CN101934524A - 自动快换夹具托盘 - Google Patents

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石桥章司
水野耕治
付国才
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Abstract

一种自动快换夹具托盘,用于实现夹具板与机械手电信号和气动回路一次性快速接通与断开。机械手臂上装有机械侧托盘,夹具板上连接有夹具侧托盘,机械侧托盘D-SUB插头与夹具侧托盘D-SUB插座相连。使用时,通过机械侧托盘上气压推动活塞的前进来推动钢珠实现夹具板与机械手快速精确固定及电信号和气动回路连接;通过机械侧托盘上气压推动活塞的后退拨动钢珠实现夹具板与机械手快速分离及电信号和气动回路断开。本发明重量轻,可以把同一个夹具板使用于不同的机械手上并快速定位于预定位置,也可以实现不同的夹具板适用于同一台机械手的快速交换,可有效提高产品的生产效率,实现不需要夹具交换人员在场的夹具板的自动交换。

Description

自动快换夹具托盘
技术领域
[0001] 本发明涉及一种利用气动实现电信号和气动回路的一次性交换装置,尤其是夹具 板与机械手连接的自动快换夹具托盘。
背景技术
[0002] 目前,利用机械手抓取模具产品的夹具板与机械手臂的连接需要人工来操作,同 一台机械手对应多套模具产品,每一套模具产品又需要一套夹具板对应,在模具交换时必 须由人工把对应不同型号夹具板拆装下来,每拆装一次都必须把电信号和气动气管重新与 机械手连接,同时每次拆装后需要重新调整安装位置,需要花费大量的操作时间。
发明内容
[0003] 为解决同一台机械手抓取不同的模具产品时夹具板的快速交换,减少因安装夹具 板而停机时间,本发明的发明目的在于提供一种自动快换夹具托盘,以实现夹具板的便捷 更换,从而将机械手因换夹具板而停机的时间缩减至最小的目的。
[0004] 本发明的技术方案在于:机械手臂上装有机械侧托盘本体,夹具板上连接有夹具 侧托盘本体,可实现夹具板与机械手臂定位、连接、分开以及气动信号与电器信号的连接与 断开。机械侧托盘D-SUB插头与夹具侧托盘D-SUB插座相连,机械侧托盘本体与夹具侧托 盘本体采用硬铝材料制作;在机械侧托盘本体的端部、活塞上套有连接支架,机械侧托盘本 体、活塞及连接支架之间形成气腔,活塞的头部形状由斜面和凹槽交替对称分布,连接支架 的导向固定孔里卡有锁紧钢珠,夹具侧托盘本体有与锁紧钢珠相对应的凹槽,活塞向夹具 侧托盘本体方向运动时,活塞推动锁紧钢珠从连接支架的导向固定孔里推出,滚动到夹具 侧托盘本体对应凹槽里;机械侧托盘的气腔内装有控制接头;活塞内孔的弹簧上的钢珠托 盘上装有防转钢珠;机械侧托盘的本体上装有机械侧接头,夹具侧托盘的本体上装有夹具 侧接头,气腔内装有气口接头,弹簧上装有堵气钢珠;机械侧托盘本体上装有导柱,夹具侧 托盘本体上有导套;活塞、连接支架与机械侧托盘本体的接口处分别装有活塞密封圈与密 封垫,活塞、连接支架之间装有连接架密封圈;气口接头与夹具侧托盘本体之间装有密封垫 和密封圈。
[0005] 在机械手与夹具板之间的接口处分别设计机械侧托盘和夹具侧托盘两部分,这两 部分可以通过一个信号实现夹具板与机械手精确定位和牢固的连接及快捷的分开。因为一 个夹具板可以在不同的机械手上使用,所以只要装有同规格夹具侧托盘的夹具板就可以从 一台机械手移动到另外一台机械手并定位于预定位置;同时夹具板的安装和调整可以在机 床外进行,灵活使用夹紧元件能够大幅减少机械手停机时间。
[0006] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0007] 1、本发明可以把同一个夹具板使用于不同的机械手上并快速定位于预定位置,也 可以实现不同的夹具板适用于同一台机械手的快速交换;
[0008] 2、实现夹具板的安装和定位在机床外进行,减少机械手的停机时间,提高产品的
3生产效率;
[0009] 3、可以实现不需要夹具交换人员在场的夹具板自动交换;
[0010] 4、轻量化降低机械手臂的负重。
附图说明
[0011] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0012] 图1是本发明的使用状态简图;
[0013] 图2是本发明机械侧托盘1的外部结构示意图;
[0014] 图3是图1的侧视图;
[0015] 图4是本发明的夹具侧托盘2的外部结构示意图;
[0016] 图5是图4的侧视图;
[0017] 图6是本发明的夹具侧托盘2与机械侧托盘1装夹过程示意图;
[0018] 图7是本发明的夹具侧托盘2与机械侧托盘1分离过程示意图;
[0019] 图8是本发明的夹具侧托盘2与机械侧托盘1装夹后夹具控制气动部分一次性接 通示意图。
