一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪。包括手爪夾持機構、手爪移動機構和靠模移動機構。手爪夾持機構包括上下對應的一對板狀的手爪、左右對應的一對靠模和定位機構；手爪移動機構包括滑動底板和一對內導軌；靠模移動機構包括U形框架、氣缸和一對外導軌。氣缸通過U形框架帶動一對靠模往復移動，在移動過程中控制一對板狀的手爪的夾緊與松開；同時，一對手爪通過滑動底板實現沿一對內導軌的往復移動。本實用新型結構設計合理，通過一個氣缸能實現機械手爪整體移動以及機械手爪上下夾板夾緊與松開等全部動作。
【專利說明】
一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪
技術領域
[0001]本實用新型涉及精密機械領域，是一種氣動夾緊裝置。
【背景技術】
[0002]在機械工程領域，薄板類工件的夾持方案常用采用夾爪，例如各種氣動夾爪，一般精度在0.03到0.05 mm,在重復定位精度要求很高的薄板快速夾持場合，如重復定位精度高于0.0lmm的生產線上，僅采用普通氣動夾爪夾持工件很難保證工件的定位精度要求，往往需要一套較為復雜的定位夾緊機構來完成。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是要提供一種重復定位精度高、結構緊湊、高效快捷的氣動夾持手爪，以滿足薄板類工件高精度快速夾持的要求，精度可達0.01到0.02 mm。
[0004]—種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪包括手爪夾持機構、手爪移動機構和靠模移動機構；
[0005]所述手爪夾持機構包括上下對應的一對板狀的手爪、左右對應的一對靠模和定位機構；
[0006]所述手爪移動機構包括滑動底板3和一對內導軌24;
[0007]所述靠模移動機構包括U形框架4、氣缸10和一對外導軌20;
[0008]所述一對內導軌20和一對外導軌24均位于底板16上，一對內導軌20位于中部，一對外導軌24對稱位于一對內導軌20的外側；
[0009]所述滑動底板3和U形框架4在同一平面內，滑動底板3位于U形框架4的中部；
[0010]所述氣缸10通過U形框架4帶動一對靠模實現沿一對外導軌24的往復移動，一對靠模在移動過程中控制一對手爪實現對被加工的薄板件的夾緊與松開；同時，一對手爪通過滑動底板3實現沿一對內導軌20的往復移動。
[0011 ]本實用新型進一步限定的技術方案如下:
[0012]所述板狀的一對手爪包括上下對應的上夾板I和下夾板2，所述上夾板I和下夾板2均為H形板，長度方向的一端為夾持端；
[0013]所述下夾板2的底部固定連接著滑動底板3，滑動底板3的一端固定設有支座14，支座14位于一對手爪的夾持端的中部，支座14上固定設有定位觸塊11，支座14和定位觸塊11構成定位機構;下夾板2的頂部均布設有兩個以上的導向柱19，每個導向柱19上分別套設有導向觸塊彈簧18，導向觸塊彈簧18的兩端分別固定連接著上夾板I和下夾板2，上夾板I上對應開設有兩個以上的導向孔，導向孔和導向柱19配合，使上夾板I和下夾板2實現沿導向柱19的上下移動；
[0014]所述上夾板I的寬度方向兩側分別對應開設有兩個U形槽23，且U形槽23的槽口向外，U形槽23的一側內壁為斜面22;
[0015]所述一對靠模包括兩塊靠模塊5，分別固定在U形框架4兩側的頂部，且分別對應位于一對手爪的寬度方向的兩側;所述氣缸10位于U形框架4的中部，氣缸10的活塞桿固定連接著U形框架4內的中部；
[0016]所述靠模塊5為矩形塊狀，與上夾板I 一側的兩個U形槽23對應靠模塊5的一側面上分別設有兩個外凸的凸塊26;兩塊靠模塊5上的兩個凸塊26分別位于上夾板I兩側的兩個U形槽23內；在氣缸1的作用和U形框架4的帶動下，兩塊靠模塊5上的凸塊26分別在對應U形槽23的斜面22上移動，使上夾板I和下夾板2上下之間的間隙或增大或減小，增大時為松開夾持狀態，減小時為夾緊狀態。
[OO17 ] 上夾板I和下夾板2之間的間隙為1?12mm。
