CN100577369C - 机械手臂锁紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械手臂锁紧装置，包括端部固设圆弧爪子的手臂、台肩处套有弹簧的顶杆，其特征在于在手臂上铰接设置有刀爪，刀爪的头部位于圆弧爪子的外侧并向内倾斜，顶杆安装在手臂上的盲孔中并与刀爪柄部相接触，在顶杆下方并与顶杆轴线相垂直的方向依次设有锁紧杆、拉块、拉杆、双油口油缸，在锁紧杆外设有固联于手臂上的滑套，锁紧杆两端设有台肩，顶杆下方的台肩设有与顶杆下端相匹配的凹槽，在该台肩与滑套底部之间的锁紧杆上套有压缩弹簧，另一台肩卡于拉块的滑槽中，拉杆的两端分别与拉块和油缸的活塞杆固联，拉杆装于机架上的支架的导向孔中，油缸固联于机架上。本发明既能顺利装取刀具，又能在运动中牢靠地锁紧刀具。

Description

机械手臂锁紧装置
技术领域
本发明涉及一种数控机床刀库中机械手臂的锁紧装置。
背景技术
目前在多种数控机床中刀库都采用机械手臂进行换刀，即换刀是通过机械手臂的抓刀和放刀来实现刀具的交换的，因此在换刀的过程中就涉及到机械手臂对刀具进行锁紧的问题。目前广泛运用的机械手臂的锁紧装置，如图1和图2所示，包括端部固设圆弧爪子2的手臂1、设置在圆弧爪子2开口一侧手臂1上盲孔中的顶杆3，顶杆3的台肩处套有弹簧5，顶杆3能进行伸缩运动；当要进抓刀时，依靠手臂1旋转或移动的力刀具6压住顶杆3，在压力作用下顶杆3缩进，在刀具中心线跨过顶杆3中心线后在弹簧5作用下顶杆3逐渐伸出，最后至到装好刀具6，顶杆3靠弹簧力锁紧刀具6；在放刀时依靠手臂1反向的运动，刀具6把顶杆3压进，直到顺利出刀；这种结构较为简单，也容易实现，但由于其仅仅靠弹簧5对顶杆3的压力来进行锁紧刀具6，显得过于机械，当弹簧5弹力过大时会使装取刀具变得困难；当弹力恰当，能够顺利装入刀具6时这个力用来对刀具6进行锁紧则又显得过小，当手臂1运动时在加速度作用下就容易掉刀，所以这种结构存在不够稳定，容易掉刀的缺点，容易伤及机床和操作人员。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种机械手臂锁紧装置，既能顺利装取刀具，又能在手臂运动过程中牢靠地锁紧刀具。
为达到上述目的，本发明的机械手臂锁紧装置，包括端部固设圆弧爪子的手臂、台肩处套有弹簧的顶杆，其特征在于在手臂上通过销轴铰接设置有刀爪，刀爪的头部位于圆弧爪子的外侧并向内倾斜，顶杆安装在与刀爪柄部相对应处的手臂上的盲孔中，顶杆的头部与刀爪柄部相接触，在顶杆下方并与顶杆轴线相垂直的方向依次设有锁紧杆、拉块、拉杆、双油口油缸，在锁紧杆外设有固联于手臂上的滑套，锁紧杆两端设有台肩，顶杆下方的锁紧杆台肩上设有与顶杆下端相匹配的凹槽，在该台肩与滑套底部之间的锁紧杆上套有压缩弹簧，另一台肩卡于拉块的滑槽中，拉杆的两端分别与拉块和油缸的活塞杆固联，拉杆装于固联在机架上的支架的导向孔中，油缸固联于机架上；
本发明的工作原理为：需装刀具时，先对油缸的一个油口供油，通过活塞杆、拉杆和拉块向后拉动锁紧杆，使其台肩上的凹槽对准顶杆，接着使刀具逐渐向爪子移动，克服顶杆的弹簧阻力，刀爪头部外张，顶杆向下移动，刀具进入爪子，组装到位，随后顶杆在其弹簧的作用下复位，刀爪头部内收，卡住刀具，再对油缸的另一个油口供油，使活塞杆、拉杆和拉块向前运动，锁紧杆在压缩弹簧的作用下前伸，其前端的台肩顶住顶杆的下端，阻止顶杆向下运动，固定刀爪，防止刀爪头部外张，实现对刀具的锁紧；需取刀时，对油缸的一个油口供油，通过活塞杆、拉杆和拉块向后拉动锁紧杆，使其台肩上的凹槽对准顶杆，刀具逐渐向外移动，克服顶杆的弹簧阻力，刀爪外张，顶杆向下移动，刀具退出爪子，实现取刀；
作为本发明的进一步改进，在所述锁紧杆凹槽与压缩弹簧之间的台肩上和顶杆下端设有一组相配合的自锁斜面，便于台肩向前移动时顺利地与顶杆接触，顶住顶杆；
作为本发明的进一步改进，所述手臂安装在中心的转轴上，拉块中与台肩配合的滑槽是以转轴轴线为中心的圆弧形滑槽，拉块还与一定位销固联，该定位销安装在支架上对应的导向孔中，以防止拉块转动；当手臂两端均装有刀爪时，转轴转动，带动锁紧杆滑出该拉块，另一侧的锁紧杆转动并进入该拉块的滑槽中，可实现两端刀具的换位；
作为本发明的进一步改进，在刀爪铰轴与顶杆之间的手臂上设有孔，孔内安装有与刀爪相接触的压缩弹簧，可增大刀爪外张时的阻尼力值；
综上所述，本发明在锁紧状态通过锁紧杆固定顶杆的位置，实现对刀具的锁紧，既能保证顺利装取刀具，又能在手臂运动过程中牢靠地锁紧刀具，克服了原有结构难以锁紧刀具的缺点，消除了在手臂运动时刀具容易掉刀的危险，从而保证了机床和操作人员的安全。
附图说明
图1为现有机械手臂锁紧装置的主视图。
图2为图1的左视图。
图3为本发明实施例的主视图。
图4为图3的俯视图。
图5为图4的A-A剖视图。
图6为图4的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
由图3、图4和图5所示，该机械手臂锁紧装置，包括两端均固设圆弧爪子7并安装在中心转轴8上的手臂9、在手臂9两端分别通过铰轴10铰接对称设置的两刀爪11、分别安装在与刀爪11柄部相对应处的手臂9上的盲孔中的顶杆12，刀爪11的头部位于圆弧爪子7的外侧并向内倾斜，顶杆12的台肩处套有弹簧13，顶杆12的头部与刀爪11柄部相接触，在刀爪铰轴10与顶杆12之间的手臂9上设有孔，孔内安装有与刀爪11相接触的压缩弹簧14，在顶杆12下方并与顶杆轴线相垂直的方向分别依次设有锁紧杆15、内设以转轴8轴线为中心的圆弧形滑槽的拉块16(如图6所示)、拉杆17、双油口油缸18，两侧的拉块16对称设置，在锁紧杆15外设有固联于手臂9上的滑套19，锁紧杆15两端设有台肩15a和15b，顶杆12下方的台肩15a上设有与顶杆下端相匹配的凹槽，在台肩15a与滑套19底部之间的锁紧杆上套有压缩弹簧20，在台肩15a上和顶杆12下端设有一组相配合的自锁斜面，另一台肩15b卡于拉块16的圆弧形滑槽中，拉杆17的两端分别与拉块16和油缸18的活塞杆固联，拉杆17装于固联在机架21上的支架22的导向孔中，环形拉块16还与对应的定位销23固联，定位销23安装在支架22上对应的导向孔中，油缸18固联于机架21上；
本发明的工作过程如下：需装刀具24时，先对油缸18的一个油口25供油，通过活塞杆、拉杆17和拉块16向后拉动锁紧杆15，使其台肩15a上的凹槽对准顶杆12，接着使刀具24逐渐向爪子7移动，克服顶杆12的弹簧13和压缩弹簧14的阻力，刀爪11头部外张，顶杆12向下移动，刀具24进入爪子7，组装到位，随后顶杆12在其弹簧13和压缩弹簧14的作用下复位，刀爪11头部内收，卡住刀具24，再对油缸18的另一个油口26供油，使活塞杆、拉杆17和拉块16向前运动，锁紧杆15在压缩弹簧20的作用下前伸，其前端台肩15a上的斜面与顶杆12下端的斜面相接触，阻止顶杆12向下运动，固定刀爪11，防止刀爪头部外张，实现对刀具24的锁紧；需取刀时，对油缸18的一个油口25供油，通过活塞杆、拉杆17和拉块16向后拉动锁紧杆15，使其台肩15a上的凹槽对准顶杆12，刀具24逐渐向外移动，克服顶杆12的弹簧13和压缩弹簧14的阻力，刀爪11外张，顶杆12向下移动，刀具24退出爪子7，实现取刀；当转轴8转动，带动手臂9旋转，如图6所示，两侧的锁紧杆15可进入另一侧拉块16的滑槽中，实现两端刀具24的换位。

