夾持翻轉組裝工裝及夾持翻轉組裝方法與流程

2023-06-10 06:35:51

本發明涉及加工製造技術領域，更為具體地，涉及一種產品多角度夾持翻轉組裝工裝及夾持翻轉組裝方法。

背景技術：

在產品的加工製造過程中，產品的組裝往往需要經過翻轉、移動等多種操作來配合實現最終的組裝，針對不同的產品，取料位置及放料位置也存在較大變動，當取料位置和放料位置不在同一平面內時，例如，取料位置與放料位置相互垂直或者存在一定角度時，產品取料、放料的自動化實現就十分困難，進而導致產品生產效率低下、工藝流程複雜、作業強度大。

可知，目前需要一種能夠實現不同位置取料並旋轉不同角度後進行不同位置放料的自動化工裝。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本發明的目的是提供一種夾持翻轉組裝工裝及夾持翻轉組裝方法，以解決目前多角度產品組裝困難、自動化程度低、生產效率低等問題。

本發明提供的夾持翻轉組裝工裝，包括底板、設置在底板下側的橫向電缸及下拉電缸、設置在底板上側的託板、通過支撐板固定在託板上的夾持模塊及驅動夾持模塊翻轉的翻轉模塊；其中，下拉電缸穿過底板及託板與翻轉模塊固定連接，橫向電缸用於帶動下拉電缸及託板橫向運動；翻轉模塊包括與支撐板固定連接的兩側板、連接側板的橫板、通過軸承固定在兩側板之間的夾爪固定板，以及驅動夾爪固定板旋轉的電機，夾持模塊包括設置在夾爪固定板上的夾爪及夾爪動力氣缸，夾爪動力氣缸用於驅動夾爪開合；下拉電缸與橫向電缸配合電機控制夾爪固定板旋轉至待組裝產品放置位置，並通過夾爪動力氣缸驅動夾爪抓取、組裝待組裝產品。此外，優選的結構是，在底板上設置有第一導軌，在託板上設置有第一滑塊，託板通過第一滑塊扣合在第一導軌上；橫向電缸與託板通過電缸連接板連接，在底板上設置有避讓電缸連接板的避讓槽；並且，託板的兩側通過第一萬向輪與電缸連接板活動連接，橫向電缸通過電缸連接板驅動託板在底板上滑動。

此外，優選的結構是，在側板的相對側設置有對稱分布的第二導軌，在第二導軌上設置有匹配的第二滑塊，支撐板與第二滑塊固定連接；下拉電缸與橫板之間通過第二萬向輪活動連接，下拉電缸帶動翻轉模塊在豎直方向上運動，第二導軌在第二滑塊內滑動。

此外，優選的結構是，側板包括平行設置的第一側板和第二側板，在第一側板、第二側板與橫板的連接處設置有三角支撐架；夾爪固定板為「c」形結構，夾爪固定板的一側通過第一軸承及限位在第一軸承內的第一旋轉軸與第一側板活動連接；夾爪固定板的另一側通過第二軸承及限位在第二軸承內的第二旋轉軸與第二側板活動連接。

此外，優選的結構是，在第二側板上設置有皮帶連接的主動輪和從動輪，從動輪與第二軸承及第二旋轉軸連接；電機驅動主動輪轉動，主動輪通過皮帶、第二軸承及第二旋轉軸控制夾爪固定板旋轉。

此外，優選的結構是，在第二側板上設置有光電開關及光感應開關旋轉片；光感應開關旋轉片伴隨夾爪固定板旋轉，光電開關用於檢測光感應開關旋轉片的旋轉角度。

此外，優選的結構是，電機通過電機連接板與第二側板固定連接，在電機外側套設有安全保護罩。

此外，優選的結構是，夾爪的一端固定在夾爪固定板上，夾爪的另一端與夾爪動力氣缸連接；夾爪動力氣缸通過氣缸固定板與夾爪固定板固定連接，在氣缸固定板上設置有調節夾爪動力氣缸的運動行程的限位螺絲；在夾爪固定板上固定有導向銷，導向銷穿過氣缸固定板，用於對夾爪的運動進行導向。

