一种金属件CNC加工快速装夹装置的制作方法

本发明涉及cnc加工技术领域，特别是涉及一种金属件cnc加工快速装夹装置。

背景技术：

如图1所示，其为一种金属片10的结构图，此种金属片10的圆形盘体结构，在实际的cnc(computerizednumericalcontrol，计算机数字控制)生产加工过程中，需要对金属片10进行各种符合客户要求的处理，例如对金属片10进行铣削加工处理，又如对金属片10进行激光打刻，等等。

在供应商来料的过程中，多片金属片10会依次层叠在一起(如图2所示)。传统的做法是，工人将其中一片金属片10从中拿出并装夹于装夹装置中，待cnc设备对当前的金属片10处理完毕后，工人再将处理好的金属片10从装夹装置中取出。由此可知，此种操作方式，完全依靠人工进行上料和下料处理，极大的降低了工作效率。

因此，如何设计开发一种金属件cnc加工快速装夹装置，一方面可以对金属片10进行快速上料并装夹，另一方面可以对金属片10进行层叠式下料，这是设计开发人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种金属件cnc加工快速装夹装置，一方面可以对金属片进行快速上料并装夹，另一方面可以对金属片进行层叠式下料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种金属件cnc加工快速装夹装置，包括：平移机构、升降机构、翻转机构、装夹治具；

所述升降机构安装于所述平移机构上，所述平移机构用于驱动所述升降机构沿水平横向或水平纵向平移；

所述翻转机构安装于所述升降机构上，所述升降机构用于驱动所述翻转机构沿竖直方向升降；

所述装夹治具安装于所述翻转机构上，所述翻转机构用于驱动所述装夹治具转动，所述装夹治具的转动轴与水平面平行。

在其中一个实施例中，所述装夹治具包括：一个固定基座、三组夹持组件、一条伸缩杆；

所述固定基座上设有三条横梁，三条所述横梁以所述固定基座的中心轴为中心呈环形阵列分布；所述横梁的一端与所述固定基座连接，所述横梁的另一端向远离所述固定基座中心的方向延伸；

三组所述夹持组件以所述固定基座的中心轴为中心呈环形阵列分布，每一所述夹持组件与每一所述横梁对应；

所述伸缩杆活动穿设于所述固定基座的中心位置，所述伸缩杆的杆体上固定套接有伸缩盘；

所述夹持组件包括：夹持构件、主动连杆、从动连杆；所述夹持构件转动设于所述横梁远离所述固定基座的一端，所述主动连杆的一端枢接于所述伸缩盘上，所述从动连杆的两端分别与所述主动连杆的另一端以及所述夹持构件铰接；

所述伸缩杆靠近所述固定基座的一端设有真空吸嘴；

所述装夹治具还包括伸缩驱动部，所述伸缩驱动部与所述伸缩杆远离所述固定基座的一端驱动连接。

在其中一个实施例中，所述夹持构件包括夹持转轴及两个夹持爪，所述夹持转轴转动设于所述横梁上，两个所述夹持爪分别设于所述夹持转轴的两端。

在其中一个实施例中，所述夹持爪为圆柱体结构，圆柱体结构的所述夹持爪的侧壁开设有夹持凹槽。

在其中一个实施例中，所述夹持凹槽的槽口处形成一倾斜引导面。

在其中一个实施例中，所述伸缩驱动部为气缸驱动结构。

在其中一个实施例中，所述平移机构包括水平横向移动模组及水平纵向移动模组，所述水平纵向移动模组安装于所述水平横向移动模组上，所述水平横向移动模组驱动所述水平纵向移动模组沿水平横向往复移动。

在其中一个实施例中，所述升降机构安装于所述水平纵向移动模组上，所述水平纵向移动模组驱动所述升降机构沿水平纵向往复移动。

在其中一个实施例中，所述水平横向移动模组为电机丝杆驱动结构，所述水平纵向移动模组为电机丝杆驱动结构，所述升降机构为电机丝杆驱动结构。

本发明的一种金属件cnc加工快速装夹装置，一方面可以对金属片进行快速上料并装夹，另一方面可以对金属片进行层叠式下料。

附图说明

图1为一种金属片的结构图；

图2为多个图1所示的金属片依次层叠后的结构图；

图3为本发明一实施例的金属件cnc加工快速装夹装置的主视图；

图4为图3所示的金属件cnc加工快速装夹装置的俯视图；

图5为图3所示的装夹治具的主视图；

图6为图5所示的装夹治具的俯视图；

图7为图5所示的装夹治具的局部图；

图8为图5所示的装夹治具在对金属片进行夹持前的状态图；

图9为图5所示的装夹治具在对金属片进行夹持后的状态图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图3及图4所示，一种金属件cnc加工快速装夹装置20，包括：平移机构30、升降机构40、翻转机构50、装夹治具60。

