物料装夹装置、物料装夹系统及其装夹方法与流程

本发明涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种物料装夹装置、物料装夹系统及其装夹方法。

背景技术：

目前，由于锂电行业发展迅速，行业标准的制定迟缓，不能满足市场发展的需要。加之，行业内的设备生产厂商良莠不齐，在锂离子动力电池制造前段的生产设备中，在物料转移和上下料方面存在着一些问题，极大地影响了生产自动化、高效化的进程。例如各设备的料轴接口方式不同，且均需人工定位、夹紧，无法实现自动装夹；各设备的料轴安装高低、长短各不相同，如此，对各设备间的自动化连线和高效生产作业造成了极大的阻碍，耗费过多的人力物力，影响物料的传输可靠性。

技术实现要素：

基于此，本发明有必要提供一种物料装夹装置、物料装夹系统及其装夹方法，能够适用于不同料轴接口方式及不同尺寸的设备的物料自动装夹，提升不同设备之间的自动化连线水平，提高生产效率，降低成本支出。

其技术方案如下：

一种物料装夹装置，包括：

驱控装置；

工作台，所述工作台设有间隔设置的第一安装部和第二安装部；

第一承接夹紧机构，所述第一承接夹紧机构设置于所述第一安装部，且所述第一承接夹紧机构设有第一定位夹紧件；及

第二承接夹紧机构，所述第二承接夹紧机构设置于所述第二安装部，且所述第二承接夹紧机构设有与所述第一定位夹紧件相对的第二定位夹紧件，所述第一定位夹紧件与所述第二定位夹紧件之间配合形成用于装夹物料的夹紧机构，且所述第一定位夹紧件和所述第二定位夹紧件可相互靠近或远离。

上述物料装夹装置通过在工作台的第一安装部安装第一承接夹紧机构，在第二安装部安装第二承接夹紧机构，并使第一定位夹紧件与第二定位夹紧件相对设置并相互配合形成夹紧机构。当需要对物料进行装夹固定时，驱孔装置可控制第一定位夹紧件和第二定位夹紧件相互靠近，从而通过夹紧机构对物料实现精确定位和夹紧，如此能够适用于不同料轴接口方式及不同尺寸的设备的物料自动装夹，提升不同设备之间的自动化连线水平，提高生产效率，降低成本支出。

下面对技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述第一承接夹紧机构包括设置于所述第一安装部的第一安装板、设置于所述第一安装板上的第一驱动件、及与所述第一驱动件的驱动轴驱动连接的第一联接件，所述第一联接件与所述第一定位夹紧件驱动连接，且所述第一定位夹紧件远离所述第一驱动件的端部设有用于实现物料精准定心的第一外锥面。

在其中一个实施例中，所述第一承接夹紧机构还包括第一支撑座，所述第一支撑座设有第一导滑孔，所述第一定位夹紧件与所述第一导滑孔导向配合，且所述第一定位夹紧件可在所述第一导滑孔内滑动或转动。

在其中一个实施例中，所述第一承接夹紧机构还包括设有第一气道的第一旋转接头，所述第一定位夹紧件为第一气胀轴，所述第一旋转接头卡接于所述第一气胀轴远离所述第一外锥面的端部，所述第一联接件设有便于气管伸入的通孔。

在其中一个实施例中，所述第二承接夹紧机构包括设置于所述第二安装部的第二安装板、设置于所述第二安装板上的第二驱动件、及与所述第二驱动件的驱动轴驱动连接的第二联接件、与所述第二联接件驱动连接的花键轴，所述花键轴远离所述第二驱动件的一端与所述第二定位夹紧件嵌套固定，所述第二定位夹紧件远离所述第二驱动件的端部设有用于实现物料精准定心的第二外锥面。

在其中一个实施例中，所述第二承接夹紧机构还包括套装于所述花键轴外部的花键套、及依次套装于所述花键套外部的轴承组件、轴套及传动轮。

在其中一个实施例中，所述第一联接件设有用于与所述第一气胀轴远离所述第一外锥面的端部配合的第一孔、及用于限制所述第一气胀轴远离所述第一外锥面的端部在所述第一孔内轴向移动的第一限位结构；所述第二联接件设有用于与所述花键轴远离所述第二驱动件的一端配合的第二孔、及用于限制所述花键轴远离所述第二驱动件的一端在所述第二孔内轴向移动的第二限位结构。

在其中一个实施例中，所述第二承接夹紧机构还包括设有第二气道的第二旋转接头，所述第二定位夹紧件为第二气胀轴，所述第二旋转接头卡接于所述第二气胀轴远离所述第二外锥面的端部，所述花键轴设有与所述第二气道连通的供气通道，所述第二联接件设有便于气管伸入的插接孔。

