CN103737442A - 倒角机械手和应用该机械手的全自动刀片倒角机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，公开了倒角机械手，包括基座、多个机械爪、推杆以及第一弹性件，基座设有贯穿的第一通孔和多个机械爪安装孔，多个机械爪分别设于所述多个机械爪安装孔内，且沿基座的圆周方向均匀布置，机械爪与基座铰接，机械爪的前端设有夹取部，且尾端设有控制部；推杆的前端设有调节头，调节头设有调节面，调节面的纵向截面半径沿轴向从上到下逐渐增大，调节面与控制部滑动配合。与现有技术相比，本发明提供的倒角机械手可以根据工件的外形形状，适当的调整机械爪的位置，对具有复杂外形形状的各类工件都可以进行夹取；并且通过杠杆的原理，工件在圆周方向上多处受力，受力较均衡稳定，不易滑脱，对体积较小的工件也可以稳定抓取。

Description

倒角机械手和应用该机械手的全自动刀片倒角机

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及倒角机械手。

背景技术

刀片倒角机是主要用于对刀片进行倒角的设备，刀片倒角机上设有倒角机械手和用于对刀片进行倒角的倒角砂轮，在工作过程中，该倒角机械手抓取并夹紧刀片，然后将刀片送至倒角砂轮处进行倒角。

如图1所示，现有技术中的倒角机械手包括固定座1，该固定座1上安装有两个气动机械爪2，这两个气动机械爪2沿固定座1的轴线对称设置，两个气动机械爪2在气压的驱动下相互配合并实现对工件的夹取。该倒角机械手在运行过程中主要存在以下几个方面的不足：

（1）对于夹取工件的形状有限制，只能夹取具有平行表面形状的工件，夹取工件的形状不能为三角形、五边形等，这样就缩小了倒角机的加工范围；

（2）只能夹取体积较大的工件，对于体积较小的工件，夹取时工件受力不稳定，容易滑脱。

发明内容

本发明的目的在于提供倒角机械手，旨在解决的问题是现有技术中的倒角机械手只能夹取具有平行表面形状的特定工件，并且夹取体积较小的工件时易松脱。

本发明是这样实现的，倒角机械手，包括：

可固定于外部设备的基座，所述基座设有贯穿的第一通孔和多个机械爪安装孔，所述多个机械爪安装孔分别连通所述第一通孔；

多个机械爪，所述多个机械爪分别设于所述多个机械爪安装孔内，且沿所述基座的圆周方向均匀设置，所述机械爪的中间部位设有连接部，所述连接部与所述基座铰接，所述机械爪的前端设有用于对工件进行夹取的夹取部，且尾端设有用于控制所述夹取部开合的控制部；

推杆，所述推杆的前端设有调节头，且尾端设有推动部，所述调节头插入所述第一通孔内，且与所述第一通孔滑动连接，所述推动部伸出所述第一通孔之外，所述调节头设有调节面，所述调节面的纵向截面半径沿轴向从上到下逐渐增大，所述调节面与所述控制部滑动配合；

用于推动所述控制部闭合的第一弹性件。

优选地，所述调节面为直斜面。

另一优选地，所述调节面为回转面。

进一步地，所述第一弹性件为圈形弹簧，所述圈形弹簧套设于所述基座外表面，且与所述控制部抵触连接。

进一步地，所述基座的外表面设有限位槽，所述圈形弹簧设于所述限位槽内。

进一步地，所述推动部的外表面螺纹连接有压块，所述基座与所述压块之间设有第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别与所述基座和所述压块抵触连接。

进一步地，所诉第二弹性件为压缩弹簧。

进一步地，所述倒角机械手还设有压杆，所述推杆设有贯穿的第二通孔，所述压杆插入所述第二通孔内，且与所述第二通孔滑动连接。

进一步地，所述压杆与第二通孔之间还设有套筒。

本发明还提供了全自动刀片倒角机，包括机架和上述的倒角机械手，所述机架设有倒角工作台，所述倒角工作台设有取放料机械手、夹头升降机构以及用于对工件进行加工的倒角砂轮，所述倒角机械手装设于所述夹头升降机构。

