CN111606197B - 一种工件吊具的柔性固定机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工件吊具的柔性固定机构，包括：安装机架、浮动机构和插销固定机构；浮动机构包括连接臂、固定基板、导轨和滑块；连接臂的一端与安装机架固定连接，插销固定机构固定连接在浮动机构的另一端上；导轨垂直设置在固定基板上；滑块滑设在导轨上；插销固定机构包括气缸、气缸固定架、气缸浮动接头、固定插销、固定座、传感器和传感器支架；固定座包括由第一侧壁、第二侧壁和底面围合而成的插板容置槽；气缸固定架固定在第一侧壁上；气缸设置在气缸固定架上；气缸的活塞杆与固定插销通过气缸浮动接头进行传动；传感器支架固定在第二侧壁上，传感器固定在传感器支架上；底面与滑块固定连接，通过滑块的滑动带动插销固定机构滑动。

Description

一种工件吊具的柔性固定机构

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种工件吊具的柔性固定机构。

背景技术

随着高铁技术的快速发展，对高铁工件的产量和质量提出了更高的要求，相应的对于工件吊具的固定机构也有了新的要求。部分工件要求能够实现自动化装配，既要满足人工操作便利性，又要满足与自动化设备的精准对接。

而原始的工件产线一般采用人工对工件吊具进行机械固定锁紧，导致操作工作量大，柔性化程度低，不能满足自动化生产需求。因此，提出一种同时满足人工操作便利性和与自动化设备对接的精确性的工件吊具的固定机构是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种工件吊具的柔性固定机构，用于工件的自动化装配，能够自动检测工件吊具的插入状态，使得满足一定公差条件的工件吊具与自动化设备精准对接，并且自动锁紧，既满足人工操作的便利性，又满足与自动化设备的精准对接，从而保证工件装配过程中的可靠性和安全性。

为实现上述目的，本发明提供了一种工件吊具的柔性固定机构，所述柔性固定机构包括：安装机架、浮动机构和插销固定机构；所述浮动机构的一端与所述安装机架固定连接，所述插销固定机构固定连接在所述浮动机构的另一端上；

所述浮动机构包括连接臂、固定基板、导轨和滑块；所述连接臂的一端与所述安装机架固定连接，另一端与所述固定基板垂直固定连接；所述导轨垂直设置在所述固定基板上；所述滑块滑设在所述导轨上；

所述插销固定机构包括气缸、气缸固定架、气缸浮动接头、固定插销、固定座、传感器和传感器支架；所述固定座包括由第一侧壁、第二侧壁和底面围合而成的插板容置槽；所述气缸固定架固定在所述第一侧壁上；所述气缸设置在所述气缸固定架上；所述气缸的活塞杆与所述固定插销通过所述气缸浮动接头进行传动；所述传感器支架固定在所述第二侧壁上，所述传感器固定在所述传感器支架上；

所述底面与所述滑块固定连接，通过所述滑块的滑动带动所述插销固定机构滑动。

优选的，所述柔性固定机构用于工件吊具的固定；所述传感器用于检测所述插板容置槽中工件吊具的插板的插入状态，当所述插板插入所述插板容置槽中，所述传感器向所述柔性固定机构的控制系统输出吊具到位检测信号；

所述控制系统根据所述吊具到位检测信号控制所述气缸的电磁阀通电，所述气缸通过所述气缸浮动接头推动所述固定插销插入所述插板上的销孔，从而实现工件吊具的固定。

进一步优选的，当所述固定插销被推动到极限位置时，所述气缸的电磁阀断电，并向所述控制系统输出固定插销到位信号。

优选的，所述第一侧壁与所述第二侧壁平行设置，且垂直所述底面。

优选的，所述第一侧壁上具有通孔；

所述气缸浮动接头的底端嵌入所述通孔，与所述气缸浮动接头固定连接的所述固定插销穿过所述通孔。

进一步优选的，所述固定插销机构还包括导向套；

所述导向套设置在所述通孔内，所述固定插销与所述导向套轴孔配合。

优选的，所述气缸浮动接头的一端与所述气缸的活塞杆连接，另一端与所述固定插销连接。

优选的，所述浮动机构还包括第一限位固定板和第二限位固定板；

所述第一限位固定板与所述固定基板的上端垂直固定连接，所述第二限位固定板与所述固定基板的下端垂直固定连接。

本发明实施例提供的工件吊具的柔性固定机构，用于工件的自动化装配，通过浮动机构提供了工件吊具插入的冗余量，使得满足一定公差条件的工件吊具与自动化设备精准对接；通过插销固定机构自动检测工件吊具的插入状态并且自动锁紧，既满足人工操作的便利性，又满足与自动化设备的精确对接，还保证了工件装配过程中的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的工件吊具的柔性固定机构的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的浮动机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的固定插销机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的工件吊具的柔性固定机构的工作状态示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供的工件吊具的柔性固定机构，用于工件的自动化装配，通过浮动机构提供了工件吊具插入的冗余量，使得满足一定公差条件的工件吊具与自动化设备精准对接；通过插销固定机构自动检测工件吊具的插入状态并且自动锁紧，既满足人工操作的便利性，又满足与自动化设备的精确对接，还保证了工件装配过程中的可靠性和安全性。

