的底部。显然，为实现定位功能，定位销111应突出于柔性垫层112的表面。

柔性垫层112与置于定位部101内的U形工件300直接接触，从而能够有效地避免造成底板310被刮伤。而且，柔性垫层112可起到缓冲作用，从而防止碰撞产生金属粉尘等污染物。

压持机构120包括压持件121。其中，压持机构120包括打开状态及压持状态。而且，传动机构130能够带动压持机构120在压持状态与打开状态之间切换。处于打开状态时，压持机构120使压持件121对定位部101形成避位。如此，便可将U形工件300放入定位部101或从定位部101内取出。处于压持状态时，压持机构120使压持件121与U形工件300的侧板320抵接并将U形工件300压持于定位部101内。

如图3所示，压持件121可对侧板320施加一从上到下的抵持力，从而对U形工件300在竖直方向上实现限位。而定位销111与定位孔311配合，又能从水平方向上对U形工件300进行限位。如此，U形工件300将会被可靠地夹紧于定位部101内。

压持件121可以是杆状、块状或者长条形的板状结构，可通过滑动、转动等方式来实现打开状态与压持状态之间的切换。

在本实施例中，压持机构120还包括转轴122，转轴122设于安装座110。而且，压持件121为多个，多个压持件121设于转轴122并沿转轴122的延伸方向间隔设置，传动机构130能够带动转轴122旋转，以使压持机构120在压持状态与打开状态之间切换。

具体的，转轴122的延伸方向与定位部101以及U形工件300的延伸方向一致，可通过轴承座等机构设于安装座110上。压持件121可呈长条形的杆状结构，且沿垂直于转轴122的方向延伸。多个压持件121使得对U形工件300的作用点更加分散，故有利于压持件121与侧板320可靠抵持。

为了使传动机构130作用于转轴122的扭矩更平衡，传动机构130一般设置有两个，两个传动机构130位于安装座110的两端且分别与转轴122的两端传动连接。

另外，定位部101相对的两侧均可分别设置转轴122。如此，在需要夹紧U形工件300时，位于定位部101两侧的压持件121可分别对两个侧板320施加抵持力，从而使得压持机构120对U形工件300的压持更可靠。

在本实施例中，压持机构120还包括弹性件123，弹性件123对压持件121提供弹性力，以使压持机构120能够保持在压持状态。

在弹性件123弹性力的作用下，压持件121与U形工件300的侧板320能够保持弹性抵持。因此，即使工件夹紧装置100发生振动，弹性件123也能够使压持件121与侧板320保持可靠地抵持，从而可提升压持机构120针对U形工件300进行压持的可靠性；另一方面，传动机构130在带动压持机构120切换至打开状态时，弹性件123的弹性力不会消失。因此，当传动机构130的作用消失后，压持机构120便可在弹性件123的作用下自动恢复至压持状态，从而有助于在自动化生产线的应用中提升效率。

弹性件123可以是弹簧、弹片等结构。具体在本实施例中，弹性件123为拉簧，转轴122上固设有固定柱1221。拉簧一端固定于固定柱1221，另一端固定于安装座110，故通过弹性拉力使得压持件121保持压紧U形工件300的状态。

进一步的，在本实施例中，传动机构130包括移动板131及连杆结构132，移动板131可滑动地设于安装座110，并通过连杆结构132与压持件121传动连接，移动板131滑动，能够带动压持机构120在压持状态与打开状态之间切换。

具体的，安装座110上设置有固定板114，移动板131可滑动地设于固定板114上。连杆结构132包括相互铰接的第一连杆1321及第二连杆1322，第一连杆1321的另一端与转轴122固定连接，第二连杆1322的另一端与移动板131可转动地连接。移动板131滑动，可通过连杆结构132带动转轴122旋转，从而实现压持机构120状态的切换。

此外，移动板131上设有抵压块1311，抵压块1311相对于移动板131的表面向外突出，方便作用于移动板131而使其滑动。而且，由于压持机构120能够在弹性件123的作用下自动恢复至压持状态，故只需要对抵压块1311施加一个单向的抵持力，使其能够带动压持机构120切换至打开状态即可。如此，驱动压持机构120状态切换的动力机构可与工件夹紧装置100分开设置，从而有利于降低工件夹紧装置100的成本。

如图3所示，移动板131上升时使压持机构120切换至打开状态，下滑时则使压持机构120切换至压持状态。因此，在工作过程中，只需要对工件夹紧装置100提供一向上的抵持力即可。

