CN104084951A - 机器人用弹性缓冲固定刀夹 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术机器人自动更换刀具的换刀机构存在的结构复杂且占用空间较大，制造精度要求较高，制造成本较高和液压油易污染环境等问题，本发明提出一种机器人用弹性缓冲固定刀夹，包括：刀夹座、夹紧弹簧、调节螺钉、转动螺钉、调节挡块、顶舌、卡爪、导向螺钉、直线轴承、双头螺柱、浮动块和浮动弹簧。本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹的有益技术效果是能有效缓冲机器人换刀时的运动精度误差和机械臂主轴松弛或吸持刀具产生的刚性位移，有效避免机器人本体和/或刀具的损伤。并且，结构紧凑、简单、可靠，占用空间较小，制造精度要求较低，加工成本较低，且避免了润滑油的污染。

Description

机器人用弹性缓冲固定刀夹

技术领域

本发明涉及到一种机械自动加工中机器人刀具固定技术，特别涉及到一种机器人用弹性缓冲固定刀夹。

背景技术

目前，机器人已广泛应用于机械自动加工中，在大型机械装配过程中，常采用机器人自动制孔。然而，要实现整个制孔过程的自动化，机器人自动更换刀具是必不可少的工序。显然，在机器人自动更换刀具时，必须考虑机器人的运动精度误差和主轴松弛或吸持刀具产生的刚度位移，否则，自动换刀时将会对机器人本体或/和刀夹产生损坏。由于刀柄在刀夹进出方向做直线运动，该运动是由机器人机械臂实现的，由于机器人机械臂运动存在精度偏差，因此，需要对刀柄进出刀夹的运动偏差进行补偿。由于主轴在松弛或吸持刀具时采用气动方式，且机器人固定不动，机械臂主轴在松弛或吸持刀具时在气压的作用下会产生一定的刚性位移，而刀夹主体相对于机器人底座固定不动，因此，机械臂主轴松弛或吸持刀具产生的刚性位移需要进行补偿。现有技术机器人自动更换刀具的方法是机器人负载主轴固定不动，由机械臂驱动刀夹到位换刀，其刀夹本身为刚性体，对于机械臂主轴松弛或吸持刀具产生的刚性位移由机械臂的液压油缸缓冲来进行补偿，同时，机器人运动存在的精度偏差则依赖机械臂的机械结构予以保证。显然，现有技术机器人自动更换刀具的换刀机构存在着结构复杂且占用空间较大，制造精度要求较高，制造成本较高和液压油易污染环境等问题。

发明内容

为解决现有技术机器人自动更换刀具的换刀机构存在的结构复杂且占用空间较大，制造精度要求较高，制造成本较高和液压油易污染环境等问题，本发明提出一种机器人用弹性缓冲固定刀夹。本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹，包括：刀夹座、夹紧弹簧、调节螺钉、转动螺钉、调节挡块、顶舌、卡爪、导向螺钉、直线轴承、双头螺柱、浮动块和浮动弹簧；三个直线轴承套装在刀夹座中后部呈三角形分布的三个通孔内，浮动块通过导向螺钉套装在直线轴承内孔；在浮动块的中部设置有双头螺柱且在刀架座两侧的双头螺柱上套装有浮动弹簧；对称设置在浮动块上部的二个卡爪通过转动螺钉铰接在浮动块上，在卡爪的后侧横向设置有调节螺钉，且在二个卡爪之间的调节螺钉上套装有夹紧弹簧；在二个卡爪的中部横向设置有调节挡块，在二个卡爪之间中部的空档处设置有顶舌。 

本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹的有益技术效果是能有效缓冲机器人换刀时的运动精度误差和机械臂主轴松弛或吸持刀具产生的刚性位移，有效避免机器人本体和/或刀具的损伤。并且，结构紧凑、简单、可靠，占用空间较小，制造精度要求较低，加工成本较低，且避免了润滑油的污染。

