ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО
ELECTRIC CLAMP APPARATUS

Область техники
Настоящее изобретение относится к электрическому зажимному устройству, которое может зажать заготовку на автоматической линии сборки или тому подобном.
Предшествующий уровень
До настоящего момента на автоматической линии сборки автомобилей применялся процесс сборки, в котором зажимание осуществлялось зажимным устройством в состоянии, в котором заготовки панелей корпуса накладывались друг на друга, а затем панели корпуса сваривались вместе.
Данный заявитель предложил электрическое зажимное устройство, раскрытое в японской публикации выложенной заявки на патент №2001-105332. Электрическое зажимное устройство оборудовано корпусом, блоком поворотного привода, выполненным внутри корпуса, и зажимным рычагом, расположенным наружу относительно корпуса. Путем передачи движущей силы блока поворотного привода на шарико-винтовой механизм, приводится в действие зажимной рычаг с помощью коленно-рычажного механизма, задавая вращение под заранее заданным углом для зажатия, например, заготовки или тому подобного.
Краткое содержание изобретения
Общей задачей настоящего изобретения является - обеспечить электрическое зажимное устройство, в котором стабильная сила сжатия может всегда быть достигнута без необходимости в операциях регулировки на зажимном рычаге, вместе с возможностью зажатия заготовок различной толщины.
Настоящее изобретение представляет собой электрическое зажимное устройство для захвата заготовки с помощью поворотного зажимного рычага, содержащее корпус, блок привода, приводимый в действие с возможностью вращения электрическим сигналом, передающий механизм для передачи поворотной движущей силы блока привода, червячный механизм для преобразования вращательного движения, переданного передающим механизмом, в поступательное движение, коленно-рычажный механизм для преобразования поступательного движения, передаваемого червячным механизмом, во вращательную операцию зажимного рычага и регулирующий механизм для регулировки позиции сжатия зажимным рычагом, соответствующей толщине заготовки.
В соответствии с настоящим изобретением, предусмотрен механизм регулировки, способный регулировать позицию зажатия зажимного рычага в зависимости от толщины заготовки с тем, чтобы захватить заготовку с заранее заданной силой захвата. Таким образом, даже если предстоит захватить заготовки разной толщины, нет необходимости регулировать коленно-рычажный механизм каждый раз, когда меняется толщина пластины заготовки, так что зажатие заготовки может надежно и стабильно осуществляться только путем регулировки позиции зажатия с помощью регулирующего механизма.
Вышеупомянутые и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из последующего описания при рассмотрении вместе с сопроводительными чертежами, в которых предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения показаны с помощью иллюстрирующих примеров.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой общий вид в разрезе, показывающий электрическое зажимное устройство, в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 представляет собой общий вид в разрезе, показывающий состояние, в котором зажимной рычаг в электрическом зажимном устройстве по фиг. 1 вращается под заранее заданным углом;
Фиг. 3 представляет собой общий вид в разрезе, показывающий зажатое состояние, в котором зажимной рычаг в электрическом зажимном устройстве по фиг. 2 вращается далее;
Фиг. 4 представляет собой вид в плане с частичным опущением электрического зажимного устройства по фиг. 1, рассматриваемого снизу; и
Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид в разрезе, показывающий зажатое состояние в электрическом зажимном устройстве по фиг. 4, в котором зажата заготовка, имеющая большую толщину пластины.
Описание примеров осуществления изобретения
Как показано на фигурах с 1 по 3, электрическое зажимное устройство 10 содержит корпус 12 и расположенные внутри корпуса: блок поворотного привода 14, механизм передачи движущей силы (передающий механизм) 18 для передачи поворотной движущей силы блока поворотного привода 14 на коленно-рычажный механизм 16 и зажимной рычаг 20, расположенный с возможностью вращения относительно корпуса 12.
Корпус 12, например, является полым и имеет удлиненную практически прямоугольную форму в разрезе, распространяющуюся в вертикальном направлении (направление стрелок А и В). В устройстве предусмотрен опорный элемент 22, распространяющийся вбок на верхней части корпуса 12. Опорный элемент 22 распространяется наружу в горизонтальном направлении и имеет заранее заданную длину по отношению к боковой поверхности корпуса 12, и образован на его конце вместе с простирающейся вверх секцией захвата 24. Дополнительно, как показано на фиг. 3, во время зажатия, когда зажимной рычаг 20 вращается, заготовка W зажата между зажимным рычагом 20 и опорным элементом 22.
Роликовая канавка 26, простирающаяся в вертикальном направлении (направление стрелок А и В), образована в практически центральной части корпус 12. Ролики 30, предусмотренные на описанной далее смещаемой корпусной детали 28, вставлены в, и направляются роликовой канавкой 26.