[0018]所述定位機構包括定位觸塊支座14、定位觸塊11、定位軸13和觸塊彈簧12;所述支座14為直立的板狀;定位觸塊11為圓柱狀，軸向一端開設有定位盲孔;定位軸13固定在支座14上，定位軸13上套設有觸塊彈簧12，定位觸塊11套設在定位軸13上，觸塊彈簧12的兩端分別連接著定位觸塊支座14和定位觸塊11;實現定位觸塊11在定位軸13上的移動和回位。
[0019]與一對手爪的夾持端對應的底板16上設有限位支座15，限位支座15為直立的立板狀;限位支座15的上部對應著定位觸塊支座14的下部，對定位觸塊支座14的移動起限位作用。
[0020]所述外導軌24和內導軌20上分別配合設有滑塊，所述配合為燕尾塊和燕尾槽的配入口 ο
[0021]所述靠模塊5上分別設有兩個圓柱銷6，圓柱銷6呈水平狀，且一端外伸，圓柱銷6的外伸端壓在下夾板2的上表面上，下夾板2的上表面為下休止面27。
[0022]所述U形框架4相對應的兩內側壁上分別對應設有限位銷7，與兩側的限位銷7對應的滑動底板3的兩面上分別開設有腰形的腰形槽8，每只限位銷7的外伸端位于對應的腰形槽8內；限位銷7的外伸端在腰形槽8內的往復移動距離，即為滑動底板3和U形框架4之間的往復移動距離。
[0023]所述滑動底板3為U形板，與U形框架4呈扣合狀態;滑動底板3的兩端分別開設有限位盲孔，與兩端的限位盲孔對應U形框架4內設有兩根限位導桿，每根限位導桿上套設有彈簧21，通過限位盲孔和限位導桿相配合，實現滑動底板3和U形框架4之間的相對移動。
[0024]所述滑動底板3和U形框架4之間的移動距離為50?60mm。
[0025]本實用新型的有益技術效果體現在以下方面:
[0026]1.可以通過氣缸10帶動靠模組合體左右移動，利用限位銷7和腰形槽8的作用來限制夾爪組合體與框架靠模組合體之間相互移動的行程，有效精確的控制行程內的移動。
[0027]2.通過靠模板5，圓柱銷6上夾板I和下夾板2等之間的相互的作用，被夾工件上可以獲得恒定夾緊力；另外導向觸塊彈簧18的剛度以及壓縮量可以根據被夾工件的夾緊要求設置和調節，以便獲得所需的夾緊力。
[0028]3.適當設置腰形槽8的位置，可以實現上夾板I的精確定位，上下夾板夾緊工件的高度由凸塊26決定，因而具有比較高的重復定位精度。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型結構不意圖；
[0030]圖2為本實用新型爆炸圖；[0031 ]圖3為靠模、U形框架和一對外導軌的裝配示意圖；
[0032]圖4為上夾板、下夾板、滑動底板和一對內導軌的配合示意圖；
[0033]圖5為定位機構、上夾板和下夾板的配合關系示意圖；
[0034]圖6為限位支座、定位觸塊支座和滑動底板的配合關系示意圖；
[0035]圖7為氣缸安裝位置示意圖；
[0036]圖8是本實用新型一種使用狀態示意圖。
[0037]上圖中序號:上夾板1、下夾板2、滑動底板3、U形框架4、靠模塊5、圓柱銷6、限位銷
7、腰形槽8、連接板9、氣缸1、定位觸塊11、觸塊彈簧12、定位軸13、定位觸塊支座14、限位支座15、底板16、調節螺釘17、導向觸塊彈簧18、導向柱19、外導軌20、彈簧21、斜面22、U形槽23、內導軌24、上休止面25、凸塊26、下休止面27、精密氣動夾持機械手爪101、拖板102、導軌103、導軌座104、氣浮板105、工件106。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0039]參見圖1，一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪包括手爪夾持機構、手爪移動機構和靠模移動機構。
[0040]參見圖2，手爪夾持機構包括上下對應的一對板狀的手爪、左右對應的一對靠模和定位機構。手爪移動機構包括滑動底板3和一對內導軌24。靠模移動機構包括U形框架4、氣缸10和一對外導軌20。
[0041]板狀的一對手爪包括上下對應的上夾板I和下夾板2，上夾板I和下夾板2均為H形板，長度方向的一端為夾持端。
