CN109129542A - 自动工具交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动工具交换装置，属于机器人交换工具技术领域，包括机器人侧模块和工具侧模块，机器人模块上设置有凸块，工具侧模块上开设有容纳凸块的插孔，凸块的侧壁上围绕凸块的周向开设有多个凹槽，凹槽内滑动设置有固定块，固定块远离凹槽的端部设置有倾斜斜面，固定块的滑动方向与凸块的长度方向相垂直，插孔的内壁上开设有供固定块插入的插槽，凹槽内设置有用于将固定块抵出凹槽的弹性抵出件，工具侧模块上设置有用于将固定块推出插槽的推出件。通过多个固定块卡在凹槽与插槽之间，因此不会存在松动的情况，使得机器人侧模块与工具侧模块不易脱落；在一者损坏时，不用将两个一起更换，从而达到降低生产成本的效果。

Description

自动工具交换装置

技术领域

本发明涉及机器人交换工具技术领域，尤其涉及一种自动工具交换装置。

背景技术

工业机器人是现代制造业不可或缺的一部分，在集成电路制造、汽车焊接、汽车装配等领域，机器人正在起着越来越重要的作用。

在机器人应用领域，采用相对通用的机器人来完成不同的任务是降低成本的可行方法。例如，在制造加工领域，一个机器人可用来完成切割、打磨、焊接等不同工序。在这些应用领域，需要一种机器人交换工具装置以使得机器人能与不同的工具配合，从而完成不同的工序。机器人交换工具装置与机器人末端连接的部分称为“机器人侧模块”，与工具结合的部分称为“工具侧模块”。当机器人侧模块与工具侧模块相互连接并锁紧，机器人侧模块和工具侧模块就完成相互耦合的过程，工具就被固定到机器人臂的末端，而在耦合之后，机器人侧模块上的水、电以及信号就能够传输到工具侧模块上，水回路在加工过程中用来给加工的焊腔进行冷却降温，而电以及信号便能够给工具侧模块做出引导指令。

但现有的自动工具交换装置一般都是通过焊接，而焊接后，如果机器人侧模块和工具侧模块中有一个损坏时，需要将两者一起进行更换，从而加大生产成本；因此有的会直接通过螺栓将两者连接在一起，但螺栓连接之后，螺丝容易松动从而在一定程度上造成脱落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动工具交换装置，具有降低生产成本且不易脱落的优点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种自动工具交换装置，包括机器人侧模块和工具侧模块，机器人侧模块上设置有凸块，所述工具侧模块上开设有容纳凸块的插孔，所述凸块的侧壁上围绕凸块的周向开设有多个凹槽，所述凹槽内滑动设置有固定块，所述固定块远离凹槽的端部设置有倾斜斜面，所述固定块的滑动方向与凸块的长度方向相垂直，所述插孔的内壁上开设有供固定块插入的插槽，所述凹槽内设置有用于将固定块抵出凹槽的弹性抵出件，所述弹性抵出件处于自然状态时所述倾斜斜面的最低端位于凹槽内、最高端位于凹槽外，所述工具侧模块上设置有用于将固定块推出插槽的推出件。

实施上述技术方案，安装机器人侧模块与工具侧模块时，首先将凸块正对插孔并插入，在插入的过程中，固定块上的倾斜斜面会首先与插孔的孔边接触，接着用力往插孔内按压凸块，此时倾斜斜面着力会将固定块往凹槽内挤压，紧接着继续按压凸块；当按压到凹槽与插槽正对处时，此时固定块会在弹性抵出件的挤压下从凹槽内往插槽内移动，从而别在两个槽之间，将凸块锁在插孔内，从而成功地将机器人侧模块与工具侧模块连接；当机器人侧模块与工具侧模块中有一个损坏时，此时用推动件将固定块位于插槽内的一部分完全推到凹槽内，接着顺势往上提拉机器人侧模块或者往下扯拉工具侧模块，便能够成功地使两者脱离；这样设置不仅使得拆卸和安装自动工具交换装置较为方便，并且由于两者是通过多个固定块卡在凹槽与插槽之间，因此不会存在松动的情况，使得机器人侧模块与工具侧模块不易脱落；在机器人侧模块或是工具侧模块有一者损坏时，将两者拆下即可，不用将两个一起更换，从而达到降低生产成本的效果。

