紧凑型多工位气动工装的制作方法

本发明涉及一种紧凑型多工位气动工装。

背景技术：

现数控铣床或加工中心上所用的夹具多为通用夹具，不能满足大批量或高精度的实际使用要求，拆卸工件占用工作时间比例偏高。有些工厂采用在机床的有限行程内安装多个通用夹具，这种方法在一定程度上解决了拆卸工件占用的时间比，但这种方法不能解决在工装调试阶段的软肋，整个调试时间中基本都是重复劳动，不能保证通用夹具与通用夹具的互换性，不能实现工装的自动夹紧，不能实现工装的自动松开，调试人员痛苦不已。有些数控机床采用交换工作台的方式实现机外拆装工件，总体来说耗资巨大，交换后零件的实际位置存在不可避免的误差。亟待有一种夹具或工装解决以上种种问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种紧凑型多工位气动工装，它能够实现工件的自动夹持且夹持牢靠、夹持范围大。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种紧凑型多工位气动工装，它包括工装底板，以及安装在工装底板上的自锁气缸和夹持手爪，所述每个夹持手爪均由对应的自锁气缸控制，并且自锁气缸的气路连通在一起；

所述夹持手爪包括固定手爪、活动手爪以及活动手爪保持座，所述固定手爪和活动手爪保持座均固定连接在工装底板上，活动手爪滑动连接在活动手爪保持座上，并且活动手爪沿活动手爪保持座滑动的轨迹为斜线，所述活动手爪的底部开有斜轨道槽；

所述自锁气缸的活动杆与一斜顶固定连接，所述斜顶插在所述活动手爪的斜轨道槽内，并在斜轨道槽内上下滑动从而带动活动手爪倾斜方向地上下直线运动，实现夹持手爪的打开与闭合。

进一步，所述活动手爪底部的斜轨道槽相对于竖直方向的倾斜角度范围为40°～50°。

进一步为了扩大夹持的范围，所述固定手爪的夹持面上设置有多个夹持台阶，所述活动手爪的夹持面的对应位置处也设置有夹持台阶，且一对夹持台阶的夹持尺寸从下到上依次增大。

进一步，所述自锁气缸的活动杆与斜顶通过螺纹固定连接。

进一步为了夹持更加稳固，所述固定手爪包括第一手爪和第二手爪，并且所述第一手爪和第二手爪相垂直分布；所述活动手爪包括第三手爪和第四手爪，并且所述第三手爪和第四手爪相垂直分布。

进一步，所述斜顶包括位于顶部的顶块和位于顶块下部的顶杆，所述斜轨道槽具有用于容置顶块的空腔，当斜顶向上移动时，顶块顶住空腔向上推动活动手爪，当斜顶向下移动时，顶块卡在空腔底部向下拉动活动手爪。

进一步，所述自锁气缸和夹持手爪均设置有十二个。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

1)本发明采用自锁气缸，通过气路连接可以实现自锁，即使外部气压为零也能牢牢抱紧工件，多个自锁气缸能够同时伸出同时缩回；自锁气缸推动活动手爪在活动手爪保持座上倾斜地滑动，当活动手爪向下滑动时，活动手爪与固定手爪能够夹持住工件，当活动手爪向上滑动时，活动手爪远离固定手爪，工件被松开；

2)本发明的固定手爪与活动手爪的夹持面上设置有多对夹持台阶，能够夹持不同尺寸的工件，虽然自锁气缸的总行程有限，但是通过固定手爪与活动手爪上的不同尺寸夹持台阶可以实现在较大范围内夹持不同尺寸的工件；

3)本发明的活动手爪保持座限定了活动手爪的部分自由度，使活动手爪只能沿倾斜角度在活动手爪保持座上滑动，同时也为活动手爪提供导向作用；

4)本发明的固定手爪和活动手爪保持座在整个工装中的位置固定，因此在实际应用中只要设置一次整个工装的位置，12个工位就可以反推得到唯一的位置，为整个工艺工程节省了时间，同时也保证了工位与工位间的位置精度，保证了最终加工产品的合格率。

附图说明

图1为本发明的自锁气缸和夹持手爪的装配图；

图2为图1的a-a剖面图；

图3为本发明的活动手爪的俯视图；

图4为图3的b-b剖面图；

图5为本发明的固定手爪的立体结构示意图；

图6为本发明的固定手爪的俯视图；

图7为本发明的底板的俯视图；

图8为本发明的使用状态图；

图中，1、固定手爪，1-1、第一手爪，1-2、第二手爪，2、活动手爪，2-1、第三手爪，2-2、第四手爪，2-3、斜轨道槽，3、活动手爪保持座，4、斜顶，5、自锁气缸，6、工装底板，7、夹持台阶，8、工件。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图7所示，一种紧凑型多工位气动工装，它包括工装底板6，以及安装在工装底板6上的自锁气缸5和夹持手爪，所述每个夹持手爪均由对应的自锁气缸5控制，并且自锁气缸5的气路连通在一起；

