CN120155939A - 多功能缸体夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能缸体夹具，包括夹具支架（1），所述夹具支架（1）与机器人连接，所述夹具支架（1）上设置有第一夹紧机构（2）和第二夹紧机构（3），所述夹具支架（1）的底部设有定位机构（4）；所述定位机构（4）与缸体顶面的销孔插接配合，所述第一夹紧机构（2）和所述第二夹紧机构（3）分别通过缸孔插入所述缸体内，并与曲轴箱毛坯面抵接。本发明能够满足不同缸体的抓取，而且结构简单，操作方便，投入成本低。

Description

多功能缸体夹具

技术领域

本发明涉及一种夹具，特别是一种多功能缸体夹具。

背景技术

在汽车制造领域，自动化是必不可少的，自动化一方面可以提高生产线的效率，同时也可有效的保证产品生产的质量。另一方面，产品开发要满足不同消费者的需求，产品往往是多元化的，并且更新换代快，就要求生产线有一定的柔性，能够满足不同产品的生产。因此设计一种简单、可靠的夹具用于机器人等自动化设备的上料就显得尤为重要。

目前采用机器人上下料，缸体夹具夹紧缸体的顶底面或者顶面进排气侧凸台，目前缸体夹具专用，不同的缸体夹具不能通用，因此需要设计大量的缸体夹具，采用夹具快换接头进行夹具之间的切换。

不同型号的缸体更换不同的夹具投资大，需要设置不同的夹具放置架，生产线占地面积大，同时可能会导致机器人覆盖的区域不够。夹具切换时影响生产效率。频繁的更换夹具也需要增加人力的投入，同时对设备的保养要求较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能缸体夹具，以解决现有技术中的技术问题，它能够满足不同缸体的抓取，而且结构简单，操作方便，投入成本低。

本发明提供了一种多功能缸体夹具，包括夹具支架，所述夹具支架与机器人连接，所述夹具支架上设置有第一夹紧机构和第二夹紧机构，所述夹具支架的底部设有定位机构；所述定位机构与缸体顶面的销孔插接配合，所述第一夹紧机构和所述第二夹紧机构分别通过缸孔插入所述缸体内，并与曲轴箱毛坯面抵接。

前述的多功能缸体夹具中，优选地，所述夹具支架包括机器人连接法兰、连接架和安装板，所述连接架的下端与所述安装板的中部固定连接，所述连接架的上端与所述机器人连接法兰固定连接。

前述的多功能缸体夹具中，优选地，所述第一夹紧机构与所述第二夹紧机构结构完全相同，二者均包括水平位置调节组件、旋转气缸和夹紧气缸，所述旋转气缸通过所述水平调节组件安装在所述安装板上，所述安装板上开设有两个腰型孔，两个所述腰型孔位于所述连接架的两侧，所述旋转气缸的顶部固设有连接板，所述夹紧气缸固设在所述连接板上，且所述夹紧气缸上连接有杆，所述杆贯穿于所述连接板、所述旋转气缸和所述腰型孔，所述杆的下端安装有夹紧块。

前述的多功能缸体夹具中，优选地，所述水平位置调节组件包括气缸安装支架、夹紧机构变位气缸、固定支架、滑轨和滑块，所述滑轨固定在所述安装板上，所述腰型孔的两侧均设置有所述滑轨，所述滑轨与所述腰型孔的长对称轴平行，所述固定支架的底部设置有所述滑块，所述滑块安装在所述滑轨且二者滑动配合，所述旋转气缸的下端固定在所述固定支架上，所述气缸安装支架沿竖向布置，且固定在所述连接架的侧壁上，所述夹紧机构变位气缸固定在所述气缸安装支架上，所述夹紧机构变位气缸的伸缩端与所述固定支架连接。