[0020] 图中:1.机械侧托盘2.夹具侧托盘3.夹具板;4.机械手臂;5.机械侧托盘本体; 6.机械侧托盘D-SUB插头;7.导柱;8.机械侧接头;9.机械侧接头;10.控制接头;11.夹 具侧托盘本体;12.导套;13.夹具侧托盘D-SUB插座;14.气口接头;15.密封垫;16.活塞; 17.连接支架;18.密封垫;19.钢珠托盘;20.活塞密封圈;21.连接架密封圈;22.防转钢 珠;23.锁紧钢珠;24.拨出钢珠;25.弹簧B ;26.弹簧A ;27.堵气钢珠;28.密封圈;29.堵 头30.夹具侧接头;31.夹具侧接头;
具体实施方式
[0021] 如图1、图2、图3、图4及图5所示,机械手臂4上装有机械侧托盘1,夹具板3上 连接有夹具侧托盘2,机械侧托盘本体5与夹具侧托盘本体11采用铝材料制作,经硬氧化处 理而成,这样可以降低机械手臂的承重,同时强度和使用寿命也得到保证,这两部分可以通 过其上的机械侧托盘D-SUB插头6与夹具侧托盘D-SUB插座13的连接实现夹具板3与机 械手臂4精确定位和牢固的连接及快捷的分开,同时实现气动信号与电器信号的连接与断 开,机械侧托盘1和夹具侧托盘2具有互换性,同一个机械侧托盘1可以对应多个夹具侧托 盘2,夹具板的安装和调整可以在机床外进行,缩短成型准备时间;机械侧托盘本体5两侧 装有<2 6接头8和<2 5接头9,与夹具侧托盘本体11两侧安装的<2 6接头30和<2 5接头 31对应,使用者可以根据需要选择使用不同接头。机械侧接头8、9和机械手臂输出夹具板 的控制气路连接,而夹具侧接头30、31和夹具板3的控制气路相联结;机械侧托盘本体5的 孔内装有可动活塞16,活塞16可根据机械侧托盘本体5气体进、出方向,在其腔体内滑动, 在机械侧托盘本体5的端部、活塞16上套有连接支架17,机械侧托盘本体1、活塞16及连 接支架17之间形成气腔,活塞16的头部形状由斜面和凹槽交替对称分布,连接支架17的 导向固定孔里卡有锁紧钢珠23,夹具侧托盘本体11有与锁紧钢珠23相对应的凹槽,活塞 16向夹具侧托盘本体11方向运动时,活塞16推动锁紧钢珠23从连接支架17的导向固定 孔里被推出,滚动到夹具侧托盘本体11对应凹槽里;活塞16内孔的弹簧25上的钢珠托盘19上装有防转钢珠22,以防止活塞16转动;机械侧托盘本体5上装有外部导柱7,夹具侧 托盘本体11上有导套12 ;活塞16、连接支架17与机械侧托盘本体5的接口处分别装有活 塞密封圈20与密封垫18,活塞16、连接支架17之间装有连接架密封圈21,以确保腔体内气 压达到标准要求。
[0022] 如图6所示,当夹具侧托盘本体11靠近机械侧托盘本体5时切换控制接头10里 的压缩空气,使压缩空气按照图示方向进入机械侧托盘汽缸内,并推动活塞16向夹具侧托 盘本体11方向运动,这时活塞16会推动锁紧钢珠23,锁紧钢珠23在连接支架17的限位孔 里被推出,同时滚动到夹具侧托盘本体11对应凹槽里,与此同时有对应数量的拨出钢珠24 退到活塞16的预留凹槽里。随着活塞16的前进夹具侧托盘本体11会被紧固到机械侧托 盘1上。这时夹具侧托盘本体11的凹槽与锁紧钢珠23的定位加上外部导柱7与导套12 的定位实现整个夹具板的精确定位。同时机械侧托盘D-SUB插头6与夹具侧托盘D-SUB插 座13成功连接实现信号的一次性接通。
[0023] 如图7所示,切换夹具交换气动部分控制接头10里的压缩空气,使压缩空气进入 机械侧托盘本体5气缸内,压缩空气推动活塞16后退,同时活塞会拨动钢珠24,钢珠24拨 动夹具侧托盘本体11,使夹具侧托盘2弹离机械侧托盘1,锁紧钢珠23随着活塞16的运动 到活塞16斜面上避开夹具侧托盘本体,这时夹具侧托盘2可以轻松脱离机械侧托盘1,同时 机械侧托盘D-SUB插头6与夹具侧托盘D-SUB插座13成功分离实现信号的一次性断开。
[0024] 如图8所示,气口接头14与夹具侧托盘本体11之间装有密封垫15和密封圈28 ; 夹具侧托盘与机械侧托盘夹紧时夹具侧托盘本体11上安装的气口接头14推动机械侧托盘 上的堵气钢珠27,这时堵气钢珠27与密封圈28分离,压缩气体从机械侧托盘进入夹具侧托 盘形成回路。反之,当夹具侧托盘与机械侧托盘分开时,在压缩气体的压力和弹簧26的弹 力作用下堵气钢珠27压住密封圈28实现堵气作用。堵头29装在机械侧托盘的端部。通 过这样的结构,在机械侧托盘和夹具侧托盘连接的同时,机械手臂输出夹具板的控制气路 和夹具板的控制气路就瞬间实现了连接。反之,就能马上实现气路的切断。通常,对机械侧 托盘1和夹具侧托盘2的6组控制气路进行规定,例如,产品吸附2组,产品夹持1组,产品 松开1组,流道夹持1组,流道松开1组。具体的产品对应不同的控制气路应选择使用。机 械侧的六组接头都是和机械手连接好的,而夹具侧的就是根据实际情况选择使用相应的控 制气路。