进一步，所述凸块的形状为圆柱体形，所述插孔的形状与凸块相配，所述弹性抵出件包括设置在凹槽内的压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与凹槽的底部连接、另一端与固定块的端部连接。

实施上述技术方案，当固定块被抵在插孔的内壁上时，此时压缩弹簧处于压缩状态；当凹槽与插槽正对时，固定块不再受到插孔内壁的抵触，此时压缩弹簧会在弹性力的作用下将固定块顺利推出。推出后，压缩弹簧处在自然状态下，固定块也被推进插槽内，从而达到固定块能够正常地被推入插槽内的效果。

进一步，所述倾斜斜面靠近最高端的壁面上设置有竖直面，所述竖直面与倾斜斜面的交界线处倒角设置。

实施上述技术方案，竖直面的设置使得固定块完全进入插孔内并在插孔的内壁上滑动时能够较为顺畅。

进一步，所述竖直面上嵌设有滚珠。

实施上述技术方案，滚珠的设置使得竖直面在插孔内壁上的摩擦移动变为滚动，使得固定块在移动过程中更为顺畅。

进一步，所述工具侧模块上开设有与插槽连通的穿孔，所述穿孔的一端开口位于插槽的底壁上、另一端开口位于工具侧模块的外壁上，所述推出件包括螺纹插设在穿孔内的螺纹杆，所述穿孔的内壁上设置有与螺纹杆相配的内螺纹。

实施上述技术方案，需要将固定块推出插槽时，转动螺纹杆，使得螺纹杆在穿孔内逐渐往固定块侧延伸，接着螺纹杆会抵着固定块往插槽的开口侧移动；当固定块完全移出插槽后，顺势往上提拉机器人侧模块或者往下扯拉工具侧模块，让固定块抵在插孔的内壁上，继续提拉机器人侧模块便可以把两者分离，达到将固定块抵出插槽较为方便的效果。

进一步，所述固定块位于插槽内后，所述穿孔位于插槽底部的开口正对竖直面。

实施上述技术方案，螺纹杆在将固定块抵出插槽时，由于竖直面是平坦的，因此螺纹杆直接抵在竖直面上，使得螺纹杆的端部与竖直面能够完全贴合，贴合之后受力面积大，从而使得螺纹杆能够顺利地将固定块推出插槽。

进一步，所述机器人侧模块位于凸块一侧的壁面上设置有定位杆，所述定位杆围绕凸块设置有多个，所述工具侧模块上设置有供定位杆插入的定位孔。

实施上述技术方案，定位杆插入定位孔内后，能够使得在水平方向机器人侧模块与工具侧模块连接得更为稳定。

进一步，所述螺纹杆位于穿孔外的一端设置有转动把手。

实施上述技术方案，转动把手的设置能够方便操作人员人拧动螺纹杆。

进一步，所述机器人侧模块上围绕凸块的圆周设置有若干第一螺孔，所述工具侧模块上围绕插孔设置有若干与第一螺孔相配的第二螺孔，每个所述第一螺孔与第二螺孔之间均穿设有连接螺栓。

实施上述技术方案，在固定块卡入插槽内后，再将多个连接螺栓螺纹连接在第一螺纹和第二螺孔内，从而使得机器人侧模块和工具侧模块之间固定的效果更好。

进一步，所述倾斜斜面上涂覆有特氟龙。

实施上述技术方案，特氟龙是一种涂层，耐高温且摩擦系数极低，因此将其涂覆在倾斜斜面上，能够使得固定块随着凸块在卡入插孔的过程中能够更顺畅。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

一、通过固定块锁紧在插槽内，不仅使得拆卸和安装自动工具交换装置较为方便，并且由于两者是通过多个固定块卡在凹槽与插槽之间，因此不会存在松动的情况，使得机器人侧模块与工具侧模块不易脱落；在机器人侧模块或是工具侧模块有一者损坏时，将两者拆下即可，不用将两个一起更换，从而达到降低生产成本的效果;

二、竖直面的设置使得固定块完全进入插孔内并在插孔的内壁上滑动时能够较为顺畅；

三、滚珠的设置使得竖直面在插孔内壁上的摩擦移动变为滚动，使得固定块在移动过程中更为顺畅。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的用于展示机器人侧模块的结构示意图；