此外，優選的結構是，夾爪包括夾爪座、鎖在夾爪座內的夾爪頂開銷及活動夾爪塊；夾爪頂開銷卡在氣缸固定板上，夾爪動力氣缸帶動夾爪頂開銷沿運動，夾爪頂開銷帶動活動夾爪塊開合；在初始狀態下，活動夾爪塊通過彈性件鎖緊。

此外，優選的結構是，在活動夾爪塊的端部設置有卡槽，彈性件套設在卡槽內；夾爪動力氣缸帶動夾爪頂開銷推出，推出的夾爪頂開銷將活動夾爪塊打開，夾爪動力氣缸帶動夾爪頂開銷縮回，活動夾爪塊合併。

本發明還提供一種，夾持翻轉組裝方法，利用上述夾持翻轉組裝工裝對產品工裝上的第一產品和第二產品進行組裝，方法包括：啟動電機帶動夾爪固定板旋轉至與第二產品相對應的位置，夾爪動力氣缸驅動夾爪打開；啟動橫向電缸並將夾爪插入第二產品，然後夾爪動力氣缸縮回，夾爪夾持第二產品；橫向電缸帶動夾爪及第二產品脫離產品工裝後，電機帶動夾爪固定板旋轉至與第一產品相對應的位置；橫向電缸將夾爪及第二產品搬運至第一產品上方，下拉電缸帶動夾爪向下運動，直至第二產品插入第一產品內；夾爪打開並釋放第二產品，下拉電缸帶動夾爪向上運動至夾爪與第二產品脫離。

利用上述夾持翻轉組裝工裝及夾持翻轉組裝方法，能夠在橫向電缸、下拉電缸的配合作用下，通過夾持模塊拾取任意位置的產品，並通過翻轉模塊進行多角度翻轉，最後與其他產品進行組裝，能夠實現多產品、多角度的同時組裝，產品生產效率高、一致性好。

為了實現上述以及相關目的，本發明的一個或多個方面包括後面將詳細說明的特徵。下面的說明以及附圖詳細說明了本發明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明，並且隨著對本發明的更全面理解，本發明的其它目的及結果將更加明白及易於理解。在附圖中：

圖1為根據本發明實施例的夾持翻轉組裝工裝的結構示意圖；

圖2為根據本發明實施例的夾持翻轉組裝工裝的分解圖；

圖3為根據本發明實施例的夾爪的分解圖；

圖4為根據本發明實施例的夾持翻轉組裝工裝的應用圖；

圖5為根據本發明實施例的夾持翻轉組裝方法的流程圖。

其中的附圖標記包括：產品工裝1、第二產品2、第一產品3、下拉電缸5、底板6、電缸連接板7、第一萬向輪8、託板9、支撐板10、第二萬向輪11、夾爪12、翻轉模塊13、橫向電缸14、第一滑塊15、第一導軌16、電缸滑塊17、第一側板18、第一止轉鍵19、螺絲20、端蓋墊圈21、第一軸承22、第一旋轉軸23、夾爪固定板24、氣缸固定板25、限位螺絲26、夾爪動力氣缸27、第三萬向輪28、螺絲29、導向銷30、螺絲31、光電開關32、感應開關旋轉片33、第二側板34、從動輪35、皮帶36、第二軸承37、端蓋墊圈38、第二止轉鍵39、第二旋轉軸40、端蓋41、端蓋墊圈42、螺絲43、安全保護罩44、電機45、電機鎖緊螺絲46、電機連接板47、主動輪48、第二滑塊49、螺絲50、第二導軌52、三角支撐架53、橫板54、夾爪頂開銷55、頂開銷限位螺絲56、夾爪支撐杆57、活動夾爪塊58、產品導向塊59、彈性件60、夾爪座61。

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特徵或功能。

具體實施方式

在下面的描述中，出於說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。在其它例子中，為了便於描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。