所述夹持手爪包括固定手爪1、活动手爪2以及活动手爪保持座3，所述固定手爪1和活动手爪保持座3均固定连接在工装底板6上，活动手爪2滑动连接在活动手爪保持座3上，并且活动手爪2沿活动手爪保持座3滑动的轨迹为斜线，所述活动手爪2的底部开有斜轨道槽2-3；

本发明的活动手爪2通过滑轨和滑轨槽滑配在活动手爪保持座3上，并且活动手爪2沿活动手爪保持座3倾斜地上下直线滑动；活动手爪保持座3限定了活动手爪2的部分自由度，同时为活动手爪2提供导向作用；

所述自锁气缸5的活动杆与一斜顶4固定连接，所述斜顶4插在所述活动手爪2的斜轨道槽2-3内，并在斜轨道槽2-3内上下滑动从而带动活动手爪2倾斜方向地上下直线运动，实现夹持手爪的打开与闭合。

本发明采用自锁气缸5，通过气路连接可以实现自锁，即使外部气压为零也能牢牢抱紧工件，多个自锁气缸5能够同时伸出同时缩回；自锁气缸5推动活动手爪2在活动手爪保持座3上倾斜地滑动，当活动手爪2向下滑动时，活动手爪2与固定手爪1能够夹持住工件8，当活动手爪2向上滑动时，活动手爪2远离固定手爪1，工件8被松开。

可选地，如图1至图4所示，所述活动手爪2底部的斜轨道槽2-3相对于竖直方向的倾斜角度范围为40°～50°，最优选地，当斜轨道槽2-3相对于竖直方向的倾斜角度为45°时，斜顶4推动活动手爪2上下滑动最省力，所需自锁气缸5的功率最小。

优选地，为了扩大夹持范围，如图1至图8所示，所述固定手爪1的夹持面上设置有多个夹持台阶7，所述活动手爪2的夹持面的对应位置处也设置有夹持台阶7，且一对夹持台阶7的夹持尺寸从下到上依次增大。多对夹持台阶7用于夹持不同尺寸的工件8，如图8所示，位于下部的夹持台阶7适用于夹持小尺寸的工件，位于上部的夹持台阶7适用于夹持大尺寸的工件，较大的扩展了本工装的夹持范围。

可选地，所述自锁气缸5的活动杆与斜顶4通过螺纹固定连接，自锁气缸5的伸出与缩回转化为斜顶4的伸出与缩回。

优选地，如图3、图4、图5、图6所示，所述固定手爪1包括第一手爪1-1和第二手爪1-2，并且所述第一手爪1-1和第二手爪1-2相垂直分布；所述活动手爪2包括第三手爪2-1和第四手爪2-2，并且所述第三手爪2-1和第四手爪2-2相垂直分布。固定手爪1和活动手爪2的直角结构更适用于夹持方形的工件。

优选地，如图2所示，所述斜顶4包括位于顶部的顶块和位于顶块下部的顶杆，所述斜轨道槽2-3具有用于容置顶块的空腔，当斜顶4向上移动时，顶块顶住空腔向上推动活动手爪2，当斜顶4向下移动时，顶块卡在空腔底部向下拉动活动手爪2。

可选地，如图8所示，所述自锁气缸5和夹持手爪均设置有十二个，自锁气缸5和夹持手爪构成夹持单元，当然可以根据实际需要设置不同数量的夹持单元。

本发明的使用寿命直接取决于活动手爪保持座3，所以活动手爪保持座3采用力学性能较好和热处理性能较好的材料制成，足以保证本套工装的使用寿命。活动手爪保持座3与活动手爪2采用较高的制造精度与装配精度，为整套夹具的定位精度打下基础。

本发明的工作原理如下：

自锁气缸5的活动杆伸出与缩回带动斜顶4倾斜地在斜轨道槽2-3内来回移动，推动活动手爪2在活动手爪保持座3上倾斜地滑动，活动手爪2被活动手爪保持座3限制了其他的自由度，只能沿着既定的方向运动，所以斜顶4的上下往复运动就转化成了活动手爪2沿倾斜方向的上下直线运动，当活动手爪2向下运动时，活动手爪2与固定手爪1能够夹持住工件，当活动手爪2向上运动时，活动手爪2远离固定手爪1，工件8被松开。

本发明能够实现在有限的工作行程内实现尽可能多的安装工件，实现工件的自动定位，自动夹紧，自动松开，且加工工程中夹紧力始终牢靠，实现自锁，工作中无论有无压缩空气都能牢牢抱紧工件。

本发明的固定手爪1与活动手爪2的夹持面上设置有多对夹持台阶7，能够夹持不同尺寸的工件，虽然自锁气缸5的总行程有限，但是通过固定手爪1与活动手爪2上的不同尺寸夹持台阶7可以实现在较大范围内夹持不同尺寸的工件。

本发明的活动手爪保持座3限定了活动手爪2的部分自由度，使活动手爪2只能沿倾斜角度在活动手爪保持座3上滑动，同时也为活动手爪2提供导向作用。

本发明的固定手爪1和活动手爪保持座3在整个工装中的位置固定，因此在实际应用中只要设置一次整个工装的位置，12个工位就可以反推得到唯一的位置，为整个工艺工程节省了时间，同时也保证了工位与工位间的位置精度，保证了最终加工产品的合格率。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。