请再次参阅图3，在本实施例中，压持机构120还包括设于压持件121的仿形块124，仿形块124具有卡槽1241，且在压持机构120处于压持状态时，卡槽1241与位于定位部101的U形工件300的侧板320相卡持。

仿形块124可以与压持件121一体成型，也可通过粘接、焊接、螺接等方式固定于压持件121上。侧板320包括相对的两个侧面及连接侧面的端面。卡槽1241的内部轮廓与侧板320的外部轮廓相匹配。当侧板320卡持于卡槽1241时，U形工件300能被更好的夹紧。而且，在针对U形工件300进行涂胶、清洁等操作时，由于仿形块124还能对侧板320提供侧向的支撑，故可保证U形工件300不发生明显变形。

请再次参阅图1，在本实施例中，安装座110的底部相对的两侧设有滚轮113。而且，安装座110的底部开设有至少两个导向孔102。

具体的，安装座110每侧均设置两个滚轮113，且多个滚轮113的滚动方向一致。滚轮113能够使工件夹紧装置100按照预设方向实现移动。而导向孔102能够与轴类零件配合，对工件夹紧装置100整体实现定位。

在安装座110上设置滚轮113及导向孔102的目的，是为了方便工件夹紧装置100在定位装置200上实现定位。定位装置200一般固定设于上述自动化生产线的预设位置，可在工件夹紧装置100进入生产线之前，对工件夹紧装置100的初始位置进行校准。

请再次参阅图4及图5，定位装置200包括机架210、定位机构220及第二驱动件230。

机架210起支撑作用，其结构可与安装座110类似。机架210整体可呈长条形，与安装座110的延伸方向相同。机架210的一侧设有限位板211，机架210上还设有由机架210的另一侧向限位板211延伸的导向板212。限位板211位于机架210宽度方向上的一侧，导向板212一般位于机架210相对的两端，并与安装座110上两侧滚轮113的位置对应。

其中，滚轮113能够沿导向板212滑动。导向板212与滚轮113配合，能够对工件夹紧装置100的移动起导向作用，从而使工件夹紧装置100能够沿导向板212滑动至与限位板211抵接。通过导向板212与限位板211的配合，便可对工件夹紧装置100实现初步定位。

定位机构220包括第一驱动件221及导向轴222。第一驱动件211可以是气缸，导向轴222一般沿第一驱动件211的进给方向延伸。工件夹紧装置100与限位板211抵接时，导向轴222刚好能够与安装座110上的导向孔102对齐。此时，第一驱动件221能够驱使导向轴222伸入或伸出导向孔102。导向轴222伸入导向孔102时，便可将工件夹紧装置100定位于定位装置200。

第二驱动件230也可以是气缸。第二驱动件230能够驱使压持机构120在压持状态与打开状态之间切换。具体的，在工件夹紧装置100与限位板211抵接，且导向轴222伸入导向孔102时，第二驱动件230的驱动端与抵压块1311对齐。因此，第二驱动件230伸出，便可推动移动板131上移，从而驱使压持机构120打开。

而且，第二驱动件230与工件夹紧装置100的移动板131之间并不存在连接关系，故第二驱动件230并不影响工件夹紧装置100从定位装置200上向下一道工序转移。

在本实施例中，定位装置200还包括输送机构240，输送机构240用于驱动滚轮113沿导向板212滑动。

具体的，输送机构240一般包括多个电动辊筒及传送带，多个电动辊筒沿工件夹紧装置100的传输方向间隔设置于机架210上，传送带则套设于多个电动辊筒上。定位装置200在对工件夹紧装置100进行定位时，可先将工件夹紧装置100整体支撑于传送带。

进一步的，在本实施例中，机架210上还有第一传感器251及第二传感器252。其中，第一传感器251用于检测工件夹紧装置100是否完全进入输送机构240，而第二传感器252则用于检测用于工件夹紧装置100是否与限位板211抵接。第一传感器251及第二传感器252能够与控制上述自动化生产线的上位机通讯连接，当检测到工件夹紧装置100完全进入输送机构240时，上位机便启动输送机构240，而当检测到工件夹紧装置100与限位板211抵接时，上位机则依次启动定位机构220及第二驱动件230，以此提升自动化程度。

