CN109719551A - 快拆装刀具结构及智能加工机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快拆装刀具结构及智能加工机器人，涉及智能加工机器人刀具切换的技术领域，包括固定部、传动轴总成和刀具总成；通过传动轴总成和刀具总成均设置于固定部内的容置腔，传动轴总成与固定部的内壁连接，传动轴总成可相对于固定部转动，传动轴总成的一端伸出固定部与外部驱动轴传动连接，外部驱动轴带动传动轴总成相对于固定部转动，刀具总成与传动轴总成远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，传动轴总成用于带动刀具总成转动，缓解了刀具与主轴之间连接结构复杂，刀具拆装效率低的技术问题，实现了简化刀具与主轴之间的连接结构，刀具拆装高效的技术效果。

Description

快拆装刀具结构及智能加工机器人

技术领域

本发明涉及智能加工机器人的刀具切换领域，尤其是涉及一种快拆装刀具结构及智能加工机器人。

背景技术

智能加工机器人的自动换刀系统是一种为实现零件工序之间连续加工的换刀装置；随着对加工效率要求的提高，智能加工机器人的自动换刀系统逐渐替换了传统的手动换刀方法；其中，对自动换刀系统的性能有显著影响的是刀具和主轴之间的连接结构，即刀具能否高效的与主轴之间实现快速拆装及可靠的与主轴连接。

目前智能加工机器人的自动换刀系统多采用转塔式换刀系统、带盘式刀库的直接换刀系统和带链式刀库的机械手换刀系统，以上换刀系统刀具和主轴之间多通过台阶法兰面或多边形槽体相互配合，且主轴内设置有对刀具加紧用的碟簧或柱塞缸，以防止刀具的脱落。

但是，主轴与刀具之间的连接结构复杂，使用成本高，刀具与主轴之间拆装效率低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快拆装刀具结构及智能加工机器人，以缓解了刀具与主轴之间连接结构复杂，刀具拆装效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的快拆装刀具结构，包括固定部、传动轴总成和刀具总成；

固定部内设置有容置腔，传动轴总成和刀具总成均设置于容置腔内，传动轴总成与固定部的内壁连接，传动轴总成与固定部转动连接，传动轴总成的一端伸出固定部，并与外部驱动轴传动连接，以使外部驱动轴带动传动轴总成相对于固定部转动；

刀具总成与传动轴总成远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，传动轴总成用于带动刀具总成转动。

进一步的，传动轴总成包括轴承、传动轴主体和啮合部；

轴承、传动轴主体和啮合部均设置于容置腔内，传动轴主体通过轴承与固定部的内壁连接，传动轴主体的一端伸出固定部，并与外部驱动轴传动连接，以使外部驱动轴带动传动轴主体相对于固定部转动；

啮合部与传动轴主体远离外部驱动轴的一端连接，刀具总成与啮合部远离传动轴主体的一端可拆卸连接，传动轴主体通过啮合部带动刀具总成转动。

进一步的，啮合部靠近传动轴主体的一端设置有限位孔，啮合部远离传动轴主体的一端设置有卡槽，刀具总成依次伸入到卡槽和限位孔内，啮合部通过卡槽带动刀具总成转动，限位孔用于限制刀具总成相对于啮合部移动。

进一步的，刀具总成包括连接部和刀具主体；

连接部上设置有通孔，刀具主体穿过通孔，并与连接部连接，连接部伸入到卡槽内，啮合部通过卡槽带动连接部转动，以使连接部带动刀具主体转动，刀具主体的一端伸入到限位孔内，以限制刀具主体相对于啮合部移动。

进一步的，连接部上设置有多个限位部；

多个限位部均与连接部的外表面连接，多个限位部伸入到多个卡槽内，啮合部通过限位部和卡槽的配合带动刀具主体转动。

进一步的，刀具总成还包括永磁铁；

永磁铁设置于连接部靠近啮合部的一端，永磁铁与连接部连接，永磁铁用于将连接部带动刀具主体吸附于啮合部上。

进一步的，固定部包括固定主体、轴承盖和压紧法兰；

固定主体的一端与轴承盖连接，另一端与压紧法兰连接，固定主体内设置有容置腔，传动轴总成与固定主体的内壁连接，传动轴总成的一端伸出轴承盖与外部驱动轴连接，以使外部驱动轴带动传动轴总成相对于固定主体转动。