前述的多功能缸体夹具中，优选地，所述杆的下端具有螺纹安装柱，所述螺纹安装柱的直径小于所述杆的直径，所述夹紧块安装在所述螺纹安装柱上并通过锁紧螺母固定。

前述的多功能缸体夹具中，优选地，所述定位机构包括第一定位机构变位组件、第二定位机构变位组件和定位块，所述定位块固定在所述安装板的底部，所述第一定位机构变位组件靠近所述安装板的其中一个长边设置，所述第二定位机构变位组件靠近所述安装板的另一个长边设置。

前述的多功能缸体夹具中，优选地，所述第一定位机构变位组件与所述第二定位机构变位组件的结构相同，二者均包括推拉气缸、支撑滑块、第一定位销、第二定位销、固定块、弹簧、挡板、盖板和定位销限位块，所述推拉气缸通过气缸支架固定在所述安装板的底部，所述固定块固定在所述安装板的底部，所述固定块上开设有两个定位销安装孔，所述第一定位销和所述第二定位销分别与两个所述定位销安装孔插接连接，两个所述定位销安装孔内均设有所述弹簧，所述固定块的底面上开设有凹槽，所述支撑滑块滑动安装在所述凹槽内，所述支撑滑块的一端通过连接杆与所述推拉气缸的活塞杆连接，所述定位销限位块、所述挡板和所述盖板通过螺栓固定在所述固定块的底部。

前述的多功能缸体夹具中，优选地，所述第一定位销和所述第二定位销上均固设有两个挡圈，两个所述挡圈之间的间距等于所述支撑滑块的厚度，所述支撑滑块上开设有中间大两端小的异形通孔，所述异形通孔的两端宽度等于所述第一定位销和所述第二定位销的直径，所述异形通孔的中间宽度等于所述挡圈的外径。

与现有技术相比，本发明通过定位机构与缸体顶面的销孔插接配合，实现与缸体有效定位，并通过第一夹紧机构与第二夹紧机构的配合夹紧曲轴箱毛坯面，从而实现对缸体的抓取，再通过机器人对缸体进行移位，在第一夹紧机构与第二夹紧机构的配合下可以实现对不同型号的缸体的抓取工作，实现了不同型号缸体的自动化搬运，有效提高了生产效率，降低了生产线的投资。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的左侧视图；

图4是本发明的主视图；

图5是夹具支架的轴测图；

图6是第一夹紧机构的轴测图；

图7是本发明的仰视图；

图8是本发明另一角度的轴测图；

图9是第一定位机构变位组件的局部结构示意图；

图10是第一定位机构变位组件的剖视图。

附图标记说明：夹具支架1、第一夹紧机构2、第二夹紧机构3、定位机构4、机器人连接法兰5、连接架6、安装板7、旋转气缸8、夹紧气缸9、伸缩杆10、腰型孔11、连接板12、夹紧块13、气缸安装支架14、夹紧机构变位气缸15、固定支架16、滑轨17、滑块18、锁紧螺母19、第一定位机构变位组件20、第二定位机构变位组件21、定位块22、推拉气缸23、支撑滑块24、第一定位销25、第二定位销26、固定块27、弹簧28、挡板29、盖板30、连接杆31、挡圈32、异形通孔33、气检块34、定位销限位块35、侧挡板36、下通过孔37、上通过孔38、套39、限位块40、衬套41。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明的实施例：如图1-图10所示，一种多功能缸体夹具，包括夹具支架1，夹具支架1与机器人连接，夹具支架1上设置有第一夹紧机构2和第二夹紧机构3，夹具支架1的底部设有定位机构4；定位机构4与缸体顶面的销孔插接配合，第一夹紧机构2和第二夹紧机构3分别通过缸孔插入缸体内，并与曲轴箱毛坯面抵接。

