一种弯曲主筋套装箍筋的自动夹具
阅读说明：本技术 一种弯曲主筋套装箍筋的自动夹具 (Automatic clamp for bending main reinforcement sleeved stirrup ) 是由 乔景慧 陈宇曦 张啸涵 于 2021-06-07 设计创作，主要内容包括：一种弯曲主筋套装箍筋的自动夹具,包括平移装置、弯曲主筋夹具和箍筋夹具；本发明的具体有益效果如下：1.本发明结构较为简洁有效,通过控制气缸的动作,可以实现弯曲主筋套装箍筋这一工艺过程,避免了套装过程中出现的干涉现象,并实现自动化,降低了工人的劳动强度。同时,实现在无人工干预下的全自动工作。2.将箍筋放置在固定夹具体上,便于机器人的自动抓取,提高了工作效率。3.采用了动夹具主体的设计方式,使得工件可以直接运送到下一个工位,避免了人工搬运,不仅降低了工人的劳动强度而且提高了安全系数。(An automatic clamp for sleeving a bent main reinforcement with a stirrup comprises a translation device, a bent main reinforcement clamp and a stirrup clamp; the invention has the following specific beneficial effects: 1. the invention has simple and effective structure, can realize the process of bending the main reinforcement sleeved stirrup by controlling the action of the cylinder, avoids the interference phenomenon in the sleeving process, realizes automation and reduces the labor intensity of workers. Meanwhile, the full-automatic work without manual intervention is realized. 2. The stirrups are placed on the fixing clamp body, so that the robot can automatically grab the stirrups conveniently, and the working efficiency is improved. 3. The design mode of the movable clamp main body is adopted, so that the workpiece can be directly conveyed to the next station, manual carrying is avoided, the labor intensity of workers is reduced, and the safety factor is improved.)
技术领域
本发明涉及工装夹具技术领域，具体为一种弯曲主筋套装箍筋的自动夹具。
背景技术
夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施 工或检测的装置，又称卡具，从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅 速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。
地铁管片钢筋笼的制造过程中，要将弯曲的主筋与箍筋套装在一起。在传统 制造过程，常常采用将箍筋固定，然后工人将弯曲的主筋送入箍筋内。工人的 劳动强度大、效率低。对于生产来说，也不利于实现自动化。在完成焊接后需 要使用天车将工件送走，此时工件处于悬空状态，安全系数较低。
故如何解决上述技术问题，对于本领域技术人员来说很有现实意义。
发明内容
发明目的:
本发明的目的在于解决以往所存在的问题，本申请在钢筋笼焊接前，实现弯 曲主筋与箍筋之间的自动化套装。
技术方案：
一种弯曲主筋套装箍筋的自动夹具，包括平移装置、弯曲主筋夹具和箍筋 夹具；
所述的平移装置包括电动机1、动夹具主体3和滑轨5，动夹具主体3设置 在滑轨5上且能沿滑轨5移动；电动机1与减速器2连接，减速器2固定在所 述的动夹具主体3上，减速器2的输出轴伸入至动夹具主体3下方且减速器2 的输出轴上装有齿轮16；齿条17位于动夹具主体3下方且与滑轨5平行，齿轮 16和齿条17相互啮合；
