CN101607398B - 夹具更换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夹具更换装置，其用于给具有第六轴的机械臂更换夹具。夹具更换装置包括与第六轴相连的本体部、固定于本体部上的更换部、以及固定于夹具上的联接部。本体部包括收容空间、第一气体通道、第二气体通道及活塞。第一气体通道及第二气体通道均与收容空间相连通，活塞收容于收容空间内。更换部包括侧壁开设有多个收容通孔的突台、多个收容于多个收容通孔内的滚珠及贯通突台的第一通孔。第一通孔与活塞相对应。联接部包括与突台相配合的第二通孔，沿远离本体部的方向，第二通孔的孔壁为逐渐增大的斜坡，第一气体通道用于通入气体推动活塞压迫多个滚珠与第二通孔的孔壁紧密接触，第二气体通道用于通入气体推动活塞解除多个滚珠受到的压迫。

Description

夹具更换装置
技术领域
本发明涉及一种夹具更换装置，尤其涉及一种应用于机械臂的夹具更换装置。
背景技术
在工业生产中，机械臂越来越多地用来取代工人从事环境恶劣、劳动强度大、高危险性、重复性大的作业，例如钣金折弯或搬运等作业等。机械臂在作业过程中，需要根据作业内容的不同及针对的产品不同而更换夹具。
传统地，给机械臂更换夹具通常是人工使用扳手、螺丝刀等工具将夹具从机械臂上拆卸下来，再安装所需要的夹具。此种方式费时、费力，制约了工业领域的自动化生产，尤其会给流水线生产造成生产停顿，降低了生产效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够实现自动快速更换夹具以提高生产效率的夹具更换装置。
一种夹具更换装置，其用以给机械臂更换夹具，该机械臂包括一个第六轴。该夹具更换装置包括一个与该第六轴相连的本体部、一个固定于该本体部上的更换部、以及一个固定于该夹具上的联接部。该本体部包括一个收容空间、一个第一气体通道、一个第二气体通道以及一个活塞。该第一气体通道及该第二气体通道均与该收容空间相连通，该活塞收容于该收容空间内。该更换部包括一个侧壁开设有多个收容通孔的突台、多个收容于该多个收容通孔内的滚珠、以及一个贯通该突台的第一通孔。该第一通孔与该活塞相对应。该联接部包括一个与该突台相配合的第二通孔，沿远离该本体部的方向，该第二通孔的孔壁为逐渐增大的斜坡，该第一气体通道用于通入气体推动该活塞压迫该多个滚珠与该第二通孔的孔壁紧密接触，该第二气体通道用于通入气体推动该活塞解除该多个滚珠受到的压迫。
与现有技术相比，本发明提供的夹具更换装置利用向该第一气体通道通入气体推动该活塞压迫该多个滚珠，从而使该多个滚珠与该第二通孔的孔壁紧密接触，以使该更换部与该联接部吸合，并利用向该第二气体通道通入气体推动该活塞解除该多个滚珠受到的压迫，从而使该更换部与该联接部分离，最终实现夹具的快速更换。
附图说明
图1为本发明提供的夹具更换装置与第六轴及夹具相连的立体示意图。
图2为图1中夹具更换装置的立体分解图。
图3为图1中夹具更换装置的更换部与联接部分离状态的示意图。
图4为图1中夹具更换装置的更换部与联接部快速吸合状态的示意图。
图5为图1中夹具更换装置的更换部与联接部加力吸合状态的示意图。
图6为图1中夹具更换装置的更换部与联接部吸合锁紧状态的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请一并参阅图1及图2，本发明提供的夹具更换装置100用于给机械臂200更换夹具300。该机械臂200包括一个第五轴202以及一个第六轴204，该第六轴204连接于该第五轴202。
该夹具更换装置100包括一个与该第六轴204相连的本体部110、一个更换部120、一个联接部130、三个第一螺钉140、以及多个第二螺钉150。
请一并参阅图1、图2及图3，该本体部110包括一个收容空间112、一个第一气体通道114、一个第二气体通道116、一个活塞118、三个与该第一螺钉140相对应的第一螺孔113、多个与该多个第二螺钉150相对应的第二螺孔115、以及两个定位销117。该第一气体通道114及该第二气体通道116均与该收容空间112相连通。该活塞118收容于该收容空间112内，该活塞118包括一个本体118a、一个从该本体118a延伸的圆柱体118b、一个从该圆柱体118b延伸的圆台118c以及一个套设于该本体部118a上的止挡部118d。
