CN106826333A - 换刀装置及包括其的移动机器人钻铆设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换刀装置及包括其的移动机器人钻铆设备，其包括一刀具底座、多个可升降的刀具固定座、一刀具旋转盘、一用于旋转该刀具旋转盘的旋转装置和一用于升降该刀具固定座的升降装置；该旋转装置固定于该刀具底座上，该旋转装置上设置有该刀具旋转盘，该刀具旋转盘上放置有该些刀具固定座，每一刀具固定座的中心孔内放置有一刀具，该升降装置固定于该刀具底座上，且该升降装置位于该刀具固定座的下方。本发明结构紧凑，控制方便，调整简单，效率高。

Description

换刀装置及包括其的移动机器人钻铆设备
技术领域
本发明涉及飞机装配技术与装备领域，尤其涉及一种移动机器人钻铆设备中的换刀装置。
背景技术
铆接技术是航空制造业中普遍使用的一项机械连接技术，其加工工艺相对简单，铆接质量易于控制，并具有重量轻、强度高的优势，在航空制造领域得到广泛的应用。传统的铆接产品质量受工人个体因素的影响比较大，因此难以确保稳定、高质高效的连接。为了保证飞机的装配质量，提高飞机装配效率，发展自动钻铆技术、使用自动钻铆设备进行自动化钻铆是一种必然的趋势。
移动机器人钻铆设备中的换刀装置是机器人钻铆设备的核心功能部件，它是一个集机械、电气等于一体的高度集成系统，其参数水平对于设备的加工效率影响巨大，成为设备加工能力提高的关键。目前以欧美、日本为代表的机器人钻铆设备代表了当今机器人钻铆设备发展的最高水平，国内仍存在一定的差距，因此，研发一种机器人钻铆设备换刀装置，满足机器人上多功能执行器的功能需求具有重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种结构简单、设计巧妙、能够满足机器人钻铆设备在加工过程中快速换刀的换刀装置及包括其的移动机器人钻铆设备。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种换刀装置，其特点在于，其包括一刀具底座、多个可升降的刀具固定座、一刀具旋转盘、一用于旋转该刀具旋转盘的旋转装置和一用于升降该刀具固定座的升降装置；
该旋转装置固定于该刀具底座上，该旋转装置上设置有该刀具旋转盘，该刀具旋转盘上放置有该些刀具固定座，每一刀具固定座的中心孔内放置有一刀具，该升降装置固定于该刀具底座上，且该升降装置位于该刀具固定座的下方。
较佳地，该旋转装置包括一伺服电机和一减速器，该伺服电机和该减速器相连，该减速器固定于该刀具底座上，该减速器的旋转中心与该刀具旋转盘传动配合。
较佳地，该升降装置包括一气缸和一顶升座，该气缸固定于该刀具底座上，该顶升座与该气缸的滑台相连接，该顶升座位于该刀具固定座的下方。
较佳地，该换刀装置还包括一上保护罩、一下保护罩、一出刀口和一用于封闭该出刀口的移门，该上保护罩和该下保护罩构成一外壳体，该刀具底座、该些刀具固定座、该刀具旋转盘、该旋转装置和该升降装置均设置于该外壳体内；
该上保护罩的上表面开设有该出刀口，该移门设置于该上保护罩的上表面。
较佳地，该上保护罩的内壁上且靠近该出刀口位置处固定有一用于检测该刀具固定座中是否有刀具的传感器。
较佳地，每一刀具固定座的中心孔处径向设置有若干个与该刀具的V形槽配合的弹簧柱塞。
较佳地，每一刀具固定座采用线性轴承座和线性导向轴结构。
较佳地，该些刀具固定座均匀地设置于该刀具旋转盘的周面上。
本发明还提供一种移动机器人钻铆设备，其特点在于，其包括上述的换刀装置。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
1、刀具旋转盘的旋转运动采用伺服电机与减速器相连，实现刀具的转换，定位精度高，运行稳定，响应速度快。
2、可直线升降的刀具固定座采用气缸驱动，推动可直线升降的刀具固定座组件升降，以实现刀具的夹取和安放，调整简单，相对液压传动无油温及污染问题。
3、在刀具保护罩的出刀口处设置了传感器，能够检测出刀具的有无，保证换刀准确无误。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的换刀装置的轴测图(不含保护罩)。
图2为本发明较佳实施例的换刀装置的主剖视图。
图3为图2中的刀具固定座的局部放大图。
图4为本发明较佳实施例的换刀装置的轴测图。
图5为本发明较佳实施例的移动机器人钻铆设备的轴测图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，本实施例提供一种移动机器人钻铆设备，其包括一换刀装置，该换刀装置包括一上保护罩1、一下保护罩2、一出刀口、一用于封闭该出刀口的移门3、一刀具底座4、多个可升降的刀具固定座13、一刀具旋转盘9、一用于旋转该刀具旋转盘9的旋转装置和一用于升降该刀具固定座13的升降装置。
该旋转装置将所需刀具所在的刀具固定座13旋转到该出刀口，再由安装于可直线升降的刀具固定座13下方的升降装置将刀具固定座13顶出，升高到可供机器人钻铆设备抓取或安放刀具的位置。
