旋转升降夹爪机构的制作方法

本实用新型涉及电子生产技术领域，特别是涉及一种旋转升降夹爪机构。

背景技术：

电子生产作业中，常需要对插件坯体进行夹持，以便于加工出预定形状的插件成品。异形插件是一种结构较为特殊的插件，往往需要采用夹爪机构夹持插件，并从多个方向及角度对插件的多个平面或曲面进行加工，从而获取指定结构的异形插件。

然而，传统的异形插件设备的夹爪机构大多数采用丝杆传动，此类夹爪机构的行程短、速度慢，插件加工效率低，加工精度及插件质量不高，从而限制了异形插件的加工作业，不利于提高插件产品的市场竞争力。

技术实现要素：

基于此，有必要针对加工效率低及加工精度不高的技术问题，提供一种用于异形插件设备的旋转升降夹爪机构。

一种旋转升降夹爪机构，该旋转升降夹爪机构包括安装座、夹持机构、旋转机构以及升降机构，所述安装座的一端折弯形成有具有安装孔的限位部，所述夹持机构穿设所述安装孔并与所述限位部滑动连接，用于装夹待加工插件，所述旋转机构设置于所述安装座上邻近所述限位部的一端并与所述夹持机构滑动连接，所述旋转机构包括旋转伺服电机，所述旋转伺服电机通过设有的旋转同步带与所述夹持机构连接；所述升降机构设置于所述安装座上远离所述限位部的一端并与所述夹持机构转动连接，所述升降机构包括升降伺服电机，所述升降伺服电机通过设有的升降同步带与所述夹持机构连接，所述夹持机构在所述旋转同步带与所述升降同步带的共同作用下做旋转、升降或螺旋复合运动。

在其中一个实施例中，所述旋转机构包括由所述旋转伺服电机驱动的旋转主动轮，通过所述旋转同步带与所述旋转主动轮连接的旋转从动轮，所述旋转从动轮套设于所述夹持机构并与所述夹持机构滑动连接。

在其中一个实施例中，所述旋转机构还包括安装于所述旋转伺服电机的输出端的旋转检测传感器，用于检测所述旋转伺服电机的输出端的转动圈数或转动角。

在其中一个实施例中，所述升降机构包括由所述升降伺服电机驱动的升降主动轮，通过所述升降同步带与所述升降主动轮连接且转动设置于所述安装座的升降从动轮，以及跟随所述升降同步带转动并带动所述夹持机构升降的滑块连接座。

在其中一个实施例中，所述安装座上设置有与所述滑块连接座配合的直线导轨副，用于限定所述滑块连接座的运动方向。

在其中一个实施例中，所述安装座上邻近所述直线导轨副的末端设置有挡块，用于限定所述滑块连接座的运动范围。

在其中一个实施例中，所述夹持机构包括依序贯穿所述安装孔及所述滑块连接座的螺母旋转式滚珠花键，与所述螺母旋转式滚珠花键的顶部连通、用于从外部气泵接入压缩气体的螺旋气管以及与所述螺母旋转式滚珠花键的底部连通、用于夹持所述待加工插件的气动手指。

在其中一个实施例中，所述滑块连接座上设置有与所述螺母旋转式滚珠花键转动配合的的深沟球轴承。

在其中一个实施例中，所述夹持机构还包括套设于所述螺母旋转式滚珠花键的轴用弹簧卡，用于限定所述螺母旋转式滚珠花键沿其轴向的位移。

实施本实用新型的旋转升降夹爪机构，设置具有旋转伺服电机的旋转机构以及具有升降伺服电机的升降机构，旋转伺服电机通过旋转同步带带动夹持机构及装夹在夹持机构上的待加工插件转动的同时，升降伺服电机通过升降同步带带动夹持机构及装夹在夹持机构上的待加工插件同步做升降运动，如此，夹持机构在旋转机构及升降机构的共同作用下做螺旋复合运动或单独做旋转运动或升降运动，以满足插件不同加工需求，通过同步带代替丝杆或蜗杆，增大了夹爪的行程，并可通过调节旋转伺服电机与升降伺服电机的转速和功率，来提高插件的运动速率和加工效率，有利于提升插件的加工质量，进而提升产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中旋转升降夹爪机构的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中旋转升降夹爪机构的主视图；