图1为本发明实施例提供的工件吊具的柔性固定机构的整体结构示意图，图2为本发明实施例提供的浮动机构的结构示意图，图3为本发明实施例提供的固定插销机构的结构示意图，图4为本发明实施例提供的工件吊具的柔性固定机构的工作状态示意图。

为便于理解本发明，首先对“工件”、“吊具”、“柔性固定机构”进行解释说明。工件指的是制造过程中的一个产品部件。吊具指的是起重机械中吊取工件的装置。柔性固定机构指的是吊具在吊起工件过程中，用于柔性固定工件吊具的机构。

以下结合图1-4对本发明技术方案进行详述。

本申请提出的工件吊具的柔性固定机构包括：安装机架1、浮动机构2和插销固定机构3。

安装机架1通常固定在工件吊具上，用于提升吊具吊起工件的过程的稳定性。浮动机构2的一端与安装机架1固定连接，插销固定机构3固定连接在浮动机构2的另一端上。

浮动机构2包括连接臂21、固定基板22、第一限位固定板23、第二限位固定板24、导轨25和滑块26。浮动机构2用于辅助工件吊具的定位。

连接臂21的一端与安装机架1固定连接，另一端与固定基板22垂直固定连接，用于为固定基板22提供支撑。第一限位固定板23与固定基板22的上端垂直固定连接，第二限位固定板24与固定基板22的下端垂直固定连接。第一限位固定板23和第二限位固定板24相互平行。导轨25垂直设置在固定基板22上，滑块26滑设在导轨25上，滑块26沿导轨25在第一限位固定板23和第二限位固定板24之间滑动。

在优选的方案中，连接臂21的一侧具有凹槽结构，该凹槽结构卡设在整体吊具的一竖直轨道上，使得吊具在吊起工件的过程中，保证竖直上升。

插销固定机构3包括气缸31、气缸固定架32、气缸浮动接头33、固定插销34、传感器支架35、传感器36和固定座37。固定座37与滑块26固定连接，通过滑块26的滑动带动插销固定机构3滑动。

固定座37包括由第一侧壁371、第二侧壁372和底面373围合而成的插板容置槽374。第一侧壁371与第二侧壁372平行设置，且垂直底面373。具体的，固定座37的底面373与滑块26固定连接，通过滑块26的滑动带动插销固定机构3滑动。

气缸固定架32固定在第一侧壁371上，气缸31设置在气缸固定架32上。气缸浮动接头33的一端与气缸31的活塞杆连接，另一端与固定插销34连接，气缸31的活塞杆与固定插销34通过气缸浮动接头33进行传动。

需要说明的是，气缸浮动接头33本身是不动的，是气缸31的活塞杆在气缸浮动接头33内部推动固定插销34从气缸浮动接头33中伸出。气缸浮动接头33的作用是防止因气缸31的活塞杆与固定插销34不同轴，气缸31的活塞杆产生侧向力，进而影响气缸31的使用寿命。

在本实施例中，优选的，传感器支架35固定在第二侧壁372上，传感器36固定在传感器支架35上。传感器36用于检测插板容置槽374中工件吊具的插板100的插入状态。这里工件吊具的插板100的插入状态，优选的，根据工件吊具的导向销是否在传感器的检测范围内判断。当工件吊具的导向销在传感器36的检测范围内时，认为工件吊具的插板100完成插入操作。

在优选的方案中，第一侧壁371上具有通孔(图中未示出)，固定插销机构3还包括导向套(图中未示出)。气缸浮动接头33的底端嵌入通孔，与气缸浮动接头33固定连接的固定插销34穿入通孔，并且从通孔的另一端露出。导向套设置在通孔内，固定插销34与导向套轴孔配合。通孔能够辅助气缸浮动接头33的固定，使得气缸31的活塞杆与固定插销34准确对接。导向套用于保证固定插销34在上下移动的过程中是沿着导向套的中心轴的方向运动的。

