本实用新型涉及工装夹具技术领域，具体涉及一种无废料轻量化针刺夹具。
背景技术：
现代工业材料中出现越来越多的能够同时满足强度和轻量化需求的多层复合材料，针对多层复合材料的自动化制备工艺，一般通过机械手夹具夹持层状物料进行喷涂等复合处理。聚氨酯(pu)作为复合材料中起粘结、固化作用的物料，一般是在其他层状材料进行喷涂覆盖。通过机械手夹具夹持层状物料放到喷涂间工作台上进行喷涂。
由于pu具有发泡变硬、较强黏合性的特点，机械手夹具上的夹持元件一旦沾上pu就会因pu发泡变硬后无法运动，也因为夹持元件要做夹持运动，不好做什么保护。为了避开pu，只能将物料尺寸加大，按产品最大矩形廓算净尺寸，还要在矩形轮廓前后方向各加大至少30mm，左右方向各加大至少105mm，所以投料尺寸要比产品大很多，压制后的废料占总投料量的20％以上，因此产生过多废料。废料处理费用高，压制后的废料由于混合了pu无法分离回收，只能打捆后付费请垃圾回收公司处理，处理费用高昂；废料造成人工和空间浪费，大量的废料需要专人打捆，占用工厂空间，影响美观。
另外，目前使用的机械手载荷有限，又加上机械手夹具均采用了钢材制作，在满足基本夹持的功能上，如果再增加调节悬臂跨距的机构，夹具就超重了。基于这一点，目前使用的夹具没有做这样的设计，也就无法调节夹持物料的幅度。由于各个产品的尺寸大不相同，不可能每种产品都做一副专有夹具，所以这些大大小小的产品只能共用夹具，为了将就夹具，造成更大的物料浪费。
再有，现有机械手夹持结构是旋转运动开合的，自动取料时夹具下降过程中夹片经常会压到物料边缘，夹片关闭时如物料没有在机械手的两夹片之间，会导致掉料，需要紧急制动重新放料，浪费工艺操作时间。
针对上述的技术问题，需要一种适用于pu喷涂工艺、采用轻量化材料和结构、无喷涂材料浪费的夹具。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种结构合理、无多余废料产生、整体轻量化的针刺夹具。
本实用新型为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：
一种无废料轻量化针刺夹具，包括主梁、同步移动机构、悬臂组件和针刺夹具机构，同步移动机构安装在主梁上，悬臂组件为对称安装的两组，其一端通过同步移动机构活动设置在主梁一侧，若干组针刺夹具机构排列固定在两悬臂组件上；针刺夹具机构包括支撑调节组件和安装在支撑调节组件上的托底组件和针刺固定组件，针刺固定组件包括一端安装在支撑调节组件上的伸缩气缸和连接在伸缩气缸另一端的钢针。
对上述技术方案的进一步改进，悬臂组件包括悬臂本体，悬臂本体一端固定有与同步移动机构传动连接的连接套。悬臂本体通过的连接套横向固定在主梁一侧，两组悬臂组件同步移动，两悬臂本体之间形成工作面。
对上述技术方案的进一步改进，主梁表面附着固定耐磨带，连接套内侧与耐磨带对应位置安装有钢片。连接套在同步移动机构的带动下沿主梁纵向移动，耐磨带和钢片用于减少连接套内壁与主梁之间的摩擦，减小磨损。
对上述技术方案的进一步改进，同步移动机构包括安装在主梁上的同步带、同步轮、伺服电机、导轨和张紧轮，伺服电机与同步轮固定连接，张紧轮安装在主梁两末端，同步带为两组，分别传动安装在同步轮和两端张紧轮之间，同步带和导轨均沿主梁纵向安装。同步轮在同步轮的张紧轮的带动下，同步转动，从而带动悬臂组件的同步移动。
对上述技术方案的进一步改进，连接套内侧安装有同步带连接块和滑块，连接套通过同步带连接块与同步移动机构传动连接，并通过滑块沿导轨配合连接。
对上述技术方案的进一步改进，支撑调节组件包括安装套、锁紧块、螺杆调节装置和气缸安装板，安装套套设在悬臂组件上，并通过锁紧块紧固；螺栓调节装置固定在安装套顶部；气缸安装板与螺杆调节装置连接，并卡装在锁紧块上。
对上述技术方案的进一步改进，气缸安装板顶部向两悬臂组件之间弯折，形成弯折部，其弯折角度为90°～150°，针刺固定组件的伸缩气缸一端固定在弯折部上，另一端朝向两悬臂组件之间。
对上述技术方案的进一步改进，螺杆调节装置包括固定板、连接块和调节螺杆，固定板的两端设置固定座，调节螺杆螺纹安装在两固定座上，连接块套装在调节螺杆上，并位于两固定座之间，气缸安装板与连接块固定连接。
对上述技术方案的进一步改进，伸缩气缸上套设弹性保护套。