图3为图2所示实施例中a-a方向的剖面结构示意图；

图4为图3所示实施例中b部分的局部放大结构示意图；

图5为图1所示实施例中c部分的局部放大结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1，本实用新型提供了一种旋转升降夹爪机构10，该旋转升降夹爪机构10包括安装座100、夹持机构200、旋转机构300以及升降机构400，安装座100的一端折弯形成有具有安装孔111的限位部110，夹持机构200穿设安装孔111并与限位部110滑动连接，用于装夹待加工插件，使待加工插件相对于安装座100转动或在安装孔111的限定下沿安装孔111的深度方向滑动，以实现待加工插件在水平面内的转动及在竖直平面内的升降，或作螺旋复合运动，以满足待加工插件上异形面或异形孔等特征的加工。旋转机构300设置于安装座100上邻近限位部110的一端并与夹持机构200滑动连接，旋转机构300包括旋转伺服电机310，通过设有的旋转同步带320与夹持机构200连接；升降机构400设置于安装座100上远离限位部110的一端并与夹持机构200转动连接，升降机构400包括升降伺服电机410，升降伺服电机410通过设有的升降同步带420与夹持机构200连接，夹持机构200在旋转同步带320与升降同步带420的共同作用下做旋转、升降或螺旋复合运动。可以理解为，在旋转机构300带动夹持机构200转动的同时，夹持机构200还在升降机构400的作用下相对于旋转机构300滑动升降，同样的，升降机构400带动夹持机构200升降的同时，夹持机构200还在旋转机构300的作用下相对于升降机构400转动，如此，可实现夹持机构200的同步升降旋转作业，以便于对插件的加工路径进行限定。

实施本实用新型的旋转升降夹爪机构10，通过设置具有旋转伺服电机310的旋转机构300以及具有升降伺服电机410的升降机构400，旋转伺服电机310带动夹持机构200及装夹在夹持机构200上的待加工插件转动的同时，升降伺服电机410可带动夹持机构200及装夹在夹持机构200上的待加工插件同步做升降运动，如此，夹持机构200在旋转机构300及升降机构400的共同作用下做螺旋复合运动或单独做旋转运动或升降运动，以满足插件不同加工需求，通过调节安装座100的尺寸以及旋转伺服电机310与升降伺服电机410的转速和功率，可增大夹爪机构10的行程并提高插件的运动速率和加工效率，有利于提升插件的加工质量，进而提升产品的市场竞争力。

安装座100用于装设在外部机床的工作台上，以便于对夹爪机构10进行定位，例如，安装座100通过螺栓穿过设有的定位孔与外部机床螺栓连接。在实际生产中，还可在安装座100上开设减重孔，以减轻夹爪机构10的整体重量，以降低机床负荷，于此不再赘述。

夹持机构200用于装夹待加工的插件，并在旋转机构300及升降机构400的共同作用下带动插件运动，以使得插件上不同部位与刀具接触切削，从而在插件上加工出预定形状的异形面或异形孔。请结合图1、图2及图3，一实施例中，夹持机构200包括依序贯穿安装孔111及滑块连接座450的螺母旋转式滚珠花键210，与螺母旋转式滚珠花键210的顶部连通、用于从外部气泵接入压缩气体的螺旋气管220以及与螺母旋转式滚珠花键210的底部连通、用于夹持待加工插件的气动手指230。优选的，螺母旋转式滚珠花键210的螺母固定设置在安装孔111的边缘，螺母旋转式滚珠花键210的花键轴穿设安装孔111并分别与螺旋气管220及气动手指230连通。具体的，当夹持机构200在旋转机构300及升降机构400的共同作用下运动到可抓取物料的位置时，螺旋气管220与外部压缩气泵连通，压缩气泵从螺旋气管220内吸取空气，使得螺旋气管220内的气压降低，同样的，花键轴内及气动手指230输出端的气压降低，气动手指230输出端处形成负压，如此，物料在负压所用下吸取在气动手指230上，从而实现物料的抓取。

进一步的，花键轴的顶端设置有快换接头240，螺旋气管220通过快换接头240安装于花键轴上，如此，在夹爪机构10的装卸过程中，仅需将螺旋气管220插接在快换接头240上即实现螺旋气管220与花键轴的配合，以便于将压缩气体经由花键轴导入气动手指230内，从而实现对插件的夹持。

旋转机构300用于接收外部控制器的指令动作，并带动螺母旋转式滚珠花键210的花键轴转动，进而带动气动手指230及装设于气动手指230上的插件转动，以使得刀具可与插件上不同角度部位接触。请参阅图1，一实施例中，旋转机构300包括由旋转伺服电机310驱动的旋转主动轮330，通过旋转同步带320与旋转主动轮330连接的旋转从动轮340，旋转从动轮340套设于夹持机构200并与夹持机构200滑动连接。优选的，旋转伺服电机310通过设有的旋转电机座311固定设置在安装座100上临近限位部110的一端。具体的，当旋转伺服电机310接收到外部控制器的控制信号时，旋转伺服电机310的转轴带动旋转主动轮330转动，旋转主动轮330进一步通过旋转同步带320带动旋转从动轮340转动，如此，螺母旋转式滚珠花键210的花键轴以及气动手指230在旋转从动轮340的驱动下转动，以实现插件的旋转动作。

为增大旋转同步带320与旋转主动轮330及旋转从动轮340的摩擦力，一实施例中，旋转主动轮330及旋转从动轮340上分别均匀设置有轮齿331，旋转同步带320的内表面设置有与轮齿331配合的齿条部321，如此，在旋转同步带320的转动过程中，旋转同步带320的内表面始终分别与旋转主动轮330及旋转从动轮340啮合，增大了旋转同步带320与旋转主动轮330及与旋转从动轮340的接触面积，避免旋转同步带320转动过程中出现打滑现象，从而提升了夹爪机构10旋转的可靠性。