Блок поворотного привода 14 состоит, например, из источника поворотного привода 32, подобного индукционному двигателю, бесщеточному двигателю или тому подобному, приводимого в действие при вращении подаваемым на него электрическим сигналом. Источник поворотного привода 32 расположен вдоль вертикального направления корпуса 12 (направление стрелок А и В), при этом вал привода 34 установлен в направлении вниз (в направлении стрелки А).
Механизм передачи движущей силы 18 включает ходовой вал 36, расположенный с возможностью вращения, практически в центральной части корпуса 12, ведущий шкив 38, присоединенный к ведущему валу 34 источника движущей силы 32, ведомый шкив 40, присоединенный к нижнему концу ходового вала 36, приводной ремень 42, расположенный между ведущим шкивом 38 и ведомым шкивом 40, и корпусную деталь смещения 28, входящую в зацепление с наружной круглой стороной ходового вала 36.
Ходовой вал 36 представляет собой осевое тело, имеющее заранее заданную длину, установленное для продвижения в вертикальном направлении (направлении стрелок А и В) внутри корпуса 12. Верхний и нижний концы ходового вала 36 поддерживаются с возможностью вращения относительно корпуса 12. Далее, винтовые канавки, имеющие спиральную форму, образованы на наружной круглой поверхности ходового вала 36, а ходовой вал 36 установлен параллельно блоку поворотного привода 14, расположенному внутри корпуса 12.
Как показано на фиг. 4, ведущий шкив 38 и ведомый шкив 40 соответственно имеют форму дисков и расположены на одинаковой высоте, чтобы их совместные наружные поверхности были обращены друг к другу (см. фиг. 1). В дополнение, приводной ремень 42 расположен последовательно вокруг соответствующих круглых поверхностей ведущего шкива 38 и ведомого шкива 40 так, что путем приведения в действие блока поворотного привода 14 ведущий шкив 38 поворачивается и его сила вращения передается через приводной ремень 42 на ведомый шкив 40, тем самым приводя во вращение ведомый шкив 40 и ходовой вал, которые вращаются вместе в унисон.
Смещаемая корпусная деталь 28 имеет цилиндрическую форму с заранее заданной длиной вдоль осевого направления (направление стрелок А и В). Внутренняя гаечная резьба 44, образованная на внутренней части смещаемой корпусной детали 28, входит в зацепление с ходовым валом 36. Более конкретно, ходовой вал 36 вставлен вовнутрь смещаемой корпусной детали 28 и удерживается в резьбовом зацеплении с ней. Дополнительно, смещаемая корпусная деталь 28 движется в осевом направлении (направление стрелок А и В) под воздействием вращения ходового вала 36.
Далее, пара направляющих роликов 30 предусмотрена с возможностью вращения на верхней части смещаемой корпусной детали 28. Путем установки роликов 30 в роликовую канавку 26 корпуса 12 смещаемая корпусная деталь 28 направляется в вертикальном направлении (направление стрелок А и В) при движении, при этом поворотное смещение смещаемой корпусной детали 28 ограничивается. Боле конкретно, роликовая канавка 26 действует как направляющее средство вызывающее линейное смещение смещаемой корпусной детали 28 через пару роликов 30, а также действует как средство предотвращения вращательного смещения для ограничения вращательного смещения смещаемой корпусной детали 28.
Коленно-рычажный механизм 16 включает соединительный рычаг 46, опирающийся на шарниры вместе с роликами 30 на верхней части смещаемой корпусной детали 28, и преобразует линейное движение ходового вала 36 во вращательное движение зажимного рычага 20. Один конец соединительного рычага 46 шарнирно опирается на верхнюю часть смещаемой корпусной детали 28, в то время как другой его конец шарнирно опирается на верхнюю угловую часть зажимного рычага 20 в зажатом состоянии (см. фиг. 3).
Зажимной рычаг 20 образован, например, имеющим практически прямоугольную форму в разрезе, при этом нижняя угловая часть одного конца зажимного рычага 20 опирается с возможностью вращения относительно корпуса 12 посредством опорного пальца 48, а соединительный рычаг 46 шарнирно опирается на верхнюю угловую часть над вышеупомянутой нижней угловой частью.
Далее, в другом конце зажимного рычага 20 образовано сквозное отверстие 50 практически параллельно с боковой поверхностью зажимного рычага 20. Регулировочный механизм 52, способный поддерживать зажимную силу практически постоянной при зажатии заготовки, расположен внутри сквозного отверстия 50.
Регулировочный механизм 52 включает штифт (прижимное тело) 54, расположенный с возможностью смещения в сквозном отверстии 50, и пружину 56, расположенную между штифтом 54 и ступенькой сквозного отверстия 50. Сила упругости пружины 56 побуждает штифт 54 по направлению к нижней боковой поверхности зажимного рычага 20.
