一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构的制作方法

本实用新型涉及工装技术领域，具体是一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构。

背景技术：

在工装领域，定位夹紧机构的结构形式通常要根据工件的形状及所需功能进行设计，以满足工件的定位夹紧和上下料要求，对于一些工件，可能需要工人将所有工件上到工装夹具基准上并保证接近焊接生产位置，同时在多个方向对其进行夹紧固定，并且在人工取件前要初步退料，定位夹紧机构的结构则较为复杂，例如，车辆保险杠吸能盒的焊接生产中、吸能盒焊接工艺中，在焊接之前，需要将吸能盒、保险杠本体依次放到工装夹具定位基准上，然后定位夹紧机构将吸能盒及保险杠本体压紧定位好，再然后对保险杠和吸能盒进行焊接生产，焊接完成后夹具拔销夹紧打开起到脱料的作用，最后工人将焊接完成的保险杠总成取走，定位方式一般是在吸能盒下方做固定支持结构和活动拔销机构，然后在两侧做两个夹紧机构来定位，如图1所示，由于吸能盒四周都需要焊接都有焊缝，焊接变形厉害，为了保证焊接精度定位机构需要做的足够牢靠，从而导致机构很繁琐庞大经常会影响焊接时的焊枪可达性使少数地方焊不到位或者焊接质量不好。

另外，由于保险杠总成是长条形，在上保险杠本体时比较困难，上本体时如果吸能盒定位机构不夹紧的话，上本体过程中经常会将吸能盒碰走位或者直接碰脱离夹具，即使在上本体件时吸能盒定位夹紧定位好，装本体件也很困难，因为工人要在对准本体的定位机构的同时还得同时对准两头距离很远的两个吸能盒搭接口，大大增加了工人操作难度，而且吸能盒又在两头且焊缝集中变形大，焊接完成后工人取件很困难，常规解决方案就是在吸能盒下方做活动拔销机构来处理，这样会使吸能盒的定位结构特别繁琐累赘，也加大了夹具重量对变位机的负载和使用寿命都有一定的影响，同时也负面影响了两侧夹紧机构的定位可靠性，因为它占用了部分空间让加紧机构的设计空间更小了导致其定位可靠性和强度等级降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构，以解决现有技术中提出的的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构，包括连接座一、连接座二、导向座、导向轴、限位块一、限位块二、气缸，所述导向座位于整套装置的最下端，所述导向座一侧固定安装有连接座一，所述导向座另一侧固定安装有连接座二，所述导向座、连接座一、连接座二起到承载本装置其他部件的作用，所述导向座内部开设有竖直方向的导向孔，所述导向孔内固定安装有导向轴，所述导向轴与导向孔之间固定安装有夹具衬套，可使导向轴与导向孔之间的衔接更为稳固，所述导向轴有两根，所述一根导向轴下端与限位块一锁紧连接，所述另一根导向轴下端与限位块二锁紧连接，号限位块配合限制住号连接板上升位置，保证每次号连接板都能到到且只到此位置，并防止号连接板向上运动过头而导致死点结构不自锁，所述导向座下端开设有凹槽，所述凹槽内固定安装有气缸，气缸是本装置的主要动力来源。

所述导向轴上端固定安装有连接板，连接板起到承载其他部件的作用，所述气缸上端固定安装有连接块二，所述连接块二上端与连接板固定连接。

所述连接板上方一侧固定安装有l型调整块一，所述l型调整块侧方固定安装有副定位组件，所述连接板上方与l型调整块一同侧固定安装有l型调整块二，所述l型调整块二侧方固定安装有主定位组件，上述主定位组件和副定位组件均可独立三向可调节，上下方向在组件与号连接板安装面处调节，前后方向和左右方向在组件与对应的l型调整块两贴合面处调节。

所述副定位组件包括托面销一、球头支撑一、球头支撑二，连接块，所述连接块位于副定位组件的最下端，所述连接块上表面中部固定安装有托面销一，所述连接块上表面一侧固定安装有球头支撑一，所述连接块上表面另一侧固定安装有球头支撑二，所述主定位组件包括托面销二、球头支撑三、球头支撑四，连接块一，所述连接块一位于主定位组件的最下端，所述连接块一上表面中部固定安装有托面销二，所述连接块一上表面一侧固定安装有球头支撑三，所述连接块一上表面另一侧固定安装有球头支撑四，上述主定位组件和副定位组件均可独立三向可调节，上下方向在组件与号连接板安装面处调节，前后方向和左右方向在组件与对应的l型调整块两贴合面处调节。