一实施例中，旋转机构300还包括安装于旋转伺服电机310的输出端的旋转检测传感器350，用于检测旋转伺服电机310的输出端的转动圈数或转动角。具体的，旋转检测传感器350通过视觉检测技术检测到旋转伺服电机310的输出端的转角，该转角亦可通过运算换算为旋转主动轮330、旋转从动轮340乃至气动手指230的转动圈数或转角，旋转检测传感器350随后将检测到的转角参数以电信号形式传递至外部控制器，以便于外部控制器根据预先设定的异形插件的加工参数，在气动手指230转动至预定角度时启停旋转机构300，从而实现对异形插件的精准加工。

升降机构400用于接收外部控制器的指令动作，并带动螺母旋转式滚珠花键210的花键轴沿着安装座100的长度延伸方向做升降运动，从而调节气动手指230及装设于气动手指230上的插件的水平高度，以利于刀具对插件上不同高度部位进行加工。请参阅图4，一实施例中，升降机构400包括由升降伺服电机410驱动并穿设安装座100的升降主动轮430，通过升降同步带420与升降主动轮430连接，并通过设有的带轮轴441转动设置于安装座100的升降从动轮440，以及跟随升降同步带420转动并带动夹持机构200升降的滑块连接座450。优选的，滑块连接座450与升降同步带420螺钉连接或滑块连接座450通过同步带压盖安装在升降同步带420上。具体的，当升降伺服电机410接收到外部控制器的控制信号时，升降伺服电机410的转轴带动升降主动轮430转动，如此，升降同步带420在升降从动轮440及升降主动轮430的共同作用下，在升降从动轮440与升降主动轮430之间做回转运动，并带动其上安装的滑块连接座450以及受滑块连接座450约束的螺母旋转式滚珠花键210同步升降，以便于实现插件的升降运动。

同样的，在本实施例中，升降同步带420分别与升降主动轮430及升降从动轮440啮合连接，有利于提高升降同步带420与升降主动轮430及与升降从动轮440配合面积，提高升降机构400的结构稳定性，进而提升插件升降作业的可靠性。

一实施例中，安装座100上设置有与滑块连接座450配合的直线导轨副120，用于限定滑块连接座450的运动方向。优选的，直线导轨副120与安装座100螺栓连接。具体的，直线导轨副120上开设有导向槽，滑块连接座450上设置有与该导向槽配合的凸缘部，在夹爪机构10的动作过程中，滑块连接座450的凸缘部卡设于直线导轨副120的导向槽并与直线导轨副120滑动连接，如此，螺母旋转式滚珠花键210在直线导轨副120与滑块连接座450的配合下始终沿着导向槽的延伸方向移动，避免气动手指230及插件在升降过程中产生晃动，从而提升插件升降运动的可靠性。

一实施例中，安装座100上邻近直线导轨副120的末端设置有挡块130，用于限定滑块连接座450的运动范围。优选的，直线导轨副120的两端分别设有一挡块130，这样一来，滑块连接座450在挡块130的限定下作用，仅在直线导轨副120上于两挡块130之间的空间内做升降运动，从而避免滑块连接座450从直线导轨副120的两端滑出问题的发生，以保证滑块连接座450与直线导轨副120连接的稳定性，进而提升对插件升降运动方向的限定作用的可靠性。

请一并参阅图3与图4，一实施例中，滑块连接座450上设置有与螺母旋转式滚珠花键210转动配合的的深沟球轴承460。优选的，滑块连接座450上还设置有用于压紧深沟球轴承460的轴承压盖470，以提升滑块连接座450与深沟球轴承460连接的稳定性。深沟球轴承460既可用于承受径向载荷，也可用于承受轴向载荷，其适用于高转速甚至极高转速的运行，具有摩擦系数小、维护成本低等特点。通过在滑块连接座450与螺母旋转式滚珠花键210之间设置深沟球轴承460，实现了螺母旋转式滚珠花键210在滑块连接座450上的安装设置，有利于削弱螺母旋转式滚珠花键210因受力不均时产生的晃动，进而保证插件旋转或升降作业的可靠性。

请结合图4与图5，一实施例中，夹持机构200还包括套设于螺母旋转式滚珠花键210的轴用弹簧卡480，用于限定螺母旋转式滚珠花键210沿其轴向的位移，即对螺母旋转式滚珠花键210进行轴向止位，防止螺母旋转式滚珠花键210在其轴向上与深沟球轴承460产生相对位移，以保证螺母旋转式滚珠花键210与深沟球轴承460连接的可靠性。具体的，轴用弹簧卡480设置于深沟球轴承460的端面上，螺母旋转式滚珠花键210上开设有与轴用弹簧卡480配合的卡槽211，轴用弹簧卡480嵌入卡槽211并与卡槽211的边缘相抵接，从而限制了螺母旋转式滚珠花键210的花键轴进一步沿深沟球轴承460的轴向移动，如此，螺母旋转式滚珠花键210与深沟球轴承460及滑块连接座450连接的稳定性提高，螺母旋转式滚珠花键210与滑块连接座450同步升降，从而提升了插件升降运动的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。