下面结合图1至图7，对上述自动化生产线的生产流程进行大致描述：

先通过机械手或上一道工序的送料组件将工件夹紧装置100转移至输送机构240，并使滚轮113与导向板212相配合；启动输送机构240，使工件夹紧装置100沿导向板212滑动至与限位板211抵接；第一驱动件221启动，并带动导向轴222伸入导向孔102内，从而将工件夹紧装置100整体定位于定位装置200上；第二驱动件230向上顶升抵压块1311，从而将压持机构120切换至打开状态；接着，则可利用机械手等转移机构将U形工件300转移至定位部101，并使定位销111与定位孔311相配合；然后，第一驱动件221回退，以使导向轴222从导向孔102内缩回，第二驱动件230回退以使压持机构120在弹性件123的作用下切换至压持状态；最终，工件夹紧装置100便可进入生产线，并带着被夹紧的U形工件300在各工序之间流转。

上述工件夹紧装置100，可利用定位部101的定位销111与U形工件300上的定位孔311配合，实现对U形工件300的定位及横向的限位。接着，在传动机构130的带动下可将压持机构120切换至压持状态。此时，压持件121与U形工件300的侧板320抵接并将U形工件300压持于定位部101的底部。如此，U形工件300便可在定位部101内实现可靠的夹紧。而且，上述工件夹紧装置100在夹紧U形工件300时，并不会对U形工件300造成过大的挤压，故不易对U形工件300造成损伤。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工件夹紧装置，其特征在于，包括：

安装座(110)，形成有用于承载U形工件的定位部(101)，所述定位部(101)的底部设有至少两个用于与所述U形工件的定位孔(311)配合的定位销(111)；

压持机构(120)，包括压持件(121)，所述压持机构(120)包括使所述压持件(121)对所述定位部(101)形成避位的打开状态及使所述压持件(121)与所述U形工件的侧板抵接并将所述U形工件压持于所述定位部(101)的压持状态；及

传动机构(130)，能够带动所述压持机构(120)在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

2.根据权利要求1所述的工件夹紧装置，其特征在于，所述定位部(101)的底部覆设有柔性垫层(112)。

3.根据权利要求1所述的工件夹紧装置，其特征在于，所述压持机构(120)还包括设于所述安装座(110)的转轴(122)，多个所述压持件(121)设于所述转轴(122)并沿所述转轴(122)的延伸方向间隔设置，所述传动机构(130)能够带动所述转轴(122)旋转，以使所述压持机构(120)在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

4.根据权利要求1所述的工件夹紧装置，其特征在于，所述压持机构(120)还包括弹性件(123)，所述弹性件(123)对所述压持件(121)提供弹性力，以使所述压持机构(120)能够保持在所述压持状态。

5.根据权利要求3所述的工件夹紧装置，其特征在于，所述传动机构(130)包括移动板(131)及连杆结构(132)，所述移动板(131)可滑动地设于所述安装座(110)，并通过所述连杆结构(132)与所述压持件(121)传动连接，所述移动板(131)滑动，能够带动所述压持机构(120)在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

6.根据权利要求1所述的工件夹紧装置，其特征在于，所述压持机构(120)还包括设于所述压持件(121)的仿形块(124)，所述仿形块(124)具有卡槽(1241)，且在所述压持机构(120)处于所述压持状态时，所述卡槽(1241)与位于所述定位部(101)的所述U形工件的侧板相卡持。

7.根据权利要求1至6任一项所述的工件夹紧装置，其特征在于，所述安装座(110)的底部相对的两侧设有滚轮(113)，所述安装座(110)的底部开设有至少两个导向孔(102)。

8.一种自动化生产线，其特征在于，包括用于对如上述权利要求7所述的工件夹紧装置(100)进行定位的定位装置(200)，所述定位装置(200)包括：

机架(210)，一侧设有限位板(211)，所述机架(210)上还设有由所述机架(210)的另一侧向所述限位板(211)延伸的导向板(212)，滚轮(113)能够沿所述导向板(212)滑动；及

定位机构(220)，包括第一驱动件(221)及导向轴(222)，所述工件夹紧装置与所述限位板(211)抵接时，所述第一驱动件(221)能够驱使所述导向轴(222)伸入或伸出导向孔(102)。

9.根据权利要求8所述的自动化生产线，其特征在于，还包括第二驱动件(230)，在所述工件夹紧装置与所述限位板(211)抵接时，所述第二驱动件(230)能够抵压所述传动机构(130)，以带动所述压持机构(120)在所述压持状态与所述打开状态之间切换。

10.根据权利要求8所述的自动化生产线，其特征在于，所述定位装置还包括输送机构(240)，所述输送机构(240)用于驱动所述滚轮(113)沿所述导向板(212)滑动。

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