所述连接板左端通过转轴二铰接安装有连杆，所述连杆一端通过转轴一铰接安装有压臂一，所述压臂一上端固定安装有压块一，所述压块一与压臂一共同组成左夹爪，所述连接板右端通过转轴二铰接安装有连杆，所述连杆一端通过转轴一铰接安装有压臂二，所述压臂二上端固定安装有压块二，所述压块二与压臂二共同组成右夹爪，左右夹爪通过号连杆与和两连接座以及号连接板铰接在一起组成连杆死点结构，号气缸驱动号连接板运动通过号连杆传递到左右夹爪，使左右夹爪分别绕和号连接座顶端的孔做旋转运动，从而实现夹爪夹紧打开的功能，此死点结构当号两个连杆运动到形成一条直线两连杆的四个铰接孔处在同一水平线时会自锁住，此时两夹爪处在夹紧状态如图所示，如图所示为本新型工作前状态，两夹爪打开，如图为本新型两夹爪夹紧操作后重新打开示意图。

所述导向座外表面一侧覆盖安装有防护罩二，所述导向座外表面另一侧覆盖安装有防护罩三，所述防护罩二顶端安装有防护罩四，所述防护罩三顶端安装有防护罩四，所述连接板两侧固定安装有防护罩一，防护罩二、防护罩三、防护罩四、防护罩五，四个防护罩都是固定防护罩，即在机构运动过程中不会移动，防护罩一是活动防护罩，会随连接板一起上下移动，上述个防护罩配合使用，形成仿形全包围紧贴式防护，在机构运动全过程都能极好的防护好机构驱动和转动零部件，由托面销一、球头支撑一、球头支撑二、连接块、l型调整块一、托面销二、球头支撑三、球头支撑四、连接块一、l型调整块和连接板组成本新型的活动送料拔销模块，其中托面销一、球头支撑一、球头支撑二、连接块、l型调整块一几个件组成本模块的副定位组件，托面销二、球头支撑三、球头支撑四、连接块一、l型调整块几个件组成本模块的主定位组件，主副定位组件配合来对工件进行定位，通过号气缸的活塞杆伸缩运动来带动活动送料拔销模块沿着号导向轴轴线方向上下运动，来实现送料到位和拔销退料的功能，所述防护罩二与防护罩四之间固定安装有防护罩五。

所述气缸上固定安装有两根连杆二，两根所述连杆二另一端共同铰接安装有连杆一，所述连杆一下端通过转轴三与连接块二铰接，所述连杆一中部通过转轴三铰接安装有两根连杆三，两根所述连杆三另一端通过转轴三与气缸接头铰接，所述气缸接头与气缸活塞杆固定拧紧。

由连杆二、连杆一、连杆三、气缸接头、连接块二通过转轴铰接成死点连杆结构，组成带自锁功能的活动送料拔销模块的传动组件，当两个连杆二和连杆一这三个连杆运动到形成一条直线时，传动组件会自锁住，此时带自锁功能的活动送料拔销模块处于工作到位状态，在这个时候有再大的力此模块都不会回退。

气缸通过上述带自锁功能的活动送料拔销模块驱动组件传动来驱使连接板运动，连接板运动会通过连杆传递到左右夹爪，使左右夹爪分别绕连接座一和连接座二顶端的孔做旋转运动，从而实现夹爪夹紧打开的功能，此死点结构当连杆运动到形成一条直线(两连杆的四个铰接孔处在同一水平线)时会自锁住，此时两夹爪处在夹紧状态，焊接变形导致的反作用力再大两夹爪都不会被撑开。

限位块用于限制带自锁功能的活动送料拔销模块传动组件中的连杆位置，保证连杆到达自锁位置后不会过头失去自锁效果，同时也能间接起到限制左右夹爪在夹紧状态时，保证其位置稳定，限位块一和限位块二起辅助限位作用，辅助限位块更好的实现其功能效果，同时在连杆没装或临时拆除的情况下，避免送料模块整体脱离机构引起安全隐患。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