该更换部120包括一个位于其侧壁120a的电信号母接头121、一个突台122、多个滚珠124、一个贯通该突台122的第一通孔126、三个与该第一螺孔113相对应的第一沉孔123、多个与该第二螺孔115相对应的第二沉孔125、两个与该定位销117对应的第一定位通孔127以及一个第三气体通道129。该突台122的侧壁122a开设有多个收容通孔128。该多个滚珠124收容于该多个收容通孔128内。每个滚珠124的直径大于每个收容通孔128沿该突台122径向的深度，且该收容通孔128的孔径小于该滚珠124的直径。该第一通孔126与该活塞118相对应。该更换部120通过该第一螺钉140依次穿过该第一沉孔123及该第一螺孔113而固定于该本体部110上。该本体部110与该更换部120通过该第二螺钉150依次穿过该第二沉孔125及该第二螺孔115并从该本体部110伸出而与该第六轴204相连。
该联接部130包括一个位于其侧壁132的电信号公接头134、一个第二通孔136、一个第四气体通道138、两个第二定位通孔137、以及多个固定孔139。该电信号公接头134与该电信号母接头121相配合。该第二通孔136与该突台122相配合，沿远离该第六轴204的方向，该第二通孔136的孔壁135为逐渐增大的斜坡以与该多个滚珠124紧密接触。该第四气体通道138与该第三气体通道129相配合。该第二定位通孔137与该定位销117及该第一定位通孔127相对应。该联接部130通过螺钉(图未示)穿过该固定孔139固定于该夹具300上。
使用该夹具更换装置100给该机械臂200更换夹具300时，首先，该更换部120与联接部130处于分离状态(图3示)，且该联接部130通过螺钉(图未示)穿过该固定孔139固定于该夹具300上。
接着该更换部120与该联接部130处于快速吸合的阶段，请一并参阅图1、图2及图4，该第六轴204带动该本体部110及该更换部120朝接近该联接部130的方向运动，且保证该定位销117伸入该第二定位通孔137内，此时该第四气体通道138与该第三气体通道129逐渐配合，该电信号公接头134与该电信号母接头121逐渐配合，气体开始通入该第一气体通道114内推动该活塞118的本体118a朝接近该第二通孔136的方向运动，该本体118a带动该圆台118c处的大角度圆锥面沿该第二通孔136径向压迫该多个滚珠124，由于是大角度圆锥面压迫该多个滚珠124，产生的力度相对较小，因此该更换部120与该联接部130只是快速吸合。
然后该更换部120与联接部130处于加力吸合阶段，请一并参阅图1、图2及图5，当该电信号公接头134与该电信号母接头121完全配合后，该第六轴204停止运动，大量气体继续通入该第一气体通道114内推动该活塞118的本体118a朝接近该第二通孔136的方向运动，此时，该圆柱体118b与该圆台118c相接处压迫该多个滚珠124，由于该活塞118与每个滚珠124接触面积变小而加大了给予该滚珠124的力，从而使该更换部120与联接部130紧紧吸合在一起。同时，该第四气体通道138与该第三气体通道129完全配合，且该机械臂200带动该夹具300进行操作时，该第四气体通道138与该第三气体通道129相连通可以为夹具200提供动力或者是用作其他辅助功能。
最后该更换部120与联接部130处于吸合锁紧阶段，请参阅图6，气体继续通入该第一气体通道114内推动该活塞118的本体118a朝接近该第二通孔136的方向运动直至该本体118a受到该止挡部118d的阻挡。此时，该圆柱体118b的圆柱面压迫该多个滚珠124，该联接部130与该夹具300的重力通过该多个滚珠124作用在该活塞118上，而且此时即使不通入气体至该第一气体通道114，该联接部130及该夹具300仍然与该更换部120吸合在一起而不会脱落。
另外，若该机械臂200更换夹具时，该机械臂200必须先将该夹具300置在夹具承载台(图未示)上，即需要使该联接部130与该更换部120分离开。首先该第二气体通道116内通入气体，该气体推动该活塞118的本体118a朝远离该第二通孔136的方向运动，此时该滚珠124慢慢退回该收容通孔128内直至不受到该活塞118的压迫。接着该第六轴204带动该本体部110及该更换部120朝远离该联接部130的方向运动，且使该定位销117脱离该第二定位通孔137，该电信号公接头134脱离该电信号母接头121，以及该第四气体通道138脱离该第三气体通道129。