与现有技术相比，本发明提供的倒角机械手中，多个机械爪分别沿基座的圆周方向均匀布置，可以根据工件的外形形状，适当的调整机械爪的位置，对具有复杂外形形状的各类工件都可以进行夹取，增大了倒角机械手对工件的抓取范围；另外，本发明通过杠杆的原理，调节面推动多个机械爪的控制部向外打开时，抓取部在杠杆的作用下向内闭合，并实现对工件的抓取，工件在圆周方向上多处受力，且受力较均衡和稳定，不易滑脱，从而提高了对体积较小的工件进行抓取时的稳定性。

附图说明

图1是背景技术中的倒角机械手的立体结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的倒角机械手的立体结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的倒角机械手的分解示意图；

图4是本发明实施例一提供的倒角机械手的剖面结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的基座的立体结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的推杆的立体结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的机械爪的立体结构示意图；

图8是本发明实施例一提供的圈形弹簧的立体结构示意图；

图9是本发明实施例二提供的推杆的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

实施例一

如图2～8所示，为本发明提供的一较佳实施例。

如图2～4所示，本实施例提供的倒角机械手，包括基座1、推杆3、第一弹性件4和多个机械爪2，基座1可以固定于外部设备上，基座1设有贯穿的第一通孔101和多个机械爪安装孔102，该多个机械爪安装孔102分别连通第一通孔101；其中，多个机械爪2分别安装于上述的多个机械爪安装孔102内，且沿基座1的圆周方向均匀布置，机械爪2的中间部位设有连接部201，连接部201与基座1铰接，机械爪2的前端设有夹取部202，且尾端设有控制部203，夹取部202用于对工件10进行夹取，控制部203用于控制上述的夹取部202打开和闭合；其中，推杆3的前端设有调节头31，且尾端设有推动部32，调节头31插入第一通孔101内，且与第一通孔101滑动连接，推动部32伸出第一通孔101之外，调节头31在外力的作用下可以沿第一通孔101上下滑动，调节头31设有调节面311，调节面311的纵向截面半径沿轴向从上到下逐渐增大，调节面311与控制部203滑动配合，控制部203可以沿调节面311滑动；其中，第一弹性件4用于推动控制部203闭合。

如图4所示，本实施例提供的倒角机械手的工作原理如下：机械爪2的连接部201与基座1铰接，机械爪2以连接部201为支点形成一个杠杆，当推杆3在外力的作用下沿第一通孔101向下滑动时，第一弹性件4给控制部203施加一个向内的力，控制部203受力后向内闭合，在杠杆的作用下，夹取部202以连接部201为支点旋转打开并可对工件10进行夹取；当推杆3在外力的作用下沿第一通孔101向上滑动时，调节面311会给控制部203施加一下向外的力，控制部203受力后向外张开，在杠杆的作用下，夹取部202以连接部201为支点旋转闭合并实现对工件10的夹紧。

与现有技术相比，本实施例提供的倒角机械手中，多个机械爪2分别沿基座1的圆周方向均匀布置，并且可以根据工件10的外形形状，设计出具有不同机械爪2安装位置的基座1，并随时可以进行更换，这样对具有复杂外形形状的各类工件10都可以进行夹取，增大了倒角机械手对工件10的抓取范围；另外，本发明通过杠杆的原理对夹取部202进行控制，调节面311给控制部203施加一个向外的张力时，杠杆可以将该张力进行扩大并施加于夹取部202，这样工件10与夹取部202之间的侧向摩擦力也随之增大，从而工件10受到外力干扰时不易松脱，且受力更加地均衡和稳定，提高了对体积较小的工件10进行抓取时的受力稳定性。

如图3、图4和图8所示，本实施例中，上述的第一弹性件4为圈形弹簧，圈形弹簧套设于基座1外表面，且与控制部203抵触连接。圈形弹簧给控制部203施加一个向内的夹紧力，当调节面311在推杆3的带动下沿第一通孔101向下移动时，圈形弹簧推动控制部203向内闭合，从而在杠杆的作用下，夹取部202被打开。通过设置的圈形弹簧推动控制部203闭合，其结构较简单，控制方便。