為詳細描述本發明的夾持翻轉組裝工裝的結構，以下將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述。

圖1和圖2分別示出了根據本發明實施例的夾持翻轉組裝工裝整體結構及分解結構。

如圖1和圖2共同所示，本發明實施例的夾持翻轉組裝工裝，包括底板6、設置在底板6下側的橫向電缸14及下拉電缸5、設置在底板6上側的託板9、通過支撐板10固定在託板9上的夾持模塊及驅動夾持模塊翻轉的翻轉模塊13；其中，下拉電缸5穿過底板6及託板9與翻轉模塊13固定連接，橫向電缸14用於帶動下拉電缸5及託板9橫向運動；翻轉模塊13包括與支撐板10固定連接的兩側板、連接兩側板的橫板54、通過軸承固定在兩側板之間的夾爪固定板24，以及驅動夾爪固定板24旋轉的電機45，夾持模塊包括設置在夾爪固定板24上的夾爪12及夾爪動力氣缸27，夾爪動力氣缸27用於驅動夾爪開合；下拉電缸5與橫向電缸14配合電機45控制夾爪固定板24旋轉至第一產品3放置位置，並通過夾爪動力氣缸27驅動夾爪12抓取第一產品3；然後，下拉電缸5與橫向電缸14配合電機45控制夾爪固定板24旋轉至第二產品2放置位置，並將第一產品3組裝至第二產品2，電氣驅動夾爪12打開，完成第一產品3和第二產品2的組裝。

具體地，在底板6上設置有避讓槽(圖中未示出)及位於避讓槽兩側的第一導軌16，在託板9的下側固定連接有與第一導軌16相適配的第一滑塊15，第一滑塊15扣合在第一導軌16上，實現託板9與底板6的滑動連接；橫向電缸14與託板9之間通過電缸連接板7連接，電缸連接板7的一端與電缸上的電缸滑塊17連接，另一端穿過避讓槽與託板9連接，為克服電缸連接板7與託板9裝配及運動過程中的輕微錯位問題，託板9的兩側通過第一萬向輪8與電缸連接板7活動連接，橫向電缸14帶動電缸滑塊17運動，進而通過電缸連接板7驅動託板9在底板6上滑動，實現託板9及託板9上的各組件在水平方向上的位置調整。

另外，在兩個側板的相對側設置有呈對稱分布的第二導軌52，在第二導軌52上設置有與第二導軌52相匹配的第二滑塊49，支撐板10與第二滑塊49固定連接，下拉電缸5穿過底板6及託板9後與橫板54之間通過第二萬向輪11活動連接，通過第二萬向輪11彌補下拉電缸5與第二滑塊49運動的平衡度。在下拉電缸5帶動第二萬向輪11向下或者向上運動時，由於第二滑塊49與支撐板10固定連接，第二導軌52會在第二滑塊49的導向作用下運動，通過第二導軌52與第二滑塊49的配合，為翻轉模塊13的運動提供導向。

進一步地，側板包括平行設置的第一側板18和第二側板34，在第一側板18、第二側板34與橫板54的連接處設置有三角支撐架53，通過三角支撐架53加固側板和橫板54的連接；夾爪固定板24為附圖1和附圖2所示的「c」形結構，夾爪固定板24的一側通過第一軸承22及限位在第一軸承22內的第一旋轉軸23與第一側板18活動連接；夾爪固定板24的另一側通過第二軸承37及限位在第二軸承37內的第二旋轉軸40與第二側板34活動連接。

具體地，第一軸承22套設在第一旋轉軸23外側，第一旋轉軸23穿透夾爪固定板24和第一側板18，螺絲20穿過端蓋墊圈21和第一軸承22後鎖在第一旋轉軸23上，端蓋墊圈21作為第一軸承22的端蓋41，能夠有效防止第一軸承22脫落，進而通過第一旋轉軸23連接第一側板18和夾爪固定板24；此外，在第一旋轉軸23內還鑲嵌有第一止轉鍵19，用於阻擋第一旋轉軸23的轉動。