[0042]下夾板2的底部固定連接著滑動底板3，滑動底板3的一端固定安裝有定位觸塊支座14，定位觸塊支座14位于一對手爪的夾持端的中部，定位觸塊支座14上安裝有定位觸塊11，定位觸塊支座14和定位觸塊11構成定位機構。下夾板2的頂部均布安裝有四個導向柱19，每個導向柱19上分別套裝有導向觸塊彈簧18，導向觸塊彈簧18的兩端分別固定連接著上夾板I和下夾板2，上夾板I上對應開設有四個導向孔，導向孔和導向柱19配合，使上夾板I和下夾板2實現沿導向柱19的上下移動，導向圓柱19對上夾板I以及下夾板2的上下滑動起導向作用;在導向觸塊彈簧18、靠模5的作用下，上夾板I和下夾板2在滑動底板3之上保持有一定的高度。
[0043]將上夾板1、下夾板2和滑動底板3構件組成的組合體稱為夾爪組合體。
[0044]參見圖5，定位機構還包括定位軸13和觸塊彈簧12;定位觸塊支座14為直立的板狀;定位觸塊11為圓柱狀，軸向一端開設有定位盲孔;定位軸13固定在定位觸塊支座14上，定位軸13上套裝有觸塊彈簧12，定位觸塊11套裝在定位軸13上，觸塊彈簧12的兩端分別連接著定位觸塊支座14和定位觸塊11;實現定位觸塊11在定位軸13上的移動和回位。
[0045]上夾板I的寬度方向兩側分別對應開設有兩個U形槽23，且U形槽23的槽口向外，U形槽23的一側內壁為斜面22。
[0046]參見圖3和圖7，一對靠模包括兩塊靠模塊5，分別固定安裝在U形框架4兩側的頂部，且分別對應位于一對手爪的寬度方向的兩側;氣缸10位于U形框架4的中部，氣缸10的活塞桿通過連接板9固定連接著U形框架4內的中部。
[0047]參見圖2，滑動底板3為U形板，位于U形框架4的中部，與U形框架4呈扣合狀態;滑動底板3和U形框架4在同一平面內。滑動底板3的兩端分別開設有限位盲孔，與兩端的限位盲孔對應U形框架4內安裝有兩根限位導桿，每根限位導桿上套裝有彈簧21，通過限位盲孔和限位導桿相配合，實現滑動底板3和U形框架4之間的相對移動。
[0048]參見圖3，U形框架4相對應的兩內側壁上分別對應安裝有限位銷7，與兩側的限位銷7對應的滑動底板3的兩面上分別開設有腰形槽8，每只限位銷7的外伸端位于對應的腰形槽8內。滑動底板3和U形框架4之間的移動距離為50mm。
[0049]參見圖3和圖1，靠模塊5為矩形塊狀，與上夾板I一側的兩個U形槽23對應靠模塊5的內側面上分別設有兩個外凸的凸塊26;兩塊靠模塊5上的兩個凸塊26分別位于上夾板I兩側的兩個U形槽23內；在氣缸10的作用和U形框架4的帶動下，兩塊靠模塊5上的凸塊26分別在對應U形槽23的斜面22上移動，使上夾板I和下夾板2上下之間的間隙或增大或減小，上夾板I和下夾板2之間的間隙為1mm;增大時為松開夾持狀態，減小時為夾緊狀態。靠模塊5上分別固定安裝有兩個圓柱銷6，圓柱銷6呈水平狀，且一端外伸，圓柱銷6的外伸端壓在下夾板2的上表面上，見圖4。
[0050]將靠模板5和底板框架4構件組成的組合體稱為靠模組合體。
[0051]參見圖3，限位銷7的外伸端在腰形槽8內的往復移動距離，即為滑動底板3和U形框架4之間的往復移動距離，滑動底板3和U形框架4之間的移動距離為50mm;作用是限制夾爪組合體和靠模組合體之間相互移動的行程。
[0052]參見圖2，一對內導軌20和一對外導軌24均位于底板16上，一對內導軌20位于中部，一對外導軌24對稱位于一對內導軌20的外側。
[0053]參見圖6和圖7，與一對手爪的夾持端對應的底板16上安裝有限位支座15，限位支座15為直立的立板狀，限位支座15上安裝有限位螺釘;定位觸塊支座14的下部對應著限位螺釘，對定位觸塊支座14的移動起限位作用。
[0054]本實用新型的工作原理說明如下:
[0055]當氣缸10接入壓縮空氣系統后，可以帶動靠模組合體左右移動。
[0056]參見圖2、圖5和圖6，當滑動底板3向左移動時，限位螺釘決定了其左端的極限位置;當氣缸10推動底部框架4向右移動時，在移動初期，由于彈簧21的彈力作用，使得靠模組合體向右移動過程中，夾爪組合體并不移動，直到限位銷7移動到腰形槽8的右端，此后，靠模組合體繼續向右移動，通過限位銷7帶動夾爪組合體整體一起向右移動，直到右極限位置；當氣缸10通過連接板9帶動底部框架4從右極限位置向左移動時，靠模組合體先通過彈簧21推動滑動底板3進而帶動夾爪組合體一起向左移動，直到滑動底板3碰到限位螺釘，此后靠模組合體繼續向左移動，夾爪組合體不再一起移動，直到限位銷7移動到腰形槽8的左端，靠模組合體移動停止。