当然，作为其它的实施例，不局限于使用圈形弹簧，也可以使用橡胶块或者通过气压来驱动控制部203闭合，具体可视实际情况而定。

如图5所示，上述的基座1的外表面还设有限位槽103，圈形弹簧设于该限位槽103内。通过设置的限位槽103对圈形弹簧的位置进行限位，防止圈形弹簧在工作的过程中发生滑落，增加了圈形弹簧的工作稳定性。

如图6所示，本实施例中，上述的调节面311为回转面，其中，回转面的外径沿推杆3的轴向从上到下逐渐增大，回转面随推杆3一起沿第一通孔101向上移动时，可以推动控制部203向外张开，从而夹取部202在杠杆的作用下闭合，并实现对工件10的夹紧。其中，回转面的加工较方便，减小了加工的成本。

如图4和图6所示，本实施例中，调节头31的前端还设有导向柱312，该导向柱312与第一通孔101滑动连接，推杆3沿第一通孔101上下滑动的过程中，导向柱312可以为推杆3进行导向，可以有效防止推杆3在第一通孔101内发生晃动，提高了推杆3沿第一通孔101滑动的精准度。

本实施例中的机械爪2的数量为3个，当然，可以根据工件10自身的外形形状，选取机械爪2的数量为4个、5个、6个或以上，具体可视实际情况而定。

如图3和图4所示，本实施例中，倒角机械手还设有压杆7，推杆3设有贯穿的第二通孔33，压杆7插入第二通孔33内，且与第二通孔33滑动连接。具体地，在对工件10倒角时，本实施例的倒角机械手将工件10移动至倒角工作台，工件10的下表面紧贴倒角工作台，此时压杆7在外力的作用下沿第二通孔33向下滑动，直至抵顶工件10的上表面，压杆7将工件10紧紧地按压于工作台，可以有效防止工件10在倒角的过程中发生晃动，提高了工件10的倒角质量，增大了工件10的倒角精度。

如图3和图4所示，上述的压杆7的头部还设有磨损块13，该磨损块13是用高强度以及耐磨性材料制成，压杆7下压时，磨损块13抵顶工件10的上表面。通过设置的磨损块13，减小了压杆7的磨损，提高了压杆7使用寿命。

如图2至图4所示，本实施例中，上述的压杆7与第二通孔33之间还设有套筒8，通过设置的套筒8，减小了压杆7上下滑动时的摩擦阻力，压杆7的尾端还设有卡环9，该卡环9可以防止套筒8在惯性的作用下滑出压杆7。

如图2至图4所示，本实施例中，推动部32的外表面套设有压块5，推动部32与压块5螺纹连接，基座1与压块5之间设有第二弹性件6，第二弹性件6的两端分别与基座1和压块5抵触连接。其中，基座1是与外部设备固定连接的，当外部设备给压块5施加一个向下的压力时，推杆3沿第一通孔101向下滑动，第二弹性件6被压缩，此时夹取部202被打开，当施加的压力消失时，第二弹性件6复位，并推动推杆3向上滑动，此时夹取部202被夹紧。这样，通过设置的第二弹性件6可以实现夹取部202的自动夹紧，其结构简单，控制方便。

当然，作为其它的实施例，压块5也可以通过螺丝或固定销与推动部32固定连接，具体可视实际情况而定，不仅限制于本实施例中的设置。

如图2至图4所示，上述推杆3的顶部还设有端面轴承12，端面轴承12能够承受较大的轴向力，可以对压块5进行有效地保护。

本实施例中的第二弹性件6为压缩弹簧，通过计算工件10在夹紧时所需的夹紧力，可以选用合适强度的压缩弹簧，压缩弹簧可以在市面上购买所得，并且使用也较方便。

当然，作为其它的实施例，不局限于使用压缩弹簧，也可以通过气缸直接驱动推杆3上下移动，具体可视实际情况而定。

如图4所示，本实施例中，第一通孔101还设有卡位104，调节头31的上端设有限位柱313，当限位柱313随推杆3上移至该卡位104时，卡位104抵顶限位柱313并阻止其进一步向上移动，该卡位104与限位柱313相互配合，对推杆3向上移动的行程进行控制，一方面可以防止推杆3在惯性力的作用下从第一通孔101滑出，另一方面，也可以有效防止调节面311随推杆3一起向上移动的行程过大时，该调节面311反馈给夹取部202的夹紧力过大，从而对工件10造成损伤。

