虎鉗之變：如何與智能工廠實現互聯

jiajoin

虎鉗一直被視為生產中不可或缺的工具，其基本作用原理也從未改變：兩個夾爪將工件固定，確保其即使在強大的外力下也不會移動。現代化生產對虎鉗提出了更高要求：數秒內全自動夾緊工件、高靈活性、可對工件進行監控等。在智能化應用中，虎鉗是實現高效工藝的關鍵因素。

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虎鉗的模塊化系統

模塊化的設計是適應未來新領域應用的趨勢：在全自動小型工件夾持、夾持系統或長工件的組合夾持中，它能始終保證精確復位。不同的模塊在加工程序變更后也能繼續使用，最終達到節約成本的目的。

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圖3 回轉工作臺配置四個虎鉗實現全自動上料

動力虎鉗

應用范圍較廣、潛在選項較多時，動力虎鉗便可以派上用場。其可用于機床工作臺的基板、夾具塔、回轉工作臺、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，以及組合機床或旋轉設備；適合安排緊湊的批量生產，也可用于中小批量制造。

圖4 安裝于5軸機床的3向錐形支架，使工件易于加工

先進夾持虎鉗的技術特性

優秀的虎鉗產品應該具有緊湊性、夾持力和精確性。比如：

• 一體式結構、楔式運動機制以及長基爪導軌。

• 基爪和覆蓋條進行針對設計以優化外部輪廓。

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

• 配置潤滑系統能夠使卡爪、活塞導軌和對角拉伸機構進行手動潤滑或通過底部連接進行集中潤滑。

圖5 虎鉗安裝在旋轉傳輸設備上

與快換爪的配合

配備快換爪系統，虎鉗的應用場景將會更加靈活。通過基座和替換卡爪通過內部對角拉伸機構相互連接，因此虎鉗的干涉輪廓保持不變。所采用的彈簧機構能夠確保替換卡爪在打開后不會掉落。該快換系統適用于更換標準卡爪、夾緊嵌塊以及特定工件用定制型卡爪。

圖6 快換系統

自動化應用

虎鉗與快換系統配合能夠在自動化上下料中發揮最大的優勢。下圖中的虎鉗通過主動底板(ABP-a)或帶快換聯軸器的底板(SBP)自動驅動，同時也可以從外部進行控制，通過壓縮空氣釋放的電信號或壓縮空氣直接驅動。底板可以單獨驅動每個虎鉗，在加工進行中也能進行單獨調整。

圖7 虎鉗與托盤系統組合

尤其在用于自動上下料時，帶固定爪的夾緊塊能夠確保及時、精準地定義零點，防止基準點移位。此外，同款虎鉗可串聯，實現對諸如型材等長件的夾持。為確保自動化應用過程最大的靈活性，還可以通過一個零點定位快換托盤系統接口，在幾步簡單的操作中完成單個虎鉗或帶有多個虎鉗的整套托盤的替換，并且可以進行集中控制。幫助機床極其快速地完成改裝，具有高工藝可靠性。

圖8 機械手直接在機床主軸上料

與智能工廠互聯

現在生產對自動化和靈活性要求越來越高，在工業4.0的時代背景下，抓取系統和夾持裝置離工件越近，則越容易監控每個工藝步驟，永久地向系統控制和更高級ERP系統提供工藝數據。

圖9 基板并列連接多個虎鉗實現自動化夾持

協同作業：加工中心內，工件通過送料帶進入機床工作區，機器人使用雄克機械手搬運工件，交由虎鉗夾緊。

圖10 加工過程與上料過程同時進行

整套虎鉗更換：快換托盤系統在不停機的情況下完成了整套虎鉗更換。

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實時監控：虎鉗橫向并排放置在旋轉工作臺上，由機械手自動上料。單個虎鉗的夾持狀態可精準監測并傳輸至控制系統，電感式接近開關實現對卡爪的監控。

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我覺得對于機加工行業來說，夾具已經到了必須要改革的時候了，通用性范圍廣的夾具才是未來的主流