在上述靠模組合體繼續向左移動、夾爪組合體因限位螺釘的作用而不再一起移動過程中，在靠模塊5和圓柱銷6的作用下，上夾板I和下夾板2完成夾緊動作，上夾板I上設置有與靠模塊5上的凸塊26接觸的U形槽23，U形槽23的側面為上休止面25，上休止面25與靠模塊5的運動方向平行，下夾板2的上側面為下休止面27，在彈簧18的作用下，靠模塊5上的凸塊26的一側在上夾板I上的U形槽23接觸且保持滑動。當凸塊26和圓柱銷6—起相對于上夾板I和下夾板2向左運動時，上夾板I向下移動直到靠模塊5上的凸塊26滑過斜面22到達夾板I上的上休止面25后停止，同時下夾板2向上移動;若上夾板I和下夾板2之間有被夾工件，則當靠模塊5和圓柱銷6—起相對于上夾板I和下夾板2向左運動時，上夾板I始終與靠模塊5上的凸塊26的一側保持滑動，而下夾板2在上移過程中夾緊被夾工件后，圓柱銷6與斜面22表面分離，此后在彈簧18作用下，下夾板2始終以恒力壓在被夾工件上以形成恒定夾緊力。彈簧18的剛度以及壓縮量可以根據被夾工件的夾緊要求設置和調節，以便獲得所需的夾緊力。適當設置腰形槽8的位置，使得靠模塊5和圓柱銷6—起相對于上夾板I和下夾板2向左運動行程中，靠模塊5上的凸塊26能走完斜面22到達上休止面25，以便實現上夾板I的精確定位。以上結構表明，上下夾板夾緊工件的高度由凸塊26決定，因而具有比較高的重復定位精度。
[0057]當定位觸頭11隨同滑動底板3—起向左移動過程中，定位觸頭11碰到被夾工件后可被壓縮后退直至圓柱銷7到達腰形槽8的左端為止，在這一過程中可以實現對被夾工件在水平面中的扶正定位。
[0058]參見圖8，本實用新型精密氣動夾持機械手爪101成對使用，兩對精密氣動夾持機械手爪101分別固定安裝在拖板102上，拖板102通過導軌103安裝在導軌座104上，直線電機的定子與導軌座104固定聯接、動子與拖板102固聯;工作時，導軌座104不動，直線電機可驅動拖板102做直線運動從而帶動本實用新型的一對精密氣動夾持機械手爪101做直線運動；工件106安放在氣浮板105產生的承載氣膜之上，兩對精密氣動夾持機械手爪101對稱分布在工件106兩側并可同時夾緊獲松開工件106;當兩對精密氣動夾持機械手爪101夾緊工件106后，在直線電機106的帶動下，工件106做直線運動通過檢測區。
【主權項】
1.一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:包括手爪夾持機構、手爪移動機構和靠模移動機構； 所述手爪夾持機構包括上下對應的一對板狀的手爪、左右對應的一對靠模和定位機構； 所述手爪移動機構包括滑動底板(3)和一對內導軌(24); 所述靠模移動機構包括U形框架(4)、氣缸(10)和一對外導軌(20); 所述一對內導軌(20)和一對外導軌(24)均位于底板(16)上，一對內導軌(20)位于中部，一對外導軌(24 )對稱位于一對內導軌(20 )的外側； 所述滑動底板(3)和U形框架(4)在同一平面內，滑動底板(3)位于U形框架(4)的中部； 所述氣缸(10)通過U形框架(4)帶動一對靠模實現沿一對外導軌(24)的往復移動，一對靠模在移動過程中控制一對手爪實現對被加工的薄板件的夾緊與松開；同時，一對手爪通過滑動底板(3)實現沿一對內導軌(20)的往復移動。2.根據權利要求1所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于: 所述板狀的一對手爪包括上下對應的上夾板(I)和下夾板(2)，所述上夾板(I)和下夾板(2 )均為H形板，長度方向的一端為夾持端； 所述下夾板(2)的底部固定連接著滑動底板(3)，滑動底板(3)的一端固定設有定位觸塊支座(14)，定位觸塊支座(14)位于一對手爪的夾持端的中部，定位觸塊支座(14)上固定設有定位觸塊(11)，定位觸塊支座(14)和定位觸塊(11)構成定位機構;下夾板(2)的頂部均布設有兩個以上的導向柱(19)，每個導向柱(19)上分別套設有導向觸塊彈簧(18)，導向觸塊彈簧(18)的兩端分別固定連接著上夾板(I)和下夾板(2)，上夾板(I)上對應開設有兩個以上的導向孔，導向孔和導向柱(19)配合，使上夾板(I)和下夾板(2)實現沿導向柱(19)的上下移動； 