弯曲主筋夹具安装在动夹具体3上；弯曲主筋夹具包括多个独立的夹持单 元；每个独立的夹持单元包括，一个滑台气缸7、一对滑台导轨14、一对手爪9 和一对举升气缸10；每个手爪9各自连接在一个举升气缸10上，一对手爪9镜 像对称布置，每个举升气缸10各自通过一个中间连接件15设置在滑台导轨14 上且中间连接件15能带动举升气缸10沿滑台导轨14移动，滑台气缸7连接在 两个中间连接件15之间；
箍筋夹具包括多个独立的箍筋夹具单元，每个箍筋夹具单元包括底部支撑 件12和两个侧面支撑件13；两个侧面支撑件13设置在底部支撑件12上，两个 侧面支撑件13之间形成夹持箍筋的间隙。
还包括固定夹具体6，所述滑轨5和齿条17均设置在固定夹具体6上。
底部支撑件12设置在支撑板18上，支撑板18设置在固定夹具体6上。
在弯曲主筋夹具的每个夹持单元前方设置有磁性开关，所述的磁性开关以 及弯曲主筋夹具中的滑台气缸7和举升气缸10与夹具控制平台的单片机通过线 路连接成控制回路。
所述的夹具控制平台包括单片机、磁性开关、光耦和继电器；单片机、光 耦和继电器集成在一块电路板上；磁性开关传来的信号，经过光耦将电压转变 为单片机引脚容许的电压后，再传递给单片机；单片机接收到信号后控制继电 器线圈吸合进而控制气缸动作。
所述的弯曲主筋夹具的夹持单元为9个；相邻的两个独立夹持单元之间的 夹角α为6°。
手爪9为开口向上的U形件9-1。
U形件9-1为上下两个。
优点效果：
一种弯曲主筋套装箍筋的自动夹具，包括弯曲主筋夹具，弯曲主筋夹具安装 在动夹具体上；其包括9个独立的夹持单元；每个单元包括，一个滑台气缸、 一对滑台导轨、一对手爪、一对举升气缸；手爪连接在举升气缸上，手爪及举 升气缸镜像对称布置，举升气缸通过中间连接件设置在滑台导轨上；所述的弯 曲主筋夹具与夹具控制平台通过线路连接成控制回路。所述的箍筋夹具包括， 底部支撑件和侧面支撑件；
上述弯曲主筋套装箍筋的自动夹具还包括夹具体平移装置，所述的平移装置 包括电动机1、动夹具主体3和滑轨5。
所述的弯曲主筋夹具，包括9个独立的夹持单元；所述的独立的夹持单元之 间为6°的夹角，多个独立的夹持单元以第5个夹持单元的轴线为基准对称布置； 所述的夹具控制平台包括单片机、磁性开关、光耦和继电器。所述的箍筋夹具， 包括底部支撑件和侧面支撑件相互组合，底部支撑件12设置在支撑板18上， 支撑板18设置在固定夹具体6上。所述的平移装置中：电动机与减速器连接， 减速器固定在所述的动夹具主体上，减速器的输出轴上装有齿轮；齿条安装在 固定夹具体上；齿轮齿条相互啮合。
本发明的具体有益效果如下：
1.本发明结构较为简洁有效，通过控制气缸的动作，可以实现弯曲主筋套装 箍筋这一工艺过程，避免了套装过程中出现的干涉现象，并实现自动化，降低 了工人的劳动强度。同时，实现在无人工干预下的全自动工作。
2.将箍筋放置在固定夹具体上，便于机器人的自动抓取，提高了工作效率。
3.采用了动夹具主体的设计方式，使得工件可以直接运送到下一个工位，避 免了人工搬运，不仅降低了工人的劳动强度而且提高了安全系数。
附图说明
图1是本发明的结构的示意图
图2是本发明的俯视图结构的示意图
图3是独立的夹持单元的结构示意图
图4是箍筋夹具的结构示意图
图5是气缸信号扫描电路
图6是继电器控制电路。
附图标记：1-电动机，2-减速器，3-动夹具主体，4-滑块，5-导轨，6-固定夹 具体，7-滑台气缸，8-箍筋，9-手爪，10-举升气缸，11-主筋，12-底部支撑件， 13-侧面支撑件，14-滑台导轨，15-中间连接件，16-齿轮，17-齿条，18-支撑板。
具体实施方式
一种弯曲主筋套装箍筋的自动夹具，包括平移装置、弯曲主筋夹具和箍筋 夹具；
所述的平移装置包括电动机1、动夹具主体3和滑轨5，动夹具主体3设置 在滑轨5上且能沿滑轨5移动；电动机1与减速器2连接，减速器2固定在所 述的动夹具主体3上，减速器2的输出轴伸入至动夹具主体3下方且减速器2 的输出轴上装有齿轮16；齿条17位于动夹具主体3下方且与滑轨5平行，齿轮 16和齿条17相互啮合(通过齿轮转动，实现动夹具3沿滑轨5移动)；
弯曲主筋夹具安装在动夹具体3上；弯曲主筋夹具包括多个独立的夹持单 元；每个独立的夹持单元包括，一个滑台气缸7(横向动作)、一对滑台导轨14、 一对手爪9和一对举升气缸10(竖向动作)；每个手爪9各自连接在一个举升气 缸10上，一对手爪9镜像对称布置(如图3所示)，每个举升气缸10各自通过 一个中间连接件15连接在滑台导轨14设置在滑台导轨14上且中间连接件15 能带动举升气缸10沿滑台导轨14移动，滑台气缸7连接在两个中间连接件15 之间；滑台导轨14的长度方向接近于垂直主筋11。