附图说明

附图1是本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹的三维结构示意图；

附图2是本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹俯视结构示意图；

附图3为附图2的A-A剖视示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹作进一步的说明。

具体实施方式

附图1是本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹的三维结构示意图，附图2是本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹俯视结构示意图，附图3为附图2的A-A剖视示意图，图中，1为刀夹座，2为夹紧弹簧，3为调节螺钉，4为转动螺钉，5为调节挡块，6为顶舌，7为卡爪8为导向螺钉，9为直线轴承，10为双头螺柱，11为浮动块，12为浮动弹簧，A为刀柄，空心箭头为卡爪运动示意，竖向实心箭头为刚性位移示意，横向实心箭头为刀具进出示意。由图可知，本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹，包括：刀夹座1、夹紧弹簧2、调节螺钉3、转动螺钉4、调节挡块5、顶舌6、卡爪7、导向螺钉8、直线轴承9、双头螺柱10、浮动块11和浮动弹簧12；三个直线轴承9套装在刀夹座1中后部呈三角形分布的三个通孔内，浮动块11通过导向螺钉8套装在直线轴承9内孔；在浮动块11的中部设置有双头螺柱10且在刀架座1两侧的双头螺柱10上套装有浮动弹簧12；对称设置在浮动块11上部的二个卡爪7通过转动螺钉4铰接在浮动块11上，在卡爪7的后侧横向设置有调节螺钉3，且在二个卡爪7之间的调节螺钉3上套装有夹紧弹簧2；在二个卡爪7的中部横向设置有调节挡块5，在二个卡爪7之间中部的空档处设置有顶舌6。 当需要在本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹上安装刀具时，机器人机械臂夹持着刀具运动到卡爪前方（如附图1横向实心箭头所示），并按刀夹进出方向直线前行，此时，卡爪处于封闭状态，在刀柄接触到卡爪时，左、右卡爪在刀柄的压迫下打开，夹紧弹簧被压缩；刀柄到位后，顶舌顶住刀柄环槽，左、右卡爪的夹头在夹紧弹簧的作用下夹住刀柄环槽，顶舌与左、右卡爪的夹头形成一个圆，刀柄被夹紧。如果此时机器人机械臂的运动精度有误差，由于左、右卡爪可自身旋转并通过夹紧弹簧柔性连接，利用夹紧弹簧的阻尼性实现对机器人运动精度偏差的补偿。当机器人机械臂主轴松开刀柄，刀柄在气压的作用下推出主轴，夹持刀柄的顶舌与左、右卡爪将会沿主轴进给方向形成刚性位移。由于顶舌与左、右卡爪均固定在浮动块上，浮动块可沿导向螺钉轴线运动（如附图1竖向实心箭头所示），对刚性位移进行补偿。而浮动弹簧则可保证浮动块在对刚性位移进行补偿后，回复到预定位置。当需要从本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹上取下刀具时，机器人机械臂移动到刀柄上方，此时，机械臂主轴轴线与刀柄轴线同轴，机械臂主轴在气压作用下将刀柄沿主轴轴线吸入，顶舌与左、右卡爪可能会沿主轴方向形成刚性位移，同样，此刚性位移可以通过浮动块沿导向螺钉移动进行补偿。刀柄进入到主轴上后，机器人机械臂驱动刀柄沿刀柄在刀夹进出方向直线运动，左、右卡爪在刀柄的压迫下打开，同时，夹紧弹簧被压缩，刀柄移出刀夹，即完成刀具取下。当刀柄完全离开左、右卡爪后，在压紧弹簧的作用下，左、右卡爪又将处于封闭状态。如果在刀具取下过程中，机器人运动精度有误差，同样可以通过左、右卡爪可的自身旋转和夹紧弹簧柔性连接对其进行补偿。

显然，本发明机器人用弹性缓冲固定刀夹的有益技术效果是能有效缓冲机器人换刀时的运动精度误差和主轴放松或固定刀具产生的刚性位移，有效避免机器人本体和/或刀具的损伤。并且，结构紧凑、简单、可靠，占用空间较小，制造精度要求较低，加工成本较低，且避免了润滑油的污染。

Claims (1)

1.一种机器人用弹性缓冲固定刀夹，，其特征在于：该固定刀夹包括：刀夹座、夹紧弹簧、调节螺钉、转动螺钉、调节挡块、顶舌、卡爪、导向螺钉、直线轴承、双头螺柱、浮动块和浮动弹簧；三个直线轴承套装在刀夹座中后部呈三角形分布的三个通孔内，浮动块通过导向螺钉套装在直线轴承内孔；在浮动块的中部设置有双头螺柱且在刀架座两侧的双头螺柱上套装有浮动弹簧；对称设置在浮动块上部的二个卡爪通过转动螺钉铰接在浮动块上，在卡爪的后侧横向设置有调节螺钉，且在二个卡爪之间的调节螺钉上套装有夹紧弹簧；在二个卡爪的中部横向设置有调节挡块，在二个卡爪之间中部的空档处设置有顶舌。