对上述技术方案的进一步改进，托底组件为微型气缸，其包括缸体和活塞杆，缸体末端固定安装在支撑调节组件底部，活塞杆朝向两悬臂组件之间；缸体的活塞口端面固定一刮料套，刮料套套设在活塞杆上。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案可实现在自动化生产线上，由伺服电机驱动两侧悬臂组件同步开合，能无缝对接各种不同尺寸的物料，提高生产效率及减少夹具制作规格，降低产品制作成本；物料无需将就夹具跨距，而是夹具根据物料来做调整，可节约的原材料成本占基板部分的10～15％，占总成本的6～11％。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型中针刺夹具机构的结构示意图。
图中，1、主梁；11、耐磨带；2、同步移动机构；21、同步带；22、同步轮；23、伺服电机；24、导轨；25、张紧轮；3、悬臂组件；31、悬臂本体；32、连接套；33、钢片；34、同步带连接块；35、滑块；4、针刺夹具机构；41、支撑调节组件；411、安装套；412、锁紧块；413、螺杆调节装置；414、气缸安装板；4141、弯折部；415、固定板；416、连接块；417、调节螺杆；418、固定座；42、托底组件；421、缸体；422、活塞杆；423、刮料套；43、针刺固定组件；431、伸缩气缸；432、钢针；433、弹性保护套。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种无废料轻量化针刺夹具，包括主梁1、同步移动机构2、悬臂组件3和针刺夹具机构4，同步移动机构2安装在主梁1上，悬臂组件3为横向对称安装的两组，为水平方向安装，其一端通过同步移动机构2活动设置在主梁1一侧，若干组针刺夹具机构4排列固定在两侧悬臂组件3上，优选地，针刺夹具机构4为4～12组，其对称固定在两侧的悬臂组件3上。悬臂组件3和针刺夹具机构4可多维度、跨距调整到适于当前产品的状态。
针刺夹具机构4包括支撑调节组件41和安装在支撑调节组件41上的托底组件42和钢针组件43，钢针组件43包括一端安装在支撑调节组件41上的伸缩气缸431和安装在伸缩气缸431另一端的钢针432。托底组件42用于从底部的固定物料，针刺夹具机构4上的钢针432刺入物料中，多组针刺夹具机构4同步夹持，将物料整体固定，同时减少夹具夹持面积，提高了物料工艺处理中的精细化。对上述实施例中，伸缩气缸431上套设弹性保护套433，弹性保护套433用于防止喷涂物料喷溅入伸缩气缸431的伸缩缝隙内，影响伸缩气缸431的使用寿命。
在上述实施例中，悬臂组件3包括悬臂本体31，悬臂本体31一端固定与同步移动机构2传动连接的连接套32。悬臂本体31通过的连接套32和同步移动机构2横向固定在主梁1一侧，实现两组悬臂组件3同步移动，两悬臂本体31之间平面形成工作面，便于物料工艺处理和流程运转。
在上述实施例中可选地，主梁1表面固定有耐磨带11，连接套32内侧与耐磨带11对应位置安装有钢片33。连接套32在同步移动机构2的带动下沿主梁1纵向移动，耐磨带11和钢片33用于减少连接套32内壁与主梁1之间的摩擦，减小磨损。
在上述实施例中，同步移动机构2包括安装在主梁1上的同步带21、同步轮22、伺服电机23、导轨24和张紧轮25，伺服电机23与同步轮22固定连接。伺服电机23安装在主梁1中部，其输出轴上固定同步轮22。张紧轮25安装在主梁1两末端，同步带21为两组，分别传动安装在同步轮22和两端张紧轮25之间，同步带21和导轨24均沿主梁1纵向安装。即两同步带21分别从主梁1中部的同步轮22向主梁1两末端的张紧轮25张紧固定。
在上述实施例中，连接套32内侧安装有同步带连接块34和滑块35，连接套32通过同步带连接块34与同步带21传动连接，并通过滑块35沿导轨24配合连接。
在上述实施例中，支撑调节组件41包括安装套411、锁紧块412、螺杆调节装置413和气缸安装板414，安装套411套设在悬臂组件3上，具体的，安装套411套设在悬臂本体31上。安装套411通过锁紧块412紧固，锁紧块412为上、下两组，每组又分为左右两块，锁紧块412的上、下开槽，安装套411末端卡装在槽内，在通过螺栓将上下两组锁紧块412固定。螺栓调节装置413固定在安装套411顶部。气缸安装板414与螺杆调节装置413连接，并卡装在锁紧块412上，气缸安装板414固定在左右两锁紧块412之间。
在上述实施例中，气缸安装板414顶部向两悬臂组件3之间内侧弯折，形成弯折部4141，其弯折角度为90°～150°，针刺固定组件43的伸缩气缸431一端固定在弯折部4141上，另一端朝向两悬臂组件2之间。机械手夹具移到取料台上取件，此时伸缩气缸431处于缩回状态，针刺固定组件43的伸缩气缸431上安装的钢针432刺穿物料，实现针刺夹持，夹持面积小，提高工件喷涂工艺的精细化程度。