解决了焊接前装件困难的问题，解决了上述夹紧机构庞大繁琐，导致焊接生产时焊枪无法一次连贯焊接完成和局部焊接质量无法保证的问题，解决了上述拔销机构和夹紧机构配合使用，整体庞大繁琐互相负面影响，降低了定位可靠性和定位强度等级的问题，整体外形采用每项功能模块紧凑布局后按结构仿形设计，这样做到了除了功能必须结构以外最少的占用空间，使本机构空间占用最小，特别是机构下部两侧空间极大空出，从而让本机构在工装夹具中与其它定位机构配合定位更方便灵活也能间接对焊接生产和效率提高具有良性影响和优化效果，采用一驱多动的设计思路，极大的减少了零件数量，由常规的多单功能机构配合使用改为一个多功能机构独立使用，让本机构在组装、调试和维护方面比常规机构更为便捷，主副定位销两区域局部整体可调，并且实现了在一个安装位置三向可调的效果，采用连杆死点结构的传动方式，使夹爪在夹紧到位状态自锁，在保证夹爪夹紧定位可靠的同时还具有极好的抗焊接变形能力，采用双导柱第一级为线性驱动的形式，使本机构运动全过程运动轨迹唯一，且保证了机构运动稳定性和连贯性，还能避免气缸杆径向受力从而大大增加了气缸使用寿命和运动顺畅度，采用几乎全封闭紧贴式防护罩，充分避免了焊接过程中焊渣飞溅进入机构内部影响机构的使用寿命和定位精度，同时不用为了给防护罩另外腾出运动过程中所需空间，极大减小了机构使用全过程中所需的空间，这样对机构的集成型和生产效率和焊接质量等都有直接或间接的好处，本新型带自锁功能的活动送料拔销模块传动组件，采用连杆死点的连接方式，具有到位自锁的功能，此种传动连接方式在本机构中有以下几个好处：①此方式在接近到位状态时相当于一个放大系数很大的增力机构，此时伸出力近似于无限大，可以保证送料可靠，能让吸能盒更好的与保险杠本体搭接啮合好，即使搭接边毛刺太大或者翻边微量变形也能保证送料到位并稳定牢靠的搭接好，②在焊接生产过程中，送料模块及其上的定位基准不会因为焊接变形引起回退现象，能保证本机构的定位准确牢靠且重复精度高，③在工作气压不稳定或者气压不足的情况下也能稳定的工作，不会跟常规伸缩机构一样因为力不够导致定位不准或者失效，甚至机构退回，④运用在自动化生产线工装上时，即使出现闯光栅、断电、断气等突发情况，本机构也不会退回导致定位失效甚至伤到工人，可以极大提高应用中的可靠性和安全性。

附图说明

图1是现有技术对保险杠吸能盒的定位夹紧方案的结构示意图；

图2是本实用新型一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构与保险杠吸能盒在定位夹紧状态下的俯视结构示意图；

图3是本实用新型一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构与保险杠吸能盒在定位夹紧状态下的主视结构示意图；

图4是本实用新型的一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构主视剖面结构示意图；

图5是本实用新型的一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构斜视结构示意图；

图6是本实用新型的一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构在上件状态时，机构与工件相对位置关系示意图；

图7是本实用新型的一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构分别在生产状态时，机构与工件相对位置关系示意图；

图8是本实用新型的一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构分别在取件状态时，机构与工件相对位置关系示意图；

图9是本实用新型的一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构打开状态示意图。

1、压块一；2、压块二；3、托面销一；4、球头支撑一；5、l型调整块一；6、连接块；7、球头支撑二；8、托面销二；9、球头支撑三；10、l型调整块二；11、连接块一；12、球头支撑四；13、连接板；14、防护罩一；15、压臂一；16、压臂二；17、防护罩二；18、防护罩三；19、防护罩四；20、防护罩五；21、气缸；22、导向座；23、限位块一；24、限位块二；25、连接座一；26、连接座二；27、导向轴；28、转轴一；29、转轴二；30、连杆；31、限位块；32、转轴三；33、连杆二；34、连杆一；35、连杆三；36、气缸接头；37、连接块二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：如图1-9所示，本实用新型提供一种单气缸驱动送料到位自锁同时定位及自锁夹紧机构技术方案，包括连接座一25、连接座二26、导向座22、导向轴27、限位块一23、限位块二24、气缸21，导向座22位于整套装置的最下端，导向座22一侧固定安装有连接座一25，导向座22另一侧固定安装有连接座二26，导向座22内部开设有竖直方向的导向孔，导向孔内固定安装有导向轴27，导向轴27与导向孔之间固定安装有夹具衬套，导向轴27有两根，一根导向轴27下端与限位块一23锁紧连接，另一根导向轴27下端与限位块二24锁紧连接，导向座22下端开设有凹槽，凹槽内固定安装有气缸21，导向轴27上端固定安装有连接板13，气缸21上端固定安装有连接块二37，连接板13上方一侧固定安装有l型调整块一5，l型调整块一5侧方固定安装有副定位组件，连接板13上方与l型调整块一5同侧固定安装有l型调整块二10，l型调整块二10侧方固定安装有主定位组件。