所述上夾板(I)的寬度方向兩側分別對應開設有兩個U形槽(23)，且U形槽(23)的槽口向外，U形槽(23)的一側內壁為斜面(22); 所述一對靠模包括兩塊靠模塊(5)，分別固定在U形框架(4)兩側的頂部，且分別對應位于一對手爪的寬度方向的兩側;所述氣缸(1 )位于U形框架(4 )的中部，氣缸(1 )的活塞桿固定連接著U形框架(4)內的中部； 所述靠模塊(5)為矩形塊狀，與上夾板(I) 一側的兩個U形槽(23)對應靠模塊(5)的一側面上分別設有兩個外凸的凸塊(26);兩塊靠模塊(5)上的兩個凸塊(26)分別位于上夾板(I)兩側的兩個U形槽(23)內；在氣缸(10)的作用和U形框架(4)的帶動下，兩塊靠模塊(5)上的凸塊(26 )分別在對應U形槽(23 )的斜面(22 )上移動，使上夾板(I)和下夾板(2 )上下之間的間隙或增大或減小，增大時為松開夾持狀態，減小時為夾緊狀態。3.根據權利要求2所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:上夾板(I)和下夾板(2)之間的間隙為10?12mm。4.根據權利要求1所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:所述定位機構包括定位觸塊支座(14)、定位觸塊(11 )、定位軸(13)和觸塊彈簧(12)；所述定位觸塊支座(14)為直立的板狀;定位觸塊(11)為圓柱狀，軸向一端開設有定位盲孔;定位軸(13)固定在定位觸塊支座(14)上，定位軸(13)上套設有觸塊彈簧(12)，定位觸塊(11)套設在定位軸(13)上，觸塊彈簧(12)的兩端分別連接著支座(14)和定位觸塊(11);實現定位觸塊(I I)在定位軸(13)上的移動和回位。5.根據權利要求1所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:與一對手爪的夾持端對應的底板(16)上設有限位支座(15)，限位支座(15)為直立的立板狀;限位支座(15)的上部對應著定位觸塊支座(14)的下部，對定位觸塊支座(14)的移動起限位作用。6.根據權利要求1所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:所述外導軌(24)和內導軌(20)上分別配合設有滑塊，所述配合為燕尾塊和燕尾槽的配合。7.根據權利要求1所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:所述靠模塊(5)上分別設有兩個圓柱銷(6)，圓柱銷(6)呈水平狀，且一端外伸，圓柱銷(6)的外伸端壓在下夾板(2)的上表面上，下夾板(2)的上表面為下休止面(27)。8.根據權利要求1所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:所述U形框架(4)相對應的兩內側壁上分別對應設有限位銷(7)，與兩側的限位銷(7)對應的滑動底板(3)的兩面上分別開設有腰形槽(8)，每只限位銷(7)的外伸端位于對應的腰形槽(8)內；限位銷(7)的外伸端在腰形槽(8)內的往復移動距離，即為滑動底板(3)和U形框架(4)之間的往復移動距離。9.根據權利要求1所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:所述滑動底板(3)為U形板，與U形框架(4)呈扣合狀態;滑動底板(3)的兩端分別開設有限位盲孔，與兩端的限位盲孔對應U形框架(4)內設有兩根限位導桿，每根限位導桿上套設有彈簧(21)，通過限位盲孔和限位導桿相配合，實現滑動底板(3)和U形框架(4)之間的相對移動。10.根據權利要求8所述的一種用于薄板類工件的精密氣動夾持機械手爪，其特征在于:所述滑動底板(3)和U形框架(4)之間的移動距離為50?60mm。
【文檔編號】B23Q3/08GK205520613SQ201620277653
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】黃斌, 易嘉靖, 陶佳月, 李鵬濤, 陸雙雙, 郝最, 楊廣文
【申請人】合肥工業大學