Claims (4)

1、一种机械手臂锁紧装置，包括端部固设圆弧爪子的手臂、台肩处套有弹簧的顶杆，其特征在于在手臂上通过销轴铰接设置有刀爪，刀爪的头部位于圆弧爪子的外侧并向内倾斜，顶杆安装在与刀爪柄部相对应处的手臂上的盲孔中，顶杆的头部与刀爪柄部相接触，在顶杆下方并与顶杆轴线相垂直的方向依次设有锁紧杆、拉块、拉杆、双油口油缸，在锁紧杆外设有固联于手臂上的滑套，锁紧杆两端设有台肩，顶杆下方的锁紧杆台肩上设有与顶杆下端相匹配的凹槽，在该台肩与滑套底部之间的锁紧杆上套有压缩弹簧，另一台肩卡于拉块的滑槽中，拉杆的两端分别与拉块和油缸的活塞杆固联，拉杆装于固联在机架上的支架的导向孔中，油缸固联于机架上。
2、根据权利要求1所述的机械手臂锁紧装置，其特征在于在所述锁紧杆凹槽与压缩弹簧之间的台肩上和顶杆下端设有一组相配合的自锁斜面。
3、根据权利要求1或2所述的机械手臂锁紧装置，其特征在于所述手臂安装在中心的转轴上，拉块中与台肩配合的滑槽是以转轴轴线为中心的圆弧形滑槽，拉块还与一定位销固联，该定位销安装在支架上对应的导向孔中。
4、根据权利要求1或2所述的机械手臂锁紧装置，其特征在于在刀爪销轴与顶杆之间的手臂上设有孔，孔内安装有与刀爪相接触的压缩弹簧。
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