副定位组件包括托面销一3、球头支撑一4、球头支撑二7，连接块6，连接块6位于副定位组件的最下端，连接块6上表面中部固定安装有托面销一3，连接块6上表面一侧固定安装有球头支撑一4，连接块6上表面另一侧固定安装有球头支撑二7，主定位组件包括托面销二8、球头支撑三9、球头支撑四12，连接块一11，连接块一11位于主定位组件的最下端，连接块一11上表面中部固定安装有托面销二8，连接块一11上表面一侧固定安装有球头支撑三9，连接块一11上表面另一侧固定安装有球头支撑四12，连接板13左端通过转轴二29铰接安装有连杆30，连杆30一端通过转轴一28铰接安装有压臂一15，压臂一15上端固定安装有压块一1，压块一1与压臂一15共同组成左夹爪，连接板13右端通过转轴二29铰接安装有连杆30，连杆30一端通过转轴一28铰接安装有压臂二16，压臂二16上端固定安装有压块二2，压块二2与压臂二16共同组成右夹爪。

导向座22外表面一侧覆盖安装有防护罩二17，导向座22外表面另一侧覆盖安装有防护罩三18，防护罩二17顶端安装有防护罩四19，防护罩三18顶端安装有防护罩四19，连接板13两侧固定安装有防护罩一14，防护罩二17与防护罩四19之间固定安装有防护罩五20，气缸21上固定安装有两根连杆二33，两根两根连杆二33另一端共同铰接安装有连杆一34，连杆一34下端通过转轴三32与连接块二37铰接，连杆一34中部通过转轴三32铰接安装有两根连杆三35，两根连杆三35另一端通过转轴三32与气缸接头36铰接，气缸接头36与气缸21固定连接。

本机构采用先预装，然后送料夹紧同时完成的方式，即先将吸能盒小件预装到活动送料拔销模块定位结构上(此时吸能盒不在焊接位置，离保险杠本体工作位有一定距离)，然后将保险杠本体件装在夹具对应的定位机构上并夹紧定位好，然后气缸28伸出，驱动活动送料拔销模块将吸能盒送到焊接位置并与保险杠本体搭接好，驱动左、右两活动夹爪翻转夹紧吸能盒，很好的避免了装本体件时将吸能盒碰移位和碰掉落情况，本新型解决了上述夹紧机构庞大繁琐，导致焊接生产时焊枪无法一次连贯焊接完成和局部焊接质量无法保证的问题，采用吸能盒底部定位机构和两侧夹紧机构一体式设计思路，将夹爪的驱动和传动组件全部设计在吸能盒以下，两侧各伸出一个很低并且斜进的压头来夹紧工件，这样就做到了最少的占用焊接生产时的进枪通道，给焊枪留出了足够的焊接空间和焊枪姿态调整的可能性，从而保证吸能盒四周的焊缝能一次性连贯的焊接完成，且姿态不至于很刁钻保证了焊接顺畅度和焊接质量，本新型解决了上述拔销机构和夹紧机构配合使用，整体庞大繁琐互相负面影响，降低了定位可靠性和定位强度等级的问题，采用吸能盒底部定位机构和两侧夹紧机构一体式设计思路，将拔销功能送料功能夹紧功能设计在一个驱动系统里，用一个气缸28来驱动多个功能模块来工作，这样极大的节省了机构占用空间，而且本身就是一个新的独立完整的机构可以独自定位好吸盒，各零部件之间都是最佳配合，也不用和其它机构配合使用来定位吸能盒，不存在有跟别的定位机构互相影响的情况，本装置外形采用每项功能模块紧凑布局后按结构仿形设计，这样做到了除了功能必须结构以外最少的占用空间，使本机构空间占用最小，特别是机构下部两侧空间极大空出(此区域是大部分定位结构在焊接生产过程中最容易影响进枪通道的地方)，从而让本机构在工装夹具中与其它定位机构配合定位更方便灵活也能间接对焊接生产和效率提高具有良性影响和优化效果本装置采用一驱多动的设计思路，极大的减少了零件数量，从而降低了机构的制造成本，和设备重量，所占空间也大大减小了，这样对周边配套设备的负载和尺寸等参数要求也就降低了，在某些时候还可以间接的减少项目设备投入成本，本新型由常规的多单功能机构配合使用改为一个多功能机构独立使用，让本机构在组装、调试和维护方面比常规机构更为便捷，本新型针对吸能盒底部定位结构的设计采用六支撑点单独可调，主副定位销两区域局部整体可调，并且实现了在一个安装位置三向可调的效果，保证基准在一个面上调好后生产过程中不动，避免了调焊接精度的时候为了调别的东西又使基准不同面了还得重新调平，这样调整功能明确且相对常规连接方式的一级一级调整极大的减少了连接件节省了空间和降低了机构的累计误差，同时还能缩短定位部分伸出机构导向组件的长度增加了机构的定位可靠性和使用寿命以及运动稳定性，也大大降低了调试难度，提高了调试效率，从而能间接提高生产效率和项目产能，本新型两侧夹爪传动模块采用连杆死点结构的传动方式，图3中压臂一3、压臂二4、连接板16、连接座一23、连接座二24、连杆27、转轴一29、转轴二30这些部件，使夹爪在夹紧到位状态自锁，在保证夹爪夹紧定位可靠的同时还具有极好的抗焊接变形能力，本新型采用双导柱第一级为线性驱动的形式，使本机构运动全过程运动轨迹唯一，且保证了机构运动稳定性和连贯性，还能避免气缸杆径向受力从而大大增加了气缸使用寿命和运动顺畅度，本新型采用几乎全封闭紧贴式防护罩(防护罩一15、防护罩二17、防护罩三18、防护罩四19)，且由常规双导柱机构的全活动防护罩优化为固定防护罩和活动防护罩相结合的型式，这样充分避免了焊接过程中焊渣飞溅进入机构内部影响机构的使用寿命和定位精度，同时不用为了给防护罩另外腾出运动过程中所需空间，极大减小了机构使用全过程中所需的空间，这样对机构的集成型和生产效率和焊接质量等都有直接或间接的好处。