箍筋夹具包括多个独立的箍筋夹具单元，每个箍筋夹具单元包括底部支撑 件12和两个侧面支撑件13；两个侧面支撑件13设置在底部支撑件12上，两个 侧面支撑件13之间形成夹持箍筋的间隙。
还包括固定夹具体6，所述滑轨5和齿条17均设置在固定夹具体6上。
底部支撑件12设置在支撑板18上，支撑板18设置在固定夹具体6上。
在弯曲主筋夹具的每个夹持单元前方设置有磁性开关(磁性开关设置在动 夹具主体3上，弯曲主筋夹具的前方就是面向箍筋移动的方向)，所述的磁性开 关以及弯曲主筋夹具中的滑台气缸7和举升气缸10与夹具控制平台通过线路连 接成控制回路。
所述的弯曲主筋夹具的夹持单元为9个；相邻的两个独立夹持单元之间的 夹角α为6°(如图2所示，可以理解为相邻的两个夹持单元的滑台导轨14之间 的夹角为6°)，多个以第5个夹持单元的轴线为基准对称布置(该轴线就是位于 该夹持单元中的两个滑台导轨14之间的线，该轴线与滑台导轨14平行，两个 滑台导轨14的中点之间如果连一条连接线，上述轴线就是穿过该连接线中点的 线)；所述的夹具控制平台包括单片机、磁性开关、光耦和继电器；单片机、光 耦、继电器集成在一块电路板上；磁性开关传来的信号，经过光耦将电压转变 为单片机引脚容许的电压后，传递给单片机，单片机接收到信号后控制继电器线圈吸合进而控制气缸(滑台气缸7和举升气缸10等)动作。
手爪9为开口向上的U形件9-1。U形件9-1为刚好能容纳主筋11的结构， 主筋11落入U形件9-1内被U形件9-1所承托。
U形件为上下两个(如图3所示)。
本发明采用多个举升气缸10及手爪9支撑主筋11，保证了支持的稳定性。 工作时，箍筋8位于两个侧面支撑件13之间形成的间隙中，通过两个侧面支撑 件13夹持，由机械手从箍筋夹具中夹取箍筋8，将箍筋8套装在主筋11上。
具体的工作过程是：如图1和2所示，主筋11被多个独立的夹持单元支撑， 假如箍筋从左侧套入主筋11，那么由机械手从箍筋夹具中夹取箍筋8，从左侧 将箍筋8开始套在主筋11上并移动箍筋8，当箍筋8接触到左侧第一个独立的 夹持单元前方设置的磁性开关时，该磁性开关给单片机发送信号，单片机控制 第一个独立的夹持单元的举升气缸10回落，使得手爪9的U形件9-1离开主筋 11，之后滑台气缸7将第一个独立的夹持单元的两个举升气缸10推至两边(如 图3所示，就是推向左右两侧)，此时，相当于在第一个独立的夹持单元的位置 为箍筋8留出了通过的空间，之后箍筋8继续由左向右移动，当箍筋8越过第 一个独立的夹持单元，接触到第二个独立的夹持单元前方的磁性开关时，该磁 性开关给单片机发信号，单片机控制第一个独立的夹持单元的举升气缸10和滑 台气缸7恢复原位(先由滑台气缸7将举升气缸10拉回主筋11下方，再控制 举升气缸10上升，使得手爪9重新托住主筋11)，恢复对主筋11的支撑，同时， 第二个独立的夹持单元的举升气缸10回落，使得第二个独立的夹持单元的手爪 9的U形件9-1离开主筋11，之后滑台气缸7将第二个独立的夹持单元的两个 举升气缸10推至两边，在第二个独立的夹持单元的位置为箍筋8留出通过的空 间，如此继续，直至箍筋8到达右侧指定位置，然后按照上述过程套第二个箍 筋8、第三个箍筋8等等，直至套装完需要数量的箍筋8，此方案中，箍筋8是 从左侧套入，而第一个箍筋8最终应该是位于主筋11的右侧，第二个箍筋8位 于第一个箍筋8的左侧，以此类推直至完成所需箍筋8的数量。
综上，每个独立的夹持单元依次动作，完成套装。套装结束后，由电动机1 驱动经减速器2，使得齿轮16旋转，因为齿条17是固定的，所以齿轮16旋转 就会带动整个动夹具体3的移动，将工件送至下一个工位。
夹具控制平台的具体工作原理为：
夹具控制平台主要涉及到平移滑台(平移装置)及举升气缸的运动及限位， 卡具(即独立的夹持单元)有九个工位共计27个气缸，每一片单片机控制九个 气缸运动及限位检测，共计使用三片单片机。单片机型号为STM32F103RCT6。 独立的夹持单元的前方安装有两线式常开SMC磁性开关D-M9B，位置到达后 磁性开关闭合传递位置信号，STM32F1系列单片机具有19个外部中断，其中， 中断线0至15为对应外部IO输入，独立的夹持单元在支撑时，27个气缸皆到 达限位，而箍筋(8)运动时(相当于套环运动)仅经过区域的独立的夹持单元 运动。
为便于维护，在继电器控制部分采用小继电器(HF49FD-005)控制电磁阀继电 器(SY3120-5GM5)的方式，单片机引脚电流较小，故通过三极管驱动继电器工作。
综上，本申请结构合理，很好的解决了以往所存在的问题，利于在弯曲主筋 套装箍筋方面的推广应用。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：工程机械车辆部件焊接工装及焊接工艺