虎鉗之變：如何與智能工廠實(shí)現(xiàn)互聯(lián)

jiajoin

虎鉗一直被視為生產(chǎn)中不可或缺的工具，其基本作用原理也從未改變：兩個(gè)夾爪將工件固定，確保其即使在強(qiáng)大的外力下也不會(huì)移動(dòng)�，F(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)虎鉗提出了更高要求：數(shù)秒內(nèi)全自動(dòng)夾緊工件、高靈活性、可對(duì)工件進(jìn)行監(jiān)控等。在智能化應(yīng)用中，虎鉗是實(shí)現(xiàn)高效工藝的關(guān)鍵因素。

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虎鉗的模塊化系統(tǒng)

模塊化的設(shè)計(jì)是適應(yīng)未來新領(lǐng)域應(yīng)用的趨勢：在全自動(dòng)小型工件夾持、夾持系統(tǒng)或長工件的組合夾持中，它能始終保證精確復(fù)位。不同的模塊在加工程序變更后也能繼續(xù)使用，最終達(dá)到節(jié)約成本的目的。

圖2

圖3 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)配置四個(gè)虎鉗實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)上料

動(dòng)力虎鉗

應(yīng)用范圍較廣、潛在選項(xiàng)較多時(shí)，動(dòng)力虎鉗便可以派上用場。其可用于機(jī)床工作臺(tái)的基板、夾具塔、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、三向錐形支架、夾具組合或夾持托盤；水平、垂直或倒置；3軸、4軸或5軸加工中心，以及組合機(jī)床或旋轉(zhuǎn)設(shè)備；適合安排緊湊的批量生產(chǎn)，也可用于中小批量制造。

圖4 安裝于5軸機(jī)床的3向錐形支架，使工件易于加工

先進(jìn)夾持虎鉗的技術(shù)特性

優(yōu)秀的虎鉗產(chǎn)品應(yīng)該具有緊湊性、夾持力和精確性。比如：

• 一體式結(jié)構(gòu)、楔式運(yùn)動(dòng)機(jī)制以及長基爪導(dǎo)軌。

• 基爪和覆蓋條進(jìn)行針對(duì)設(shè)計(jì)以優(yōu)化外部輪廓。

• 小尺寸間隙、為緊固螺釘配備蓋塞能夠防止貯塵室內(nèi)積聚塵垢或切屑，避免形成永久性殘留。

• 配置潤滑系統(tǒng)能夠使卡爪、活塞導(dǎo)軌和對(duì)角拉伸機(jī)構(gòu)進(jìn)行手動(dòng)潤滑或通過底部連接進(jìn)行集中潤滑。

圖5 虎鉗安裝在旋轉(zhuǎn)傳輸設(shè)備上

與快換爪的配合

配備快換爪系統(tǒng)，虎鉗的應(yīng)用場景將會(huì)更加靈活。通過基座和替換卡爪通過內(nèi)部對(duì)角拉伸機(jī)構(gòu)相互連接，因此虎鉗的干涉輪廓保持不變。所采用的彈簧機(jī)構(gòu)能夠確保替換卡爪在打開后不會(huì)掉落。該快換系統(tǒng)適用于更換標(biāo)準(zhǔn)卡爪、夾緊嵌塊以及特定工件用定制型卡爪。

圖6 快換系統(tǒng)

自動(dòng)化應(yīng)用

虎鉗與快換系統(tǒng)配合能夠在自動(dòng)化上下料中發(fā)揮最大的優(yōu)勢。下圖中的虎鉗通過主動(dòng)底板(ABP-a)或帶快換聯(lián)軸器的底板(SBP)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)也可以從外部進(jìn)行控制，通過壓縮空氣釋放的電信號(hào)或壓縮空氣直接驅(qū)動(dòng)。底板可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)每個(gè)虎鉗，在加工進(jìn)行中也能進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。

圖7 虎鉗與托盤系統(tǒng)組合

尤其在用于自動(dòng)上下料時(shí)，帶固定爪的夾緊塊能夠確保及時(shí)、精準(zhǔn)地定義零點(diǎn)，防止基準(zhǔn)點(diǎn)移位。此外，同款虎鉗可串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如型材等長件的夾持。為確保自動(dòng)化應(yīng)用過程最大的靈活性，還可以通過一個(gè)零點(diǎn)定位快換托盤系統(tǒng)接口，在幾步簡單的操作中完成單個(gè)虎鉗或帶有多個(gè)虎鉗的整套托盤的替換，并且可以進(jìn)行集中控制。幫助機(jī)床極其快速地完成改裝，具有高工藝可靠性。

圖8 機(jī)械手直接在機(jī)床主軸上料

與智能工廠互聯(lián)

現(xiàn)在生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化和靈活性要求越來越高，在工業(yè)4.0的時(shí)代背景下，抓取系統(tǒng)和夾持裝置離工件越近，則越容易監(jiān)控每個(gè)工藝步驟，永久地向系統(tǒng)控制和更高級(jí)ERP系統(tǒng)提供工藝數(shù)據(jù)。

圖9 基板并列連接多個(gè)虎鉗實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化夾持

協(xié)同作業(yè)：加工中心內(nèi)，工件通過送料帶進(jìn)入機(jī)床工作區(qū)，機(jī)器人使用雄克機(jī)械手搬運(yùn)工件，交由虎鉗夾緊。

圖10 加工過程與上料過程同時(shí)進(jìn)行

整套虎鉗更換：快換托盤系統(tǒng)在不停機(jī)的情況下完成了整套虎鉗更換。

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實(shí)時(shí)監(jiān)控：虎鉗橫向并排放置在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，由機(jī)械手自動(dòng)上料。單個(gè)虎鉗的夾持狀態(tài)可精準(zhǔn)監(jiān)測并傳輸至控制系統(tǒng)，電感式接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)卡爪的監(jiān)控。

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我覺得對(duì)于機(jī)加工行業(yè)來說，夾具已經(jīng)到了必須要改革的時(shí)候了，通用性范圍廣的夾具才是未來的主流