具体地，夹具支架1包括机器人连接法兰5、连接架6和安装板7，连接架6的下端与安装板7的中部固定连接，连接架6的上端与机器人连接法兰5固定连接。

机器人连接法兰5为圆盘状结构，机器人连接法兰5上开设有一圈安装孔，使用螺栓组件穿过安装孔将机器人连接法兰5与机器人固定连接在一起。机器人为现有产品，可直接购买获得，机器人用于控制多功能缸体夹具抓取或释放缸体，抓取缸体后通过机器人可以改变缸体的位置，实现缸体的自动化搬运。机器人的具体结构和工作原理均为现有技术，不属于本发明的保护范围，本实施例不再赘述。

安装板7为矩形平板结构，安装板7用于固定第一夹紧机构2、第二夹紧机构3和定位机构4。安装板7的两个长侧边上固设有侧挡板36，侧挡板36能够起到对第一夹紧机构2和第二夹紧机构3的下端的保护作用，防止发生磕碰。

安装板7上开设有两个腰型孔11，两个腰型孔11位于连接架6的两侧，为了提高本发明的通用性，本发明中的第一夹紧机构2和第二夹紧机构3的位置可调，因此需要设计两个腰型孔11以保证第一夹紧机构2和第二夹紧机构3移动时不会受阻。通过对第一夹紧机构2和第二夹紧机构3的位置进行调整，使本发明能够适用于不同型号缸体的夹紧，提高通用性。

安装板7的中心位置开设有一个下通过孔37，连接架6内部为空心结构，连接架6的上端和的下端均为敞开结构，机器人连接法兰5的中心位置开设有上通过孔38，导线、气管等可顺次穿过上通过孔38、连接架6的内部、下通过孔37延伸至安装板7的底部并与安装板7底部的相关结构进行连接以提供电能和压缩气体。

进一步，第一夹紧机构2与第二夹紧机构3结构完全相同，二者均包括水平位置调节组件、旋转气缸8和夹紧气缸9，旋转气缸8通过水平调节组件安装在安装板7上，旋转气缸8的顶部固设有连接板12，夹紧气缸9固设在连接板12上，且夹紧气缸9上连接有杆10，杆10贯穿于连接板12、旋转气缸8和腰型孔11，杆10的下端具有螺纹安装柱，螺纹安装柱的直径小于杆10的直径，这样在二者的连接位置形成一个限位凸台，夹紧块13安装在螺纹安装柱上并通过锁紧螺母19固定。

为了保证杆10能够顺畅地上下移动和转动，在安装板7上固设有无油衬套和套39，杆10既可以在套39内上下滑动，也可以在套39内转动。

水平位置调节组件用于调节杆10的位置，从而改变第一夹紧机构2上的杆10与第二夹紧机构3上的杆10之间的间距，从而适用于不同型号的缸体。

旋转气缸8和夹紧气缸9均为市售产品，可直接购买获得，夹紧气缸9用于调节杆10在竖直方向上的位置，旋转气缸8用于驱动杆10旋转，通过杆10的旋转实现夹紧块13角度的调节。

进一步，水平位置调节组件包括气缸安装支架14、夹紧机构变位气缸15、固定支架16、滑轨17和滑块18，滑轨17固定在安装板7上，腰型孔11的两侧均设置有滑轨17，滑轨17与腰型孔11的长对称轴平行，且滑轨17与安装板7的长边平行，固定支架16的底部设置有滑块18，滑块18安装在滑轨17上且二者滑动配合，旋转气缸8的下端固定在固定支架16上，气缸安装支架14沿竖向布置，且固定在连接架6的侧壁上，夹紧机构变位气缸15固定在气缸安装支架14上，夹紧机构变位气缸15的活塞杆与固定支架16连接。

需要说明的是，滑块18在滑轨17上可以顺畅移动且不会在竖直方向上与滑轨17脱离，通过滑块18与滑轨17的配合，可以保证第一夹紧机构2和第二夹紧机构3变位顺畅。

需要变位时，夹紧机构变位气缸15的活塞杆带动固定支架16移动，通过滑块18在滑轨17的滑动配合使固定支架16能够顺畅地移动，在移动时带着其上的旋转气缸8和夹紧气缸9同步移动，从而改变杆10的位置。