本发明还提供一种物料装夹系统，其包括自行物料运输车和如上所述的物料装夹装置，所述自行物料运输车设有物料升降机构，所述物料升降机构上设置有物料，所述物料装夹装置设有与所述驱控装置通信连接的位置传感器，所述位置传感器与所述自行物料运输车可触发配合，所述第一承接夹紧机构、所述第二承接夹紧机构与所述物料可夹紧配合。

上述物料装夹系统工作时，自行物料运输车按预设轨迹移动至目标工位，并与物料装夹装置的位置传感器形成触发配合，此时物料升降机构将物料抬升至预设高度，驱控装置控制第一承接夹紧机构的第一定位夹紧件、第二承接夹紧机构的第二定位夹紧件相向运动从而精准定位并夹紧物料。如此能够适用于不同料轴接口方式及不同尺寸的设备的物料自动装夹，提升不同设备之间的自动化连线水平，提高生产效率，降低成本支出。

本发明还提供一种如上所述的物料装夹系统的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：

自行物料运输车根据生产需要，将物料运输至系统指定工位，物料升降机构将物料举升至预设高度；

位置传感器检测到自行物料运输车后反馈信号至驱控装置，驱控装置驱动第一承接夹紧机构和第二承接夹紧机构动作，第一定位夹紧件和第二定位夹紧件相向移动夹紧物料；

驱控装置控制位置传感器发出物料夹紧完成信号，自行物料运输车识别该信号后驶离上料工位。

通过上述物料装夹系统的装夹方法，当自行物料运输车按预设轨迹移动至上料工位，并与物料装夹装置的位置传感器形成触发配合，此时物料升降机构将物料抬升至预设高度，驱控装置控制第一承接夹紧机构的第一定位夹紧件、第二承接夹紧机构的第二定位夹紧件相向运动从而精准定位并夹紧物料。如此能够适用于不同料轴接口方式及不同尺寸的设备的物料自动装夹，提升不同设备之间的自动化连线水平，提高生产效率，降低成本支出。

附图说明

图1为本发明实施例所述的物料装夹装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的第一承接夹紧机构的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的物料装夹装置的a处的剖视图；

图4为本发明实施例所述的物料装夹装置的b处的剖视图；

图5为本发明实施例所述的物料装夹系统的装夹方法的流程示意图。

附图标记说明：

100、工作台，110、第一安装部，120、第二安装部，200、第一承接夹紧机构，210、第一定位夹紧件，211、第一外锥面，220、第一安装板，230、第一驱动件，240、第一联接件，241、通孔，250、第一支撑座，260、第一旋转接头，300、第二承接夹紧机构，310、第二定位夹紧件，311、第二外锥面，320、第二安装板，330、第二驱动件，340、第二联接件，350、花键轴，360、花键套，370、轴承组件，380、轴套，390、传动轮，390a、c型卡，391a、挡接凸缘，392a、环形卡槽，390b、第二旋转接头，400、夹紧机构，500、自行物料运输车，600、物料。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1，图3和图4所示，为本发明展示的一种实施例的物料装夹装置，包括：驱控装置；工作台100，所述工作台100设有间隔设置的第一安装部110和第二安装部120；第一承接夹紧机构200，所述第一承接夹紧机构200设置于所述第一安装部110，且所述第一承接夹紧机构200设有第一定位夹紧件210；及第二承接夹紧机构300，所述第二承接夹紧机构300设置于所述第二安装部120，且所述第二承接夹紧机构300设有与所述第一定位夹紧件210相对的第二定位夹紧件310，所述第一定位夹紧件210与所述第二定位夹紧件310之间配合形成用于装夹物料的夹紧机构400，且所述第一定位夹紧件210和所述第二定位夹紧件310可相互靠近或远离。

上述物料装夹装置通过在工作台100的第一安装部110安装第一承接夹紧机构200，在第二安装部120安装第二承接夹紧机构300，并使第一定位夹紧件210与第二定位夹紧件310相对设置并相互配合形成夹紧机构400。当需要对物料进行装夹固定时，驱孔装置可控制第一定位夹紧件210和第二定位夹紧件相互靠近，从而通过夹紧机构400对物料实现精确定位和夹紧，如此能够适用于不同料轴接口方式及不同尺寸的设备的物料自动装夹，提升不同设备之间的自动化连线水平，提高生产效率，降低成本支出。

在上述实施例中，待装夹的物料可选是料卷组件，具体包括料卷气胀轴和套装在料卷气胀轴上的料卷，通过气胀轴的设计，即可不用更改企业生产用的现有卷芯，同时又能实现轴心的精确定位。此外，第一定位夹紧件210和第二定位夹紧件310均为气胀轴，分别与料卷气胀轴的两端插接后，充入气体，气胀轴发生形变从而可以卡紧料卷气胀轴(物料)。驱控装置包括用于控制整台设备自动化运行的控制单元，例如plc、数控系统等，以及用于供给气胀轴气体的气源装置，例如包括高压气罐以及与高压气罐连接的气管，气罐与气胀轴的进气口连通。