Дистальный конец штифта 54 имеет полусферическую форму и в зажатом состоянии, в котором зажимной рычаг 20 вращается, конец штифта 54 противостоит секции захвата 24 опорного элемента 22 (см. фиг. 3).
Электрическое зажимное устройство 10 в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения в основном сконструировано так, как описано выше. Далее будут описаны работа и преимущества электрического зажимного устройства 10. В последующем описании разжатое состояние, показанное на фиг. 1, будет рассматриваться как исходное положение. В исходном положении дистальный конец штифта 54, установленного внутри зажимного рычага 20, расположен практически перпендикулярно относительно захватывающей секции 24 опорного элемента 22, а соединительный рычаг 46 установлен вдоль практически прямой линии с корпусной деталью смещения 28.
Во-первых, в исходном положении электрического зажимного устройства, показанном на фиг. 1, под воздействием ввода электрического сигнала от непоказанного устройства управления на источник поворотного привода 32 блока поворотного привода 14, источник поворотного привода 32 вращает ведущий вал 34. И ведущий шкив 38 поворачивается вместе с ведущим валом 34. Дополнительно, при вращении ведущего шкива 38, также вращается ведомый шкив 40, вокруг которого расположен приводной ремень 42, а ходовой вал 36 вращается в унисон с ведомым шкивом 40. Под воздействием вращения ходового вала 36, как показано на фиг. 3, смещаемая корпусная деталь 28 передвигается вверх (в направлении стрелки В), при этом она направляется роликами 30 относительно роликовой канавки 26. Вместе с этим, соединительный рычаг 46 начинает вращаться по часовой стрелке вокруг положения, в котором соединительный рычаг 46 шарнирно опирается на смещаемую корпусную деталь 28, а зажимной рычаг 20 вращается по часовой стрелке под заданным углом вокруг опорного пальца 48.
В дополнение, при дальнейшем приводе блока поворотного привода 14 и под воздействием вращения ходового вала 36, смещаемая корпусная деталь 28 движется далее вверх (в направлении стрелки В), что сопровождается вращением зажимного рычага 20 при наклонном движении (наклоне) соединительного рычага 46. В результате этого штифт 54 зажимного рычага 20 приходит в соприкосновения с заготовкой W, как показано на фиг. 3, тем самым вызывая зажатое состояние, в котором заготовка W захватывается и удерживается между штифтом 54 и опорным элементом 22 корпуса 12.
В это время штифт 54 передвигается в осевом направлении в соответствии с разницей между силой упругости пружины 56 и силой сжатия (силой захвата) прилагаемой, когда заготовка зажимается. Более конкретно, в случае, когда сила упругости пружины 56 велика по отношению к силе сжатия зажимного рычага 20, так как сила упругости пружины 56 превосходит силу сжатия, заготовка W зажимается между дистальным концом штифта 54 и секцией захвата 24 опорного элемента 32, практически не вызывая движение штифта 54 вдоль сквозного отверстия 50.
С другой стороны, как показано на фиг. 5, в отличие от вышеупомянутой заготовки W, заготовка W1, имеющая большую толщину, зажимается, когда штифт 54 входит в соприкосновение с заготовкой W1, штифт 54 вдавливается по направлению к сквозному отверстию 50 под действием силы захвата зажимного рычага 20, и зажимает заготовку W1 в таком состоянии путем передвижения на заранее заданное расстояние в направлении от опорного элемента 22.
Таким образом, в соответствии с настоящим примером осуществления изобретения, в электрическом зажимном устройстве 10, оборудованном коленно-рычажным механизмом 16, на другом конце зажимного рычага 20, захватывающего заготовку W, W1, предусмотрен регулировочный механизм 52, имеющий штифт 54, смещаемый под действием силы упругости пружины 56. Соответственно, с помощью движения штифта 54 взад и вперед относительно зажимного рычага 20, например, даже в случае, если заготовки W, W1 имеют разную толщину, с помощью движения штифта 54, соответствующего толщине, может надежно и стабильно осуществляться зажатие заготовок W, W1, без необходимости регулировки колено рычажного механизма 16 каждый раз, когда меняется толщина пластины заготовки.
Иначе говоря, когда заготовки W, W1 зажимаются электрическим зажимным устройством 10, заготовки W, W1, имеющие различную толщину пластины, варьирующуюся от тонких пластин до толстых пластин, могут надежно и стабильно зажиматься без осуществления операций регулировки коленно-рычажного механизма 16.
Далее, так как зажимной рычаг 20 вращается под действием движущей силы блока поворотного привода 14, приводимого в действие электрическим сигналом, задействуются высокоточные операции зажимного рычага 20 и зажимание заготовок W, W1 может осуществляться с повышенной точностью.
Электрическое зажимное устройство в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается упомянутыми выше примерами осуществления, и само собой разумеется, что различные дополнительные или модифицированные конструкции могут быть приняты, не отклоняясь от сути настоящего изобретения.