为了防止滑块18从滑轨17远离夹紧机构变位气缸15的一端脱离，优选在安装板7的宽边上固设有限位块40。限位块40可以阻挡固定支架16，一方面使固定支架16能定位精准，另一方面能够防止固定支架16移动过度。

进一步，定位机构4包括第一定位机构变位组件20、第二定位机构变位组件21和定位块22，定位块22固定在安装板7的底部，第一定位机构变位组件20靠近安装板7的其中一个长边设置，第二定位机构变位组件21靠近安装板7的另一个长边设置。

需要说明的是，定位块22的数量为多个，而且定位块22具有不同的形状，定位块22的形状和位置根据实际需求进行选择和设置。请参考图7，在安装板7的一组对角上分别设置一个圆柱状的定位块22，在安装板7的底面中心位置设置一个长方体状的定位块22，在安装板7底面两个短边的边缘处分别设置一个长条状的定位块22，为了保证定位块22与缸体顶面紧密贴合，本实施例还设置了两个气检块34，这两个气检块34与两个长条状的定位块22配合使用，当定位块22与缸体顶面紧密贴合时，定位块22受压变形从而完全封堵住气检块34的出气端，气检块34内具有气压传感器，由于气检块34的出气端被完全封堵住，气检块34内的气压值会升至预设值，机器人获取该压力信号就可判断出此时定位块22与缸体顶面紧密贴合。如果定位块22与缸体顶面没有紧密贴合，则定位块22无法与气检块34的出气端连接，或者无法完全封堵住气检块34，气检块34内的气体压力无法达到预设值，机器人获取该压力信号就可判断出此时定位块22没有完全与缸体顶面紧密贴合。

更进一步，第一定位机构变位组件20与第二定位机构变位组件21的结构相同，二者均包括推拉气缸23、支撑滑块24、第一定位销25、第二定位销26、固定块27、弹簧28、挡板29、盖板30和定位销限位块35，推拉气缸23通过气缸支架27固定在安装板7的底部，固定块27固定在安装板7的底部，固定块27上开设有两个定位销安装孔，第一定位销25和第二定位销26分别与两个定位销安装孔插接连接，两个定位销安装孔内均设有弹簧28，固定块27的底面上开设有凹槽，支撑滑块24滑动安装在凹槽内，支撑滑块24的一端通过连接杆31与推拉气缸23的活塞杆连接，定位销限位块35、挡板29和盖板30通过螺栓固定在固定块27的底部，为了保证第一定位销25和第二定位销26能够顺畅移动，在定位销限位块35的定位销安装孔内设置有两个衬套41，需要说明的是，挡板29和盖板30上均开设有两个供第一定位销25和第二定位销26通过的孔。

第一定位销25和第二定位销26上均固设有两个挡圈32，两个挡圈32之间的间距等于支撑滑块24的厚度，支撑滑块24上开设有中间大两端小的异形通孔33，异形通孔33两端的宽度等于第一定位销25和第二定位销26的直径，异形通孔33中间的宽度等于挡圈32的外径。

定位销限位块35安装在固定块27上限制支撑滑块24的竖向位置，使支撑滑块24仅能够在固定块27底面的凹槽内水平移动，定位销限位块35上的两个衬套41的直径小于挡圈32的外径，因此挡圈32与定位销限位块35的顶面接触后无法继续移动，因此定位销限位块35还能够起到限制第一定位销25和第二定位销26最大可下移位置的作用。