图3是本发明实施例的用于展示工具侧模块的结构示意图；

图4是本发明实施例的部分剖视图；

图5是图4中的A部放大图。

附图标记：1、机器人侧模块；11、定位杆；12、第一螺孔；2、工具侧模块；21、插孔；211、插槽；22、穿孔；221、内螺纹；23、螺纹杆；231、转动把手；24、定位孔；25、第二螺孔；3、凸块；31、凹槽；311、压缩弹簧；4、固定块；41、倾斜斜面；411、竖直面；4111、滚珠；5、连接螺栓。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。

如图1所示，一种自动工具交换装置，包括机器人侧模块1和工具侧模块2，结合图2、图3，机器人侧模块1上设置有凸块3，凸块3的形状为圆柱体形，工具侧模块2上开设有容纳凸块3的插孔21，插孔21的形状与凸块3相配；凸块3的侧壁上围绕凸块3的周向开设有多个凹槽31，在本实施例中，凹槽31为三个，且每个凹槽31之间的夹角为120度；每个凹槽31内均滑动设置有固定块4，固定块4上远离凹槽31的端部设置有倾斜斜面41，倾斜斜面41上涂覆有特氟龙，特氟龙是一种涂层，耐高温且摩擦系数极低，因此将其涂覆在倾斜斜面41上，能够使得固定块4随着凸块3在卡入插孔21的过程中能够更顺畅。

如图4、5所示，固定块4的滑动方向与凸块3的长度方向相垂直，插孔21的内壁上开设有供固定块4插入的插槽211，插槽211的形状与固定块4相配，凹槽31内设置有用于将固定块4抵出凹槽31的弹性抵出件，弹性抵出件为设置在凹槽31内的压缩弹簧311，压缩弹簧311的一端与凹槽31的底部连接、另一端与固定块4的端部连接；压缩弹簧311处于自然状态时倾斜斜面41的最低端位于凹槽31内、最高端位于凹槽31外。

当固定块4被抵在插孔21的内壁上时，此时压缩弹簧311处于压缩状态；当凹槽31与插槽211正对时，固定块4不再受到插孔21内壁的抵触，此时压缩弹簧311会在弹性力的作用下将固定块4顺利推出。推出后，压缩弹簧311处在自然状态下，固定块4也被推进插槽211内，从而成功地将机器人侧模块1与工具侧模块2卡接。

如图4、5所示，倾斜斜面41靠近其最高端的壁面上设置有竖直面411，竖直面411与倾斜斜面41的交界线处倒角设置，且竖直面411上嵌设有滚珠4111。竖直面411的设置使得固定块4完全进入插孔21内并在插孔21的内壁上滑动时能够较为顺畅，而滚珠4111的设置使得竖直面411在插孔21内壁上的摩擦移动变为滚动，使得固定块4在移动过程中更为顺畅。

如图4、5所示，工具侧模块2上开设有与插槽211连通的穿孔22，穿孔22的一端开口位于插槽211的底壁上、另一端开口位于工具侧模块2的外壁上，工具侧模块2上设置有用于将固定块4推出插槽211的推出件，推出件为螺纹插设在穿孔22内的螺纹杆23，螺纹杆23位于穿孔22外的一端设置有转动把手231，穿孔22的内壁上设置有与螺纹杆23相配的内螺纹221；固定块4位于插槽211内后，穿孔22位于插槽211底部的开口正对竖直面411。

如图2、3所示，机器人侧模块1位于凸块3一侧的壁面上设置有定位杆11，定位杆11围绕凸块3设置有多个，工具侧模块2上设置有供定位杆11插入的定位孔24。

需要将固定块4推出插槽211时，转动螺纹杆23，使得螺纹杆23在穿孔22内逐渐往固定块4侧延伸，接着螺纹杆23会抵着固定块4往插槽211的开口侧移动；当固定块4完全移出插槽211后，顺势将顺势往上提拉机器人侧模块1或者往下扯拉工具侧模块2，让固定块4抵在插孔21的内壁上，继续提拉机器人侧模块1便可以把两者分离。