如图3及图4所示，升降机构40安装于平移机构30上，平移机构30用于驱动升降机构40沿水平横向或水平纵向平移。具体的，平移机构30包括水平横向移动模组31及水平纵向移动模组32，水平纵向移动模组32安装于水平横向移动模组31上，水平横向移动模组31驱动水平纵向移动模组32沿水平横向往复移动。进一步的，升降机构40安装于水平纵向移动模组32上，水平纵向移动模组32驱动升降机构40沿水平纵向往复移动。在本实施例中，水平横向移动模组31为电机丝杆驱动结构，水平纵向移动模组32为电机丝杆驱动结构，升降机构40为电机丝杆驱动结构。

如图3及图4所示，翻转机构50安装于升降机构40上，升降机构40用于驱动翻转机构50沿竖直方向升降。

如图3及图4所示，装夹治具60安装于翻转机构50上，翻转机构50用于驱动装夹治具60转动，装夹治具60的转动轴与水平面平行。

下面，对上述的金属件cnc加工快速装夹装置20的工作原理进行说明：

平移机构30驱动升降机构40沿水平横向或水平纵向平移，从而使得其上的升降机构40跟随着进行水平横向或水平纵向移动；升降机构40驱动翻转机构50沿竖直方向升降，从而使得其上的翻转机构50跟随着进行竖直方向的升降运动；翻转机构50驱动装夹治具60转动，从而使得其上的装夹治具60发生转动；

由此可知，平移机构30、升降机构40以及翻转机构50共同作用，最终使得装夹治具60获得水平横向、水平纵向、竖直方向、水平转轴四个自由度，这样，装夹治具60可以实现对依次层叠的多个金属片10进行上料、装夹、cnc加工以及下料操作，取代传统的完全依靠人工进行上料和下料的操作方式，极大的提高了工作效率。

下面，对装夹治具60的具体结构及各部件的连接关系进行说明：

如图5及图6所示，装夹治具60包括：一个固定基座100、三组夹持组件200、一条伸缩杆300。

如图6所示，固定基座100上设有三条横梁110，三条横梁110以固定基座100的中心轴为中心呈环形阵列分布；横梁110的一端与固定基座100连接，横梁110的另一端向远离固定基座100中心的方向延伸。

如图6所示，三组夹持组件200以固定基座100的中心轴为中心呈环形阵列分布，每一夹持组件200与每一横梁110对应。

如图5所示，伸缩杆300活动穿设于固定基座100的中心位置，伸缩杆300的杆体上固定套接有伸缩盘310。

如图7所示，夹持组件200包括：夹持构件210、主动连杆220、从动连杆230；夹持构件210转动设于横梁110远离固定基座100的一端，主动连杆220的一端枢接于伸缩盘310上，从动连杆230的两端分别与主动连杆220的另一端以及夹持构件210铰接。

伸缩杆300靠近固定基座100的一端设有真空吸嘴320(如图5所示)。

装夹治具60还包括伸缩驱动部400(如图3所示)，伸缩驱动部400与伸缩杆300远离固定基座100的一端驱动连接，伸缩驱动部400驱动伸缩杆300作伸缩运动。在本实施例中，伸缩驱动部400为气缸驱动结构。

下面，对上述结构的装夹治具60的工作原理进行说明：

在此，首先要说明的是，由于多片金属片10依次层叠，上料的方式是由上到下依次逐片取出，当金属片10完成加工后，下料的方式是由下至上依次逐片堆叠；

首先，平移机构30动作，平移机构30将装夹治具60水平移送至依次层叠的多片金属片10的上方；

接着，翻转机构50动作，翻转机构50驱动装夹治具60转动，使得装夹治具60上的夹持组件200以及真空吸嘴320朝下以对着最上方的一片金属片10(如图8及图9所示)；

再接着，升降机构40动作，升降机构40驱动装夹治具60下降，使得装夹治具60可以到达最上方的一片金属片10处，对最上方的一片金属片10进行上料并装夹；要特别说明的是，此时的装夹治具60，三个夹持组件200处于敞开的状态，并且，真空吸嘴320是凸出于三个夹持组件200所形成的收容空间之外的(如图8所示)，这样，真空吸嘴320会首先接触到最上方的一片金属片10；

当真空吸嘴320接触到最上方的一片金属片10后，真空吸嘴320通过抽真空将金属片10吸附住，紧接着，伸缩驱动部400驱动伸缩杆300收缩，伸缩杆300进而带动其上的真空吸嘴320运动，于是，真空吸嘴320上的金属片10会落入到三个夹持组件200所形成的收容空间之内(如图9所示)；