需要说明的是第一定位机构变位组件20与第二定位机构变位组件21结构相同，二者的工作原理完全相同，但是它们上面的第一定位销25和第二定位销26的布置位置稍有不同。

第一定位机构变位组件20和第二定位机构变位组件21在工作时其上只有一个定位销工作，另一个定位销不工作。通过改变定位销的工作状态可以对不同型号的缸体进行定位。

本发明的工作原理：工作时，旋转气缸8、夹紧气缸9、夹紧机构变位气缸15、推拉气缸23和气检块34的工作状态均通过机器人控制，机器人获取待抓取缸体的具体型号后，首先调整第一定位机构变位组件20和第二定位机构变位组件21的状态。当推拉气缸23的活塞杆伸出时，支撑滑块24向远离推拉气缸23的方向移动，异形通孔33靠近推拉气缸23的一端与第二定位销26接触，此时第二定位销26上的挡圈32无法穿过异形通孔33，被支撑滑块24支撑住，与此同时第一定位销25处于异形通孔宽度较大的区域，第一定位销25与缸体顶面接触时向固定块27上的定位销安装孔内移动并同时挤压弹簧28，第二定位销26由于受到了支撑滑块24的支撑，第二定位销26则插入缸体内的定位孔中。

当需要使用第一定位销25与缸体上的定位孔插接时，控制推拉气缸23收缩，支撑滑块24向靠近推拉气缸23的方向移动，异形通孔33远离推拉气缸23的一端与第一定位销25接触，此时第一定位销25上的挡圈32无法穿过异形通孔33，被支撑滑块24支撑住，与此同时第二定位销26处于异形通孔宽度较大的区域，第二定位销26与缸体顶面接触时向固定块27上的定位销安装孔内移动并同时挤压弹簧28，第一定位销25由于受到了支撑滑块24的支撑，第一定位销25不产生轴向移动，能够顺利插入缸体内的定位孔中。

调整好第一定位机构变位组件20和第二定位机构变位组件21的状态后，根据缸体型号调整第一夹紧机构2和第二夹紧机构3的位置，从而使第一夹紧机构2和第二夹紧机构3上的杆10能够准确插入到缸体的缸孔内。

需要变位时，夹紧机构变位气缸15的活塞杆带动固定支架16移动，通过滑块18在滑轨17的滑动配合使固定支架16能够顺畅地移动，在移动时带着其上的旋转气缸8和夹紧气缸9同步移动，从而改变杆10的位置。

以四缸缸体为例，机器人带着本发明与缸体连接，第一夹紧机构2上的杆10插入缸体的一缸缸孔，第二夹紧机构3上的杆10插入缸体的四缸缸孔，由于杆10在缸孔内是偏心的，因此杆10在插入缸孔的过程中不会产生干涉。连接到位后先通过气检块34检测各个定位块22是否与缸体的顶面紧密贴合。如果紧密贴合则控制旋转气缸8工作，使杆10旋转90°，然后控制夹紧气缸9收缩，使夹紧块13与缸体的曲轴箱毛坯面贴合，完成缸体的夹紧。然后机器人将缸体搬运到预设位置。缸体的释放是抓取的逆过程，此处不再赘述。

发明能够满足不同类型和不同平台的缸体的定位夹紧，方便不同缸体的自动化搬运，有效的提高了生产效率，降低了生产线的投资。本发明结构简单，操作方便，安全环保，使用可靠，具有较高的推广意义。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多功能缸体夹具，包括夹具支架（1），其特征在于：所述夹具支架（1）与机器人连接，所述夹具支架（1）上设置有第一夹紧机构（2）和第二夹紧机构（3），所述夹具支架（1）的底部设有定位机构（4）；所述定位机构（4）与缸体顶面的销孔插接配合，所述第一夹紧机构（2）和所述第二夹紧机构（3）分别通过缸孔插入所述缸体内，并与曲轴箱毛坯面抵接。

2.根据权利要求1所述的多功能缸体夹具，其特征在于：所述夹具支架（1）包括机器人连接法兰（5）、连接架（6）和安装板（7），所述连接架（6）的下端与所述安装板（7）的中部固定连接，所述连接架（6）的上端与所述机器人连接法兰（5）固定连接。