如图2至图4所示，本实施例中，上述的基座1还设有销轴11，机械爪2的连接部201设有贯穿的铰接孔，销轴11穿过机械爪2的铰接孔，从而机械爪2可以相对于销轴11进行转动，其结构简单，并且组装也较方便。

当然，作为其它的实施例，可以是机械爪2的连接部201的两端设有枢轴，机械爪2的连接部201与基座1枢接，这样也可以实现机械爪2与基座1铰接的功能。具体可视实际情况而定，不仅限制于本实施例中的设置。

本发明还提供了全自动刀片倒角机，包括机架和上述的倒角机械手，机架设有倒角工作台，倒角工作台设有取放料机械手、夹头升降机构和倒角砂轮，倒角砂轮用于对工件10进行倒角加工，倒角机械手装设于夹头升降机构。该全自动刀片倒角机主要用于对刀片进行倒角加工，其具体工作过程如下:首先取放料机械手将待加工的刀片移送至设定位置，然后夹头升降机构驱动上述的倒角机械手对刀片进行夹取，倒角机械手将刀片移送至倒角砂轮处，然后倒角砂轮对刀片进行倒角处理。该全自动刀片倒角机可以实现对工件10的X、Y、Z和C轴四个维度的控制，全自动化操作，提高了工作效率。

实施例二

本实施例的主要技术特征与实施例一大体相同，在此不作赘述，其与实施例一的主要区别在于：

如图9所示，本实施例的调节面311为直斜面，该直斜面沿推杆3的轴向从上到下逐渐向外倾斜，当该直斜面随推杆3一起沿第一通孔101向上移动时，可以推动控制部203向外张开，从而夹取部202在杠杆的作用下闭合，并实现对工件10的夹紧。其中，直斜面的加工较方便，减小了加工的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.倒角机械手，其特征在于，包括：

可固定于外部设备的基座，所述基座设有贯穿的第一通孔和多个机械爪安装孔，所述多个机械爪安装孔分别连通所述第一通孔；

多个机械爪，所述多个机械爪分别设于所述多个机械爪安装孔内，且沿所述基座的圆周方向均匀设置，所述机械爪的中间部位设有连接部，所述连接部与所述基座铰接，所述机械爪的前端设有用于对工件进行夹取的夹取部，且尾端设有用于控制所述夹取部开合的控制部；

推杆，所述推杆的前端设有调节头，且尾端设有推动部，所述调节头插入所述第一通孔内，且与所述第一通孔滑动连接，所述推动部伸出所述第一通孔之外，所述调节头设有调节面，所述调节面的纵向截面半径沿轴向从上到下逐渐增大，所述调节面与所述控制部滑动配合；

用于推动所述控制部闭合的第一弹性件。

2.如权利要求1所述的倒角机械手，其特征在于，所述调节面为直斜面。

3.如权利要求1所述的倒角机械手，其特征在于，所述调节面为回转面。

4.如权利要求1至3任意一项所述的倒角机械手，其特征在于，所述第一弹性件为圈形弹簧，所述圈形弹簧套设于所述基座外表面，且与所述控制部抵触连接。

5.如权利要求4所述的倒角机械手，其特征在于，所述基座的外表面设有限位槽，所述圈形弹簧设于所述限位槽内。

6.如权利要求1至3任意一项所述的倒角机械手，其特征在于，所述推动部的外表面螺纹连接有压块，所述基座与所述压块之间设有第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别与所述基座和所述压块抵触连接。

7.如权利要求6所述的倒角机械手，其特征在于，所述第二弹性件为压缩弹簧。

8.如权利要求1至3任意一项所述的倒角机械手，其特征在于，所述倒角机械手还设有压杆，所述推杆设有贯穿的第二通孔，所述压杆插入所述第二通孔内，且与所述第二通孔滑动连接。

9.如权利要求8所述的倒角机械手，其特征在于，所述压杆与所述第二通孔之间还设有套筒。

10.全自动刀片倒角机，包括机架，所述机架设有倒角工作台，所述倒角工作台设有取放料机械手、夹头升降机构以及用于对工件进行加工的倒角砂轮，其特征在于，还包括如权利要求1至9任意一项所述的倒角机械手，所述倒角机械手装设于所述夹头升降机构。

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