同時，在第二側板34上設置有採用皮帶36連接的主動輪48和從動輪35，從動輪35與第二軸承37及第二旋轉軸40連接；電機45驅動主動輪48轉動，主動輪48通過皮帶36、第二軸承37及第二旋轉軸40控制夾爪固定板24旋轉；其中，第二軸承37套設在第二旋轉軸40外側，第二旋轉軸40穿透夾爪固定板24和第二側板34，螺絲43穿透端蓋墊圈42和端蓋41後鎖在第二旋轉軸40上，通過端蓋41阻擋從動輪35的軸向運動，端蓋墊圈38裝配在第二軸承37和從動輪35之間，用於阻擋第二軸承37的軸向運動，可知，第二旋轉軸40依次穿過從動輪35、端蓋墊圈38、第二軸承37、感應開關旋轉片33後固定在夾爪固定板24上。在第二旋轉軸與從動輪35之間設置有第二止轉鍵39，確保從動輪35旋轉時能夠帶動第二旋轉軸40轉動，最終帶動夾爪固定板24及設置在其上的夾爪旋轉。

在本發明的一個具體實施方式中，在第二側板34上設置有光電開關32及光感應開關旋轉片33；在夾爪固定板24旋轉過程中，光感應開關旋轉片33能夠伴隨夾爪固定板24旋轉，進而通過光電開關32檢測光感應開關旋轉片33的旋轉角度，用戶可根據實際組裝的產品位置調整夾爪固定板24的旋轉角度。

進一步地，電機45通過電機連接板47與第二側板34固定連接，電機45通過電機鎖緊螺絲46固定在電機連接板47上，電機連接板47通過螺絲50固定在第二側板34上，在電機45外側套設有安全保護罩44，能夠將電機45、主動輪48、從動輪35等各組件收容在安全保護罩44內，不僅能夠隔離外界粉塵，還能夠確保操作人員的作業安全。

在本發明的另一具體實施方式中，夾爪12的一端固定在夾爪固定板24上，夾爪12的另一端與夾爪動力氣缸27連接；夾爪動力氣缸27通過氣缸固定板25與夾爪固定板24固定連接，在氣缸固定板25上設置有調節夾爪動力氣缸27的運動行程的限位螺絲26以及微調夾爪動力氣缸27位置的第三萬向輪28，第三萬向輪28的一端與夾爪動力氣缸27連接，另一端通過螺絲29固定在夾爪固定板24上，從而實現夾爪動力氣缸27與夾爪固定板24的活動連接，在夾爪固定板24上固定有導向銷30，導向銷30穿過氣缸固定板25在螺絲31的作用下固定在夾爪固定板24上，用於對夾爪12的運動進行導向。

圖3示出了根據本發明實施例的夾爪的分解結構。

結合圖1至圖3共同所示，本發明實施例的夾爪12包括夾爪座61、鎖在夾爪座61內的夾爪頂開銷55及活動夾爪塊58；夾爪頂開銷55卡在氣缸固定板25上，夾爪動力氣缸27帶動夾爪頂開銷55沿夾爪頂開銷55的軸向運動，夾爪頂開銷55帶動活動夾爪塊58開合；在初始狀態下，活動夾爪塊58通過彈性件60，例如，橡皮筋，進行鎖緊。

具體地，在夾爪座61上鎖有頂開銷限位螺絲56，通過頂開銷限位螺絲56對夾爪頂開銷55進行限位，避免夾爪頂開銷55從夾爪座61上脫落出去；活動夾爪塊58通過穿透其自身的夾爪支撐杆57與夾爪座61活動連結，夾爪支撐杆57可作為活動夾爪塊58開合的支撐軸或者旋轉軸。其中，為確保對第二產品的精確夾持，在夾爪座61上還緊配鑲嵌有產品導向塊59，在對不同產品進行夾持、翻轉、組裝時，可以通過更換不同結構的夾爪12或者更換產品導向塊59的結構，適用多種產品的夾持作業，進而擴大夾持翻轉組裝工裝的適用範圍。