可以理解，本实施方式中的定位销117、第一定位通孔127以及第二定位通孔137并不局限于本实施方式中为两个，可以是任意个数，只需要起到定位作用方便该更换部120与该联接部130吸合即可。该第一螺钉140、该第一螺孔113、以及该第一沉孔123并不局限于本实施方式中为三个，可以是至少两个，只需要满足该更换部120通过该第一螺钉140依次穿过该第一沉孔123及该第一螺孔113而固定于该本体部110上即可。
本发明提供的夹具更换装置100利用向该第一气体通道114通入气体推动该活塞118压迫该多个滚珠124，从而使该多个滚珠124与该第二通孔136的孔壁135紧密接触，以使该更换部120与该联接部130吸合，并利用向该第二气体通道116通入气体推动该活塞118解除该多个滚珠124受到的压迫，从而使该更换部120与该联接部130分离，最终实现夹具300的快速更换。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种夹具更换装置，其用于给机械臂更换夹具，该机械臂包括一个第六轴，其特征在于，该夹具更换装置包括：
一个与该第六轴相连的本体部，该本体部包括一个收容空间、一个第一气体通道、一个第二气体通道以及一个活塞，该第一气体通道及该第二气体通道均与该收容空间相连通，该活塞收容于该收容空间内；
一个固定于该本体部上的更换部，该更换部包括一个侧壁开设有多个收容通孔的突台、多个收容于该多个收容通孔内的滚珠、以及一个贯通该突台的第一通孔，该第一通孔与该活塞相对应；及
一个固定于该夹具上的联接部，该联接部包括一个与该突台相配合的第二通孔，沿远离该本体部的方向，该第二通孔的孔壁为逐渐增大的斜坡，该第一气体通道用于通入气体推动该活塞压迫该多个滚珠与该第二通孔的孔壁紧密接触，该第二气体通道用于通入气体推动该活塞解除该多个滚珠受到的压迫。
2.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于，该夹具更换装置包括多个第一螺钉，该本体部上开设有多个第一螺孔，该更换部上开设有多个与该多个第一螺孔相对应的第一沉孔，该更换部通过该第一螺钉依次穿过该第一沉孔及该第一螺孔而固定于该本体部上。
3.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于，该夹具更换装置包括多个第二螺钉，该本体部上开设有多个第二螺孔，该更换部上开设有多个与该多个第二螺孔相对应的第二沉孔，该本体部与该更换部通过该第二螺钉依次穿过该第二沉孔及该第二螺孔并从该本体部伸出而与该第六轴相连。
4.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于，该本体部还包括至少一个定位销，该更换部上开设有至少一个与该至少一个定位销相对应的第一定位通孔，该联接部上开设有至少一个与该至少一个定位销及该至少一个第一定位通孔相对应的第二定位通孔，该定位销依次穿过该第一定位通孔及第二定位通孔。
5.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于，该滚珠的直径大于该收容通孔沿该突台径向的深度，且该收容通孔的孔径小于该滚珠的直径。
6.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于，该更换部还包括一个第三气体通道，该联接部包括一个第四气体通道，该第三气体通道与该第四气体通道配合。
7.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于，该更换部还包括一个位于该更换部侧壁的电信号母接头，该联接部还包括一个位于该联接部侧壁的电信号公接头，该电信号母接头与该电信号公接头相配合。
8.如权利要求1所述的夹具更换装置，其特征在于，该活塞包括一个圆柱体，以及一个从该圆柱体延伸的圆台。
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