如图9所示，在伸缩驱动部400驱动伸缩杆300收缩的同时，伸缩杆300上的伸缩盘310进而通过主动连杆220和从动连杆230带动夹持构件210转动，于是，在金属片10落入到三个夹持组件200所形成的收容空间之内时，夹持构件210也会将金属片10的边缘夹持住，使得金属片10可以被更加稳固的固定起来；

在此，要特别说明的是，由于金属片10的表面较为光滑，且金属片10重量较重，单靠真空吸嘴320对金属片10进行吸附，金属片10容易发生脱落，为此，特别设置了三个夹持组件200，三个夹持组件200对金属片10的边缘进行全方位包裹，使得金属片10不容易发生脱落，为后续的cnc加工提供了有力的保障；另外，也要说明的是，由于多片金属片10依次层叠，金属片与金属片之间没有间隙，单靠三个夹持组件200也不可能将金属片10夹取，需要真空吸嘴320的配合，将最上面的一片金属片10吸取分离出来，将能使得三个夹持组件200更好的对其进行夹取；

当完成对金属片10的装夹上料后，升降机构40驱动装夹治具60上升并到达一定高度，翻转机构50再驱动装夹治具60翻转180度，于是金属片10也翻转180度，使得金属片10的板面朝上；

平移机构30将装夹治具60水平移送到指定位置，由cnc装置对金属片10进行相应的加工处理；

当完成对金属片10的加工处理后，平移机构30再将装夹治具60水平移送指定的下料位置，紧接着是翻转机构50驱动装夹治具60再次翻转，使得金属片10的板面再次朝下，再接着，升降机构40再次驱动装夹治具60下降；

当装夹治具60下降到一定高度后，伸缩驱动部400驱动伸缩杆300伸出，一方面，三个夹持构件210转动并处于敞开状态，三个夹持构件210不再对金属片10进行夹持；另一方面，在三个夹持构件210处于敞开状态的同时，伸缩杆300也会带动真空吸嘴320而到达三个夹持构件210所形成的收容空间之外，于是，真空吸嘴320上的金属片10会层叠于另一金属片之上；

当金属片10层叠于另一金属片之上，真空吸嘴320不再对金属片10进行抽真空吸附，于是，金属片10会停留在下料位置处，从而实现金属片10的下料层叠；

至此，完成一次金属片10的上料、装夹、cnc加工、下料及层叠操作，代替了传统的手工劳动，极大的提高了生产效率。

在本发明中，固定基座100上设置有且仅设置有三条横梁110，与之配合的，设置有三组夹持组件200，这样，通过简单的结构设计，便可以将圆盘体结构的金属片10稳定、高效的夹持起来，无需过多繁杂的机构配置。

进一步的，如图6所示，夹持构件210包括夹持转轴211及两个夹持爪212，夹持转轴211转动设于横梁110上，两个夹持爪212分别设于夹持转轴211的两端。夹持爪212为圆柱体结构，圆柱体结构的夹持爪212的侧壁开设有夹持凹槽213。

夹持爪212的侧壁开设有夹持凹槽213(如图7所示)，这样，金属片10的边缘会部分收容于夹持凹槽213内，即夹持凹槽213会将金属片10的边缘夹持住，这样，金属片10也便不会发生松脱。

由上述对装夹治具60的工作原理介绍可知，真空吸嘴320通过抽真空将金属片10吸附住并拖入三个夹持组件200所形成的收容空间之内，在这一过程中，金属片10不免会存在位置有些许偏移的问题，并且，夹持爪212的夹持凹槽213在对金属片10进行夹持的过程中也极有可能划伤其表面。为了更好解决这一技术问题，夹持凹槽213的槽口处形成一倾斜引导面214(如图7所示)，倾斜引导面214很好的解决了上述两个技术问题。一方面，倾斜设置的倾斜引导面214，会将位置有些许偏移的金属片10的边缘顺滑的导入至夹持凹槽213中，使得金属片10顺畅归位；另一方面，倾斜引导面214也成为了夹持凹槽213的扩口，使得夹持凹槽213的槽口平滑过渡，不至于使得槽口过于狭窄而将金属片10的表面划伤。

进一步的，每一横梁110远离固定基座100的一端均设有悬浮头111(如图6所示)，这样，通过设置悬浮头111，可以对金属片10的板面进行支撑，防止金属片10在cnc加工过程中板面发生塌陷。还要特别说明的是，在金属片10的板面中心位置，设置有真空吸嘴320，真空吸嘴320不但可以对金属片10起来吸附的作用，而且还可以对金属片10的板面进行支撑，有效防止金属片10的板面中心发生塌陷。可知，一个真空吸嘴320和周围的三个悬浮头111，共同对金属片10的板面形成支撑，给金属片10的cnc加工提供了稳定的环境。

本发明的一种金属件cnc加工快速装夹装置，一方面可以对金属片进行快速上料并装夹，另一方面可以对金属片进行层叠式下料。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。