如图1、2所示，机器人侧模块1上围绕凸块3的圆周设置有若干个第一螺孔12，结合图3，工具侧模块2上围绕插孔21设置有若干与第一螺孔12相配的第二螺孔25，每个第一螺孔12与第二螺孔25之间均穿设有连接螺栓5；在固定块4卡入插槽211内后，再将多个连接螺栓5螺纹连接在第一螺纹和第二螺孔25内，从而使得机器人侧模块1和工具侧模块2之间固定的效果更好。

具体工作过程：安装机器人侧模块1与工具侧模块2时，首先将凸块3正对插孔21并插入，在插入的过程中，固定块4上的倾斜斜面41会首先与插孔21的孔边接触，接着用力往插孔21内按压凸块3，此时倾斜斜面41着力会将固定块4往凹槽31内挤压，紧接着继续按压凸块3；当按压到凹槽31与插槽211正对处时，此时固定块4会在压缩弹簧311的挤压下从凹槽31内往插槽211内移动，从而别在凹槽31有插槽211之间，将凸块3锁在插孔21内，从而成功地将机器人侧模块1与工具侧模块2连接；当机器人侧模块1与工具侧模块2中有一个损坏时，此时拧动转动把手231使得螺纹杆23将固定块4位于插槽211内的一部分完全推到凹槽31内，接着顺势往上提拉机器人侧模块1或者往下扯拉工具侧模块2，便能够成功地使两者脱离。

Claims (10)

1.一种自动工具交换装置，包括机器人侧模块(1)和工具侧模块(2)，其特征在于，所述机器人侧模块(1)上设置有凸块(3)，所述工具侧模块(2)上开设有容纳凸块(3)的插孔(21)，所述凸块(3)的侧壁上围绕凸块(3)的周向开设有多个凹槽(31)，所述凹槽(31)内滑动设置有固定块(4)，所述固定块(4)远离凹槽(31)的端部设置有倾斜斜面(41)，所述固定块(4)的滑动方向与凸块(3)的长度方向相垂直，所述插孔(21)的内壁上开设有供固定块(4)插入的插槽(211)，所述凹槽(31)内设置有用于将固定块(4)抵出凹槽(31)的弹性抵出件，所述弹性抵出件处于自然状态时所述倾斜斜面(41)的最低端位于凹槽(31)内、最高端位于凹槽(31)外，所述工具侧模块(2)上设置有用于将固定块(4)推出插槽(211)的推出件。

2.根据权利要求1所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述凸块(3)的形状为圆柱体形，所述插孔(21)的形状与凸块(3)相配，所述弹性抵出件包括设置在凹槽(31)内的压缩弹簧(311)，所述压缩弹簧(311)的一端与凹槽(31)的底部连接、另一端与固定块(4)的端部连接。

3.根据权利要求1所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述倾斜斜面(41)靠近最高端的壁面上设置有竖直面(411)，所述竖直面(411)与倾斜斜面(41)的交界线处倒角设置。

4.根据权利要求3所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述竖直面(411)上嵌设有滚珠(4111)。

5.根据权利要求1所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述工具侧模块(2)上开设有与插槽(211)连通的穿孔(22)，所述穿孔(22)的一端开口位于插槽(211)的底壁上、另一端开口位于工具侧模块(2)的外壁上，所述推出件包括螺纹插设在穿孔(22)内的螺纹杆(23)，所述穿孔(22)的内壁上设置有与螺纹杆(23)相配的内螺纹(221)。

6.根据权利要求5所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述固定块(4)位于插槽(211)内后，所述穿孔(22)位于插槽(211)底部的开口正对竖直面(411)。

7.根据权利要求1所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述机器人侧模块(1)位于凸块(3)一侧的壁面上设置有定位杆(11)，所述定位杆(11)围绕凸块(3)设置有多个，所述工具侧模块(2)上设置有供定位杆(11)插入的定位孔(24)。

8.根据权利要求5所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述螺纹杆(23)位于穿孔(22)外的一端设置有转动把手(231)。

9.根据权利要求1所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述机器人侧模块(1)上围绕凸块(3)的圆周设置有若干第一螺孔(12)，所述工具侧模块(2)上围绕插孔(21)设置有若干与第一螺孔(12)相配的第二螺孔(25)，每个所述第一螺孔(12)与第二螺孔(25)之间均穿设有连接螺栓(5)。

10.根据权利要求3所述的自动工具交换装置，其特征在于，所述倾斜斜面(41)上涂覆有特氟龙。