进一步的，轴承包括第一轴承和第二轴承；

第一轴承设置于传动轴主体远离啮合部的一端，第二轴承设置于第一轴承与啮合部之间，第一轴承和第二轴承均套设于传动轴主体上，传动轴主体通过第一轴承和第二轴承与固定部的内壁连接。

进一步的，快拆装刀具结构还包括锁止螺母；

锁止螺母设置于传动轴主体靠近第一轴承的一端，锁止螺母与传动轴主体连接，锁止螺母用于限制第一轴承的移动。

本发明提供的智能加工机器人，包括快拆装刀具结构。

结合以上技术方案，本发明达到的有益效果在于：

本发明提供的快拆装刀具结构，包括固定部、传动轴总成和刀具总成；固定部内设置有容置腔，传动轴总成和刀具总成均设置于容置腔内，传动轴总成与固定部的内壁连接，传动轴总成可相对于固定部转动，传动轴总成的一端伸出固定部与外部驱动轴传动连接，以使外部驱动轴带动传动轴总成相对于固定部转动；刀具总成与传动轴总成远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，传动轴总成用于带动刀具总成转动；通过传动轴总成和刀具总成均设置于固定部内的容置腔，传动轴总成与固定部的内壁连接，传动轴总成可相对于固定部转动，传动轴总成的一端伸出固定部与外部驱动轴传动连接，外部驱动轴带动传动轴总成相对于固定部转动，刀具总成与传动轴总成远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，传动轴总成用于带动刀具总成转动，缓解了刀具与主轴之间连接结构复杂，刀具拆装效率低的技术问题，实现了简化刀具与主轴之间的连接结构，刀具拆装高效的技术效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的快拆装刀具结构的爆炸图；

图2为本发明实施例提供的快拆装刀具结构的整体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的快拆装刀具结构的整体剖视结构图；

图4为本发明实施例提供的快拆装刀具结构中的传动轴总成的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的快拆装刀具结构中的刀具总成的结构示意图。

图标：100-固定部；110-固定主体；120-轴承盖；130-压紧法兰；200-传动轴总成；210-第一轴承；220-第二轴承；230-传动轴主体；240-啮合部；250-限位孔；260-卡槽；300-刀具总成；310-连接部；311-限位部；320-刀具主体；330-永磁铁；400-锁止螺母。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本实施例提供的快拆装刀具结构的爆炸图；图2为本实施例提供的快拆装刀具结构的整体结构示意图；图3为本实施例提供的快拆装刀具结构的整体剖视结构图；图4为本实施例提供的快拆装刀具结构中的传动轴总成的结构示意图；图5为本实施例提供的快拆装刀具结构中的刀具总成的结构示意图。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种快拆装刀具结构，包括固定部100、传动轴总成200和刀具总成300；固定部100内设置有容置腔，传动轴总成200和刀具总成300均设置于容置腔内，传动轴总成200与固定部100的内壁连接，传动轴总成200与固定部100转动连接，传动轴总成200的一端伸出固定部100，并与外部驱动轴传动连接，以使外部驱动轴带动传动轴总成200相对于固定部100转动；刀具总成300与传动轴总成200远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，传动轴总成200用于带动刀具总成300转动。

具体的，固定部100内设置有容置腔，传动轴总成200和刀具总成300均设置于容置腔内，传动轴总成200与固定部100的内壁连接，传动轴总成200可再容置腔内转动，传动轴总成200的一端伸出固定部100与外部驱动轴连接，更为具体的，外部驱动轴可为智能加工机器人的主轴，刀具总成300与传动轴远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，外部驱动轴带动传动轴总成200，进而带动刀具总成300相对于固定部100转动。