请参照图1和图2，在一个实施例中，所述第一承接夹紧机构200包括设置于所述第一安装部110的第一安装板220、设置于所述第一安装板220上的第一驱动件230、及与所述第一驱动件230的驱动轴驱动连接的第一联接件240，所述第一联接件240与所述第一定位夹紧件210驱动连接，且所述第一定位夹紧件210远离所述第一驱动件230的端部设有用于实现物料精准定心的第一外锥面211。此外，所述第二承接夹紧机构300包括设置于所述第二安装部120的第二安装板320、设置于所述第二安装板320上的第二驱动件330、及与所述第二驱动件330的驱动轴驱动连接的第二联接件340、与所述第二联接件340驱动连接的花键轴350，所述花键轴350远离所述第二驱动件330的一端与所述第二定位夹紧件310嵌套固定，所述第二定位夹紧件310远离所述第二驱动件330的端部设有用于实现物料精准定心的第二外锥面311。

其中，第一、二安装板分别用于支撑和固定第一驱动件230和第二驱动件330，具体的，第一驱动件230和第二驱动件330可选是气缸、电缸、液压缸、丝杠模组等，本实施例优选是气缸。气缸推动活塞缸伸缩移动，从而使第一定位夹紧件210和第二定位夹紧件310相向靠近或相背远离，从而改变夹紧机构400的大小，以适应于不同尺寸的料卷夹持固定。可以理解的是，第一定位夹紧件210和第二定位夹紧件310可以是同步移动的，也可以是分步移动的，根据加工需要灵活设定，本实施例中优选是同步移动的。此外，料卷气胀轴的两端面向内凹设有用于与两个气胀轴插接配合的盲孔，盲孔的孔底制作成内锥面，通过第一定位夹紧件210的第一外锥面211与料卷气胀轴一端的内锥面对顶、第二定位夹紧件310的第二外锥面311与料卷气胀轴的另一端的内锥面对顶，可实现料卷的精准定心。另外，第一联接件240和第二联接件340分别用于连接第一驱动件230的驱动轴与第一定位夹紧件210、第二驱动件330的驱动轴与第二定位夹紧件310，并同时防止气胀轴发生周向转动，导致气管弯折影响正常供气。由于第二承接夹紧机构300需要与磁粉离合器实现传动连接，以保证收放卷的张力平衡，故采用气胀轴与花键轴350装配的结构形式并安装传动轮390，椅实现动力传输，降低扭矩的不利影响。

进一步地，所述第一承接夹紧机构200还包括第一支撑座250，所述第一支撑座250设有第一导滑孔，所述第一定位夹紧件210与所述第一导滑孔导向配合，且所述第一定位夹紧件210可在所述第一导滑孔内滑动或转动。具体的，第一支撑座250包括轴瓦座及安装在轴瓦座上的轴瓦，第一定位夹紧件210贯穿压设在轴瓦的内孔中，因而通过轴瓦内孔的孔壁可实现对第一定位夹紧件210的定位和支撑，确保伸缩移动时运行平稳、可靠。

更进一步地，所述第一承接夹紧机构200还包括设有第一气道的第一旋转接头260，所述第一定位夹紧件210为第一气胀轴，所述第一旋转接头260卡接于所述第一气胀轴远离所述第一外锥面211的端部，所述第一联接件240设有便于气管伸入的通孔241。如此便于通过第一联接件240的通孔241将供气气管伸入并与第一旋转接头260连接，从而确保正常向第一气胀轴供给气体，以实现对料卷气胀轴的胀紧固定。

如图4所示，此外，所述第二承接夹紧机构300还包括套装于所述花键轴350外部的花键套360、及依次套装于所述花键套360外部的轴承组件370、轴套380及传动轮390。其中，轴承组件370包括轴承座及安装在轴承座上的轴承，用于支撑第二定位夹紧件310的伸缩移动及减小转动摩擦磨损；传动轮390用于与磁粉离合器传动连接以实现动力传输。

进一步地，所述第一联接件240设有用于与所述第一气胀轴远离所述第一外锥面211的端部配合的第一孔、及用于限制所述第一气胀轴远离所述第一外锥面211的端部在所述第一孔内轴向移动的第一限位结构；所述第二联接件340设有用于与所述花键轴350远离所述第二驱动件330的一端配合的第二孔、及用于限制所述花键轴350远离所述第二驱动件330的一端在所述第二孔内轴向移动的第二限位结构。其中，第一联接件240和第二联接件340的作用主要是引出气胀轴/花键轴350尾部的气管，并通过其与气胀轴/花键轴350旋转，防止气管不断卷绕，同时通过第一限位结构和第二限位结构，可以平稳、可靠的传递驱动件的推力和拉力。