3.根据权利要求2所述的多功能缸体夹具，其特征在于：所述第一夹紧机构（2）与所述第二夹紧机构（3）结构完全相同，二者均包括水平位置调节组件、旋转气缸（8）和夹紧气缸（9），所述旋转气缸（8）通过所述水平调节组件安装在所述安装板（7）上，所述安装板（7）上开设有两个腰型孔（11），两个所述腰型孔（11）位于所述连接架（6）的两侧，所述旋转气缸（8）的顶部固设有连接板（12），所述夹紧气缸（9）固设在所述连接板（12）上，且所述夹紧气缸（9）上连接有杆（10），所述杆（10）贯穿于所述连接板（12）、所述旋转气缸（8）和所述腰型孔（11），所述杆（10）的下端安装有夹紧块（13）。

4.根据权利要求3所述的多功能缸体夹具，其特征在于：所述水平位置调节组件包括气缸安装支架（14）、夹紧机构变位气缸（15）、固定支架（16）、滑轨（17）和滑块（18），所述滑轨（17）固定在所述安装板（7）上，所述腰型孔（11）的两侧均设置有所述滑轨（17），所述滑轨（17）与所述腰型孔（11）的长对称轴平行，所述固定支架（16）的底部设置有所述滑块（18），所述滑块（18）安装在所述滑轨（17）上且二者滑动配合，所述旋转气缸（8）的下端固定在所述固定支架（16）上，所述气缸安装支架（14）沿竖向布置，且固定在所述连接架（6）的侧壁上，所述夹紧机构变位气缸（15）固定在所述气缸安装支架（14）上，所述夹紧机构变位气缸（15）的伸缩端与所述固定支架（16）连接。

5.根据权利要求4所述的多功能缸体夹具，其特征在于：所述杆（10）的下端具有螺纹安装柱，所述螺纹安装柱的直径小于所述杆（10）的直径，所述夹紧块（13）安装在所述螺纹安装柱上并通过锁紧螺母（19）固定。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多功能缸体夹具，其特征在于：所述定位机构（4）包括第一定位机构变位组件（20）、第二定位机构变位组件（21）和定位块（22），所述定位块（22）固定在所述安装板（7）的底部，所述第一定位机构变位组件（20）靠近所述安装板（7）的其中一个长边设置，所述第二定位机构变位组件（21）靠近所述安装板（7）的另一个长边设置。

7.根据权利要求6所述的多功能缸体夹具，其特征在于：所述第一定位机构变位组件（20）与所述第二定位机构变位组件（21）的结构相同，二者均包括推拉气缸（23）、支撑滑块（24）、第一定位销（25）、第二定位销（26）、固定块（27）、弹簧（28）、挡板（29）、盖板（30）和定位销限位块（35），所述推拉气缸（23）通过气缸支架（27）固定在所述安装板（7）的底部，所述固定块（27）固定在所述安装板（7）的底部，所述固定块（27）上开设有两个定位销安装孔，所述第一定位销（25）和所述第二定位销（26）分别与两个所述定位销安装孔插接连接，两个所述定位销安装孔内均设有所述弹簧（28），所述固定块（27）的底面上开设有凹槽，所述支撑滑块（24）滑动安装在所述凹槽内，所述支撑滑块（24）的一端通过连接杆（31）与所述推拉气缸（23）的活塞杆连接，所述定位销限位块（35）、所述挡板（29）和所述盖板（30）通过螺栓固定在所述固定块（27）的底部。

8.根据权利要求7所述的多功能缸体夹具，其特征在于：所述第一定位销（25）和所述第二定位销（26）上均固设有两个挡圈（32），两个所述挡圈（32）之间的间距等于所述支撑滑块（24）的厚度，所述支撑滑块（24）上开设有中间大两端小的异形通孔（33），所述异形通孔（33）两端的宽度等于所述第一定位销（25）和所述第二定位销（26）的直径，所述异形通孔（33）中间的宽度等于所述挡圈（32）的外径。