该上保护罩1和该下保护罩2构成一外壳体，该刀具底座4、该些刀具固定座13、该刀具旋转盘9、该旋转装置和该升降装置均设置于该外壳体内；该上保护罩1的上表面开设有该出刀口，该移门3设置于该上保护罩1的上表面，而且，该上保护罩1的内壁上且靠近该出刀口位置处固定有一用于检测该刀具固定座13中是否有刀具14的传感器，保证刀具安放或抓取正确无误。
该旋转装置固定于该刀具底座4上，该旋转装置上设置有该刀具旋转盘9，该刀具旋转盘9上放置有该些刀具固定座13，且该些刀具固定座13均匀地设置于该刀具旋转盘9的周面上，每一刀具固定座13的中心孔内放置有一刀具14，该升降装置固定于该刀具底座4上，且该升降装置位于该刀具固定座13的下方。
优选地，该旋转装置包括一伺服电机7和一减速器8，该伺服电机7和该减速器8相连，该减速器8固定于该刀具底座4上，该减速器8的旋转中心与该刀具旋转盘9传动配合，用于刀具旋转盘9的旋转运动。
该升降装置包括一气缸5和一顶升座6，该气缸5固定于该刀具底座4上，该顶升座6与该气缸5的滑台相连接，该顶升座6位于该刀具固定座13的下方。可直线升降的刀具固定座13通过与气缸5固连的顶升座6完成升降动作，实现刀具安放和抓取，当伺服电机7将所需刀具14旋转到出刀口时，气缸5将刀具固定座13顶出，升高到可供机器人钻铆设备抓取或安放刀具位置。
此外，如图2和3所示，每一刀具固定座13采用线性轴承座10和线性导向轴11结构，具有结构简单，维护方便等特点。每一刀具固定座13的中心孔处径向设置有若干个弹簧柱塞15，与该刀具14的V形槽配合，形成一定的预紧力。
该换刀装置安装在移动机器人钻铆设备上，其工作步骤如下：
1)刀具旋转盘9的旋转由带有减速机8的伺服电机7驱动，伺服电机7将所需刀具所在的刀具固定座13旋转到出刀口；
2)固定于上保护罩2的传感器12，检测可直线升降的刀具固定座13上有无刀具，保证刀具安放或抓取正确无误；
3)固定于上保护罩2的移门3打开，见图3；
4)安装于可直线升降的刀具固定座13底部的与气缸5固连的顶升座6将刀具固定座13顶出，升高到可供机器人钻铆设备抓取或安放刀具位置，见图1；
5)移动机器人17驱动其末端的钻铆设备16到换刀装置18上方抓取或安放刀具14，见图5。
6)与气缸5固连的顶升座6下降，刀具固定座13在重力作用下也下降，到位后，固定于上保护罩2的移门3关闭，换刀动作完成。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种换刀装置，其特征在于，其包括一刀具底座、多个可升降的刀具固定座、一刀具旋转盘、一用于旋转该刀具旋转盘的旋转装置和一用于升降该刀具固定座的升降装置；
该旋转装置固定于该刀具底座上，该旋转装置上设置有该刀具旋转盘，该刀具旋转盘上放置有该些刀具固定座，每一刀具固定座的中心孔内放置有一刀具，该升降装置固定于该刀具底座上，且该升降装置位于该刀具固定座的下方。
2.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该旋转装置包括一伺服电机和一减速器，该伺服电机和该减速器相连，该减速器固定于该刀具底座上，该减速器的旋转中心与该刀具旋转盘传动配合。
3.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该升降装置包括一气缸和一顶升座，该气缸固定于该刀具底座上，该顶升座与该气缸的滑台相连接，该顶升座位于该刀具固定座的下方。
4.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该换刀装置还包括一上保护罩、一下保护罩、一出刀口和一用于封闭该出刀口的移门，该上保护罩和该下保护罩构成一外壳体，该刀具底座、该些刀具固定座、该刀具旋转盘、该旋转装置和该升降装置均设置于该外壳体内；
该上保护罩的上表面开设有该出刀口，该移门设置于该上保护罩的上表面。
5.如权利要求4所述的换刀装置，其特征在于，该上保护罩的内壁上且靠近该出刀口位置处固定有一用于检测该刀具固定座中是否有刀具的传感器。
6.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，每一刀具固定座的中心孔处径向设置有若干个与该刀具的V形槽配合的弹簧柱塞。
7.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，每一刀具固定座采用线性轴承座和线性导向轴结构。
8.如权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，该些刀具固定座均匀地设置于该刀具旋转盘的周面上。
9.一种移动机器人钻铆设备，其特征在于，其包括如权利要求1-8中任意一项所述的换刀装置。
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