在本發明的另一具體實施方式中，在活動夾爪塊58的端部設置有卡槽，彈性件60套設在卡槽內；夾爪動力氣缸27帶動夾爪頂開銷55推出，推出的夾爪頂開銷55將活動夾爪塊58打開，進而將需要搬運的產品置於打開後的活動夾爪塊58內，然後夾爪動力氣缸27帶動夾爪頂開銷55縮回，活動夾爪塊58合併，從而將產品限位在活動夾爪塊58內，並在橫向電缸14和下拉電缸5的配合下將其搬運至指定位置，進而控制活動夾爪塊58打開，將產品放置到指定位置。

圖4示出了根據本發明實施例的夾持翻轉組裝工裝的產品裝配結構。

如圖4所示，第一產品3水平陣列放置在產品工裝1上端面的限位槽內，第二產品2豎直陣列放置在產品工裝1側面的限位槽內，通過夾持翻轉組裝工裝將第二產品2取料並與第一產品3進行組裝的過程主要包括以下步驟：

步驟一：啟動電機45，帶動夾爪固定板24旋轉至水平狀態，並確保夾爪12的位置與第二產品2相對應。

步驟二：夾爪動力氣缸27驅動活動夾爪塊58打開，同時橫向電缸14啟動，並帶動夾爪水平插入第二產品2，然後通過夾爪動力氣缸27縮回，完成活動夾爪塊58的取料動作。

步驟三：橫向電缸14帶動夾爪12及第二產品2水平移動直至離開產品工裝1的限位槽後，電機45帶動夾爪固定板24旋轉至與第一產品3相對應的豎直位置，然後，橫向電缸14水平移動，將夾爪12固定的第二產品2搬運至第一產品3上對方。

步驟四：下拉電缸5帶動翻轉模塊13向下運動，直至第二產品2插入第一產品3內，然後，夾爪動力氣缸27推出，活動夾爪塊58釋放第二產品2。

步驟五：下拉電缸5帶動翻轉模塊13向上運動，夾爪與第二產品2脫離，完成第一產品3和第二產品2的組裝作業。

與上述夾持翻轉組裝工裝相對應，本發明還提供一種夾持翻轉組裝方法，圖5示出了根據本發明實施例的夾持翻轉組裝方法的流程。

如圖5所示，本發明實施例的夾持翻轉組裝方法，包括：

s510：啟動電機帶動夾爪固定板旋轉至與第二產品相對應的位置，夾爪動力氣缸驅動夾爪打開。

s520：啟動橫向電缸並將夾爪插入第二產品，然後夾爪動力氣缸縮回，夾爪夾持第二產品，完成第二產品取料作業。

s530：橫向電缸帶動夾爪及第二產品脫離產品工裝後，電機帶動夾爪固定板旋轉至與第一產品相對應的位置，完成第二產品旋轉作業。

s540：橫向電缸將夾爪及第二產品搬運至第一產品上方，下拉電缸帶動夾爪向下運動，直至第二產品插入第一產品內。

s550：夾爪打開並釋放第二產品，下拉電缸帶動夾爪向上運動至夾爪與第二產品脫離，完成第一產品和第二產品的組裝。

需要說明的是，夾持翻轉組裝方法的實施例可參考對應的夾持翻轉組裝工裝實施例，此處不再一一贅述。

通過上述描述可知，本發明提供的夾持翻轉組裝工裝及夾持翻轉組裝方法，能夠同時對多個產品進行組裝，通過更換夾爪即可實現對不同產品的組裝作業，工裝的通用性比較強、自動化程度高，能夠實現不同角度多個產品的同時組裝作業，生產效率高、產品一致性好。

如上參照附圖以示例的方式描述根據本發明的夾持翻轉組裝工裝及夾持翻轉組裝方法。但是，本領域技術人員應當理解，對於上述本發明所提出的夾持翻轉組裝工裝及夾持翻轉組裝方法，還可以在不脫離本發明內容的基礎上做出各種改進。因此，本發明的保護範圍應當由所附的權利要求書的內容確定。