本实用新型的工作原理是：

21号气缸活塞杆伸出，通过带自锁功能的活动送料拔销模块的传动组件推动13号连接板，进而带动上述带自锁功能的活动送料拔销模块上升，将工件送到工作位并自锁住起到送料功能，在13号连接板上升的同时会通过30号连杆带动左右两夹爪分别绕26和25号连接座顶部的铰接孔翻转夹紧；21号气缸活塞杆缩回，通过带自锁功能的活动送料拔销模块的传动组件拉动13号连接板，进而带动带自锁功能的活动送料拔销模块下降，将其上面的主副定位组件下拉脱离工件起到拔销退料的功能，在13号连接板下降的同时会通过30号连杆带动左右两夹爪分别绕26和25号连接座顶部的铰接孔翻转打开，使01和02两压块翻出工件以外便于工人取出工件。

图2是本机构用在汽车保险杠吸能盒焊接场合的情况，其中，a表示工件(保险杠总成)，b表示本机构，基本工作过程如下：第一步，在机构完全打开状态，将吸能盒放在活动送料拔销模块的定位结构上，第二步，在保险杠总成的所有组件都放到夹具上定位好后，本机构气缸驱动模块的气缸21伸出，同时驱动两侧夹爪翻转夹紧和活动送料拔销模块上升，活动送料拔销模块上升起到将吸能盒运送到焊接工作位置，两侧夹爪翻转夹紧会将吸能盒牢靠的定位在基准结构上，在吸能盒到达工作位的同时，夹爪刚好夹紧到位，从而实现送料和定位的功能，第三步，工件(保险杠总成)焊接生产完成后，本机构气缸驱动模块的气缸28缩回，同时驱动两侧夹爪翻转打开和活动送料拔销模块下降，活动送料拔销模块下降起到将吸能盒定位销拔出的作用(某些中小型件生产工况中，此功能可以不用来拔销，可以让工件随送料拔销模块一起下降不脱离定位块)，两侧夹爪翻转打开会将吸能盒压块翻出工件，在吸能盒定位销拔出的同时两侧夹爪完全打开，此时工人可以将焊接完成的总成件取走放入料框并继续生产，使用常规定位机构来定位吸能盒的话最少需要两个机构，退销机构和夹紧机构，要实现同样功能本次申请的机构一个就可以，而且取件更方便，成本更低更轻便，调试方便，所占空间还小给焊接留有更大的空间，让实际焊接生产过程中有更多的变通可能性。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。