进一步地，所述第二承接夹紧机构300还包括c型卡390a，所述花键轴350的外周面设有间隔设置的挡接凸缘391a和环形卡槽392a，所述轴承组件370与所述挡接凸缘391a挡接配合，所述c型卡390a嵌设于所述环形卡槽392a并与所述传动轮390挡接配合。如此可实现套装于花键套360上的轴承组件370。轴套380及传动轮390的安装固定，防止运行过程中发生轴向侧移，影响装置的工作可靠性。

更进一步地，所述第二承接夹紧机构300还包括设有第二气道的第二旋转接头390b，所述第二定位夹紧件310为第二气胀轴，所述第二旋转接头390b卡接于所述第二气胀轴远离所述第二外锥面311的端部，所述花键轴350设有与所述第二气道连通的供气通道，所述第二联接件340设有便于气管伸入的插接孔。如此便于通过第二联接件340的插接孔将供气气管伸入并与第二旋转接头390b连接，从而确保正常向第二气胀轴供给气体，以实现对料卷气胀轴的胀紧固定。

可以理解的是，在实现本申请技术方案的前提下，第一承接夹紧机构200和第二承接夹紧机构300的实施结构可以是均采用轴承的传动机构，或均采用花键套配合轴承组件的传动机构，或者是上述两种驱动机构中择一的传动机构，都在本发明的保护范围内。

本发明还提供一种物料装夹系统，其包括自行物料运输车500和如上所述的物料装夹装置，所述自行物料运输车500设有物料升降机构，所述物料升降机构上设置有物料600，所述物料装夹装置设有与所述驱控装置通信连接的位置传感器，所述位置传感器与所述自行物料运输车500可触发配合，所述第一承接夹紧机构200、所述第二承接夹紧机构300与所述物料600可夹紧配合。

上述物料装夹系统工作时，自行物料运输车500按预设轨迹移动至上料工位，并与物料装夹装置的位置传感器形成触发配合，此时物料升降机构将物料600抬升至预设高度，驱控装置控制第一承接夹紧机构200的第一定位夹紧件210、第二承接夹紧机构300的第二定位夹紧件310相向运动从而精准定位并夹紧物料。如此能够适用于不同料轴接口方式及不同尺寸的设备的物料自动装夹，提升不同设备之间的自动化连线水平，提高生产效率，降低成本支出。具体的，执行物料运输车可选是agv，能够按预设好的运行轨迹自行精准移动，实现高度自动化物料运输；agv上安装有用于接收和识别信号的信号处理模块，能够与位置传感器实现信号交互。

如图5所示，本发明还提供一种如上所述的物料装夹系统的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：

自行物料运输车500根据生产需要，将物料榆树至系统指定工位，物料升降机构将物料600举升至预设高度；

位置传感器检测到自行物料运输车500后反馈信号至驱控装置，驱控装置驱动第一承接夹紧机构200和第二承接夹紧机构300动作，分别推动第一定位夹紧件210和第二定位夹紧件310相向移动从而夹紧物料600；

驱控装置控制位置传感器发出物料夹紧完成信号，自行物料运输车500识别该信号后驶离上料工位。

通过上述物料装夹系统的装夹方法，当自行物料运输车500按预设轨迹移动至上料工位，并与物料装夹装置的位置传感器形成触发配合，此时物料升降机构将物料600抬升至预设高度，驱控装置控制第一承接夹紧机构200的第一定位夹紧件210、第二承接夹紧机构300的第二定位夹紧件310相向运动从而精准定位并夹紧物料。如此能够适用于不同料轴接口方式及不同尺寸的设备的物料自动装夹，提升不同设备之间的自动化连线水平，提高生产效率，降低成本支出。

进一步细化上述物料装夹系统的工作方法：上料过程为：处理中心呼叫，并下指令为“上料”—agv定点停止—agv通过光电传感器，发送“到位”信号—设备端接收并识别“到位”信号，之后发送“就绪”信号—agv接收并识别“就绪”信号，物料升降机构将物料600举升到夹紧机构400—agv通过光电传感器，发送“夹紧动作”信号—设备端识别“夹紧动作”信号后进行自动装夹—设备端发送“夹紧动作完成”信号—agv识别“夹紧动作完成”信号后，驶离当前工位。下料过程与上述上料过程类似，具体为：处理中心呼叫，并下指令为“下料”—agv定点停止—agv通过光电传感器，发送“到位”信号—设备端接收并识别“到位”信号，之后发送“就绪”信号—agv接收并识别“就绪”信号，物料升降机构举升到夹紧机构400—agv对射位置传感器，发送“松开动作”信号—设备端识别“松开动作”信号后进行自动卸料—设备端发送“松开动作完成”信号—agv识别“松开动作完成”信号后，驶离当前工位。

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发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。