上述说明为工件吊具的柔性固定机构的结构，以下对工件吊具的柔性固定机构的工作过程进行说明。

在工件吊具的插板100插入插板容置槽374之前，插板100的位置要略高于插销固定机构3。因为，如果直接将工件吊具的插板100对准插板容置槽374进行插入，技术要求较高，且容易出现过定位情况。过定位指的是工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位。在初始状态下，滑块26处于导轨25的最下端，即第二限位固定板24上，从而确保插板100的位置高于插销固定机构3。

在工件吊具的插板100与插板容置槽374装配过程中，由于插板100和插板容置槽374的高度差，装配过程中的插板100会带动插销固定机构3和滑块26在导轨25上向上滑动，直至插板100与插板容置槽374的高度一致，即插板100插入插板容置槽374。浮动机构2提供了工件吊具插入的冗余量，使得满足一定公差条件的工件吊具与自动化设备能够精准对接。

当插板100插入插板容置槽374中，传感器36向柔性固定机构的控制系统输出吊具到位检测信号。控制系统根据吊具到位检测信号控制气缸31的电磁阀通电，气缸31通过气缸浮动接头33推动固定插销34插入插板100上的销孔200，从而实现工件吊具的固定。或者人工根据接收到的吊具到位检测信号，通过控制按钮使得气缸31的电磁阀通电，插销伸出，实现工件吊具的固定。当固定插销34被推动到极限位置时，气缸31的电磁阀断电，并向控制系统输出固定插销到位信号。根据固定插销到位信号可以判断工件吊具已经完成固定，可以进行后续装配操作。由此，可以全自动或半自动的实现工件吊具的对接和锁紧操作，不仅节省了人工，还增强了工件装配过程的安全性和便捷性。

本发明实施例提供的工件吊具的柔性固定机构，用于工件的自动化装配，通过浮动机构提供了工件吊具插入的冗余量，使得满足一定公差条件的工件吊具与自动化设备精准对接；通过插销固定机构自动检测工件吊具的插入状态并且自动锁紧，既满足人工操作的便利性，又满足与自动化设备的精确对接，还保证了工件装配过程中的可靠性和安全性。

在本发明中，术语“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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。

Claims (8)

1.一种工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，所述柔性固定机构包括：安装机架、浮动机构和插销固定机构；所述浮动机构的一端与所述安装机架固定连接，所述插销固定机构固定连接在所述浮动机构的另一端上；

所述浮动机构包括连接臂、固定基板、导轨和滑块；所述连接臂的一端与所述安装机架固定连接，另一端与所述固定基板垂直固定连接；所述导轨垂直设置在所述固定基板上；所述滑块滑设在所述导轨上；

所述插销固定机构包括气缸、气缸固定架、气缸浮动接头、固定插销、固定座、传感器和传感器支架；所述固定座包括由第一侧壁、第二侧壁和底面围合而成的插板容置槽；所述气缸固定架固定在所述第一侧壁上；所述气缸设置在所述气缸固定架上；所述气缸的活塞杆与所述固定插销通过所述气缸浮动接头进行传动；所述传感器支架固定在所述第二侧壁上，所述传感器固定在所述传感器支架上；

所述底面与所述滑块固定连接，通过所述滑块的滑动带动所述插销固定机构滑动。

2.根据权利要求1所述的工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，所述柔性固定机构用于工件吊具的固定；所述传感器用于检测所述插板容置槽中工件吊具的插板的插入状态，当所述插板插入所述插板容置槽中，所述传感器向所述柔性固定机构的控制系统输出吊具到位检测信号；

所述控制系统根据所述吊具到位检测信号控制所述气缸的电磁阀通电，所述气缸通过所述气缸浮动接头推动所述固定插销插入所述插板上的销孔，从而实现工件吊具的固定。

3.根据权利要求2所述的工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，当所述固定插销被推动到极限位置时，所述气缸的电磁阀断电，并向所述控制系统输出固定插销到位信号。

4.根据权利要求1所述的工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，所述第一侧壁与所述第二侧壁平行设置，且垂直所述底面。

5.根据权利要求1所述的工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，所述第一侧壁上具有通孔；

所述气缸浮动接头的底端嵌入所述通孔，与所述气缸浮动接头固定连接的所述固定插销穿过所述通孔。

6.根据权利要求5所述的工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，所述固定插销机构还包括导向套；

所述导向套设置在所述通孔内，所述固定插销与所述导向套轴孔配合。

7.根据权利要求1所述的工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，所述气缸浮动接头的一端与所述气缸的活塞杆连接，另一端与所述固定插销连接。

8.根据权利要求1所述的工件吊具的柔性固定机构，其特征在于，所述浮动机构还包括第一限位固定板和第二限位固定板；

所述第一限位固定板与所述固定基板的上端垂直固定连接，所述第二限位固定板与所述固定基板的下端垂直固定连接。

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