在上述实施例中，螺杆调节装置413包括固定板415、连接块416和调节螺杆417，固定板415的两端设置固定座418，调节螺杆417螺纹安装在两固定座418上，连接块416套装在调节螺杆417上，并位于两固定座418之间，气缸安装板414与连接块416固定连接。拧松左右两侧的锁紧块412，通过转动调节螺杆417实现气缸安装板414在两侧的锁紧块内的上下方向移动调节，以调节刺入夹持的深度，适应不同厚度工件的针刺夹持。
对上述实施例中，托底组件42为微型气缸，其包括缸体421和活塞杆422，缸体421末端固定安装在支撑调节组件41底部，活塞杆422朝向两悬臂组件2之间；缸体421的活塞口端面固定一刮料套423，刮料套423套设在活塞杆422上，当完成夹持活塞杆422回缩时，刮料套423挂去活塞杆422上余留的喷涂物料。
本实用新型中的具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
1.一种无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，包括主梁(1)、同步移动机构(2)、悬臂组件(3)和针刺夹具机构(4)，同步移动机构安装在主梁上，悬臂组件为对称安装的两组，其一端通过同步移动机构活动设置在主梁一侧，若干组针刺夹具机构排列固定在两悬臂组件上；针刺夹具机构包括支撑调节组件(41)和安装在支撑调节组件上的托底组件(42)和针刺固定组件(43)，针刺固定组件包括一端安装在支撑调节组件上的伸缩气缸(431)和连接在伸缩气缸另一端的钢针(432)。
2.根据权利要求1所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，悬臂组件包括悬臂本体(31)，悬臂本体采用碳纤维材料，其一端固定有与同步移动机构传动连接的连接套(32)。
3.根据权利要求2所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，主梁为碳纤维材料，其表面附着固定耐磨带(11)，连接套内侧与耐磨带对应位置安装有钢片(33)。
4.根据权利要求2所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，同步移动机构包括安装在主梁上的同步带(21)、同步轮(22)、伺服电机(23)、导轨(24)和张紧轮(25)，伺服电机与同步轮固定连接，张紧轮安装在主梁两末端，同步带为两组，分别传动安装在同步轮和两端张紧轮之间，同步带和导轨均沿主梁纵向安装。
5.根据权利要求4所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，连接套内侧安装有同步带连接块(34)和滑块(35)，连接套通过同步带连接块与同步带传动连接，并通过滑块沿导轨配合连接。
6.根据权利要求1所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，支撑调节组件包括安装套(411)、锁紧块(412)、螺杆调节装置(413)和气缸安装板(414)，安装套套设在悬臂组件上，并通过锁紧块紧固；螺栓调节装置固定在安装套顶部；气缸安装板与螺杆调节装置连接，并卡装在锁紧块上。
7.根据权利要求6所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，气缸安装板顶部向两悬臂组件之间弯折，形成弯折部(4141)，其弯折角度为90°～150°，钢针组件的伸缩气缸一端固定在弯折部上，另一端朝向两悬臂组件之间。
8.根据权利要求6所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，螺杆调节装置包括固定板(415)、连接块(416)和调节螺杆(417)，固定板的两端设置固定座(418)，调节螺杆螺纹安装在两固定座上，连接块套装在调节螺杆上，并位于两固定座之间，气缸安装板与连接块固定连接。
9.根据权利要求1所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，伸缩气缸上套设弹性保护套(433)。
10.根据权利要求1所述的无废料轻量化针刺夹具，其特征在于，托底组件为微型气缸，其包括缸体(421)和活塞杆(422)，缸体末端固定安装在支撑调节组件底部，活塞杆朝向两悬臂组件之间；缸体的活塞口端面固定一刮料套(423)，刮料套套设在活塞杆上。
技术总结