Claims (8)

  1. 一种自动快换夹具托盘,机械侧托盘(1)装在机械手臂(4)上,夹具侧托盘(2)装在夹具板(3)上,其特征在于:机械侧托盘本体(5)的孔内装有可动活塞(16),在机械侧托盘本体(5)的端部、活塞(16)上套有连接支架(17),机械侧托盘本体(5)、活塞(16)及连接支架(17)之间形成气腔,活塞(16)的头部形状由斜面和凹槽交替对称分布,连接支架(17)的导向固定孔里卡有锁紧钢珠(23),夹具侧托盘本体(11)有与锁紧钢珠(23)相对应的凹槽,活塞(16)向夹具侧托盘本体(11)方向运动时,活塞(16)推动锁紧钢珠(23)从连接支架(17)的导向固定孔里被推出,滚动到夹具侧托盘本体(11)对应凹槽里;机械侧托盘(1)的气腔内装有控制接头(10)。
  2. 2.根据权利要求1所述的自动快换夹具托盘,其特征在于:活塞(16)内孔的弹簧(25) 上的钢珠托盘(19)上装有防转钢珠(22)。
  3. 3.根据权利要求1或2所述的自动快换夹具托盘,其特征在于:机械侧托盘(1)的本 体上装有机械侧接头(8),夹具侧托盘(2)的本体上装有夹具侧接头(30),气腔内装有气口 接头(14),弹簧(26)上装有堵气钢珠(27)。
  4. 4.根据权利要求1或2所述的自动快换夹具托盘,其特征在于:机械侧托盘本体(5)上 装有外部导柱(7),夹具侧托盘本体(11)上有导套(12)。
  5. 5.根据权利要求1所述的自动快换夹具托盘,其特征在于:活塞(16)、连接支架(17) 与机械侧托盘本体(5)的接口处分别装有活塞密封圈(20)与密封垫(18),活塞(16)、连接 支架(17)之间装有连接架密封圈(21)。
  6. 6.根据权利要求1所述的自动快换夹具托盘,其特征在于:气口接头(14)与夹具侧托 盘本体(11)之间装有密封垫(15)和密封圈(28)。
  7. 7.根据权利要求1所述的自动快换夹具托盘,其特征在于:可实现夹具板(3)与机械 手臂⑷定位、连接、分开以及气动信号与电器信号的连接与断开的机械侧托盘D-SUB插头 (6)与夹具侧托盘D-SUB插座(13)相连。
  8. 8.根据权利要求1所述的自动快换夹具托盘,其特征在于:机械侧托盘本体(5)与夹 具侧托盘本体(11)采用铝材料制作。
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