本发明提供的快拆装刀具结构，包括固定部100、传动轴总成200和刀具总成300；固定部100内设置有容置腔，传动轴总成200和刀具总成300均设置于容置腔内，传动轴总成200与固定部100的内壁连接，传动轴总成200与固定部100转动连接，传动轴总成200的一端伸出固定部100，并与外部驱动轴传动连接，以使外部驱动轴带动传动轴总成200相对于固定部100转动；刀具总成300与传动轴总成200远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，传动轴总成200用于带动刀具总成300转动；通过传动轴总成200和刀具总成300均设置于固定部100内的容置腔，传动轴总成200与固定部100的内壁连接，传动轴总成200可相对于固定部100转动，传动轴总成200的一端伸出固定部100与外部驱动轴传动连接，外部驱动轴带动传动轴总成200相对于固定部100转动，刀具总成300与传动轴总成200远离外部驱动轴的一端可拆卸连接，传动轴总成200用于带动刀具总成300转动，缓解了刀具与主轴之间连接结构复杂，刀具拆装效率低的技术问题，实现了简化刀具与主轴之间的连接结构，刀具拆装高效的技术效果。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例提供的快拆装刀具结构中的传动轴总成200包括轴承、传动轴主体230和啮合部240；轴承、传动轴主体230和啮合部240均设置于容置腔内，传动轴主体230通过轴承与固定部100的内壁连接，传动轴主体230的一端伸出固定部100，并与外部驱动轴传动连接，以使外部驱动轴带动传动轴主体230相对于固定部100转动；啮合部240与传动轴主体230远离外部驱动轴的一端连接，刀具总成300与啮合部240远离传动轴主体230的一端可拆卸连接，传动轴主体230通过啮合部240带动刀具总成300转动。

其中，轴承包括第一轴承210和第二轴承220；第一轴承210设置于传动轴主体230远离啮合部240的一端，第二轴承220设置于第一轴承210与啮合部240之间，第一轴承210和第二轴承220均套设于传动轴主体230上，传动轴主体230通过第一轴承210和第二轴承220与固定部100的内壁连接。

具体的，如图3所示，传动轴总成200包括轴承、传动轴主体230和啮合部240，其中，轴承包括第一轴承210和第二轴承220，第一轴承210设置于传动轴主体230远离啮合部240的一端，第二轴承220设置于第一轴承210与啮合部240之间，第一轴承210和第二轴承220均套设于传动轴主体230上，且第一轴承210和第二轴承220的内圈均与传动轴主体230过盈配合，传动轴主体230通过第一轴承210和第二轴承220与固定部100的内壁连接，更进一步的，第一轴承210和第二轴承220的外圈可通过轴承套与固定部100的内壁连接；啮合部240与传动轴主体230远离外部驱动轴的一端连接，较为优先的，传动轴主体230与啮合部240一体成型，传动轴主体230的一端伸出固定部100通过齿轮与外部驱动轴连接，刀具总成300与啮合部240远离传动轴主体230的一端可拆卸连接，外部驱动轴带动传动轴主体230相对于固定部100转动，传动轴主体230通过啮合部240带动刀具总成300共同转动。

进一步的，啮合部240靠近传动轴主体230的一端设置有限位孔250，啮合部240远离传动轴主体230的一端设置有卡槽260，刀具总成300依次伸入到卡槽260和限位孔250内，啮合部240通过卡槽260带动刀具总成300转动，限位孔250用于限制刀具总成300相对于啮合部240移动。

具体的，如图4所示，啮合部240靠近传动轴主体230的一端设置有限位孔250，啮合部240远离传动轴主体230的一端设置有卡槽260，卡槽260设置为U型凹槽，且卡槽260设置为多个，更为具体的，本实施例提供的快拆装刀具结构中的卡槽260设置为六个，相邻两个卡槽260之间的夹角均为60°，限位孔250的入口和卡槽260的开口处均设置有圆角，圆角可为刀具总成300伸入到卡槽260和限位孔250的过程中提供导向作用；刀具主体320依次深入到卡槽260和限位孔250内，啮合部240通过刀具总成300和卡槽260的配合作用将传动轴主体230一端的扭矩传递至刀具总成300，以带动刀具总成300转动，限位孔250用于限制刀具总成300相对于啮合部240移动，保证了啮合部240所在轴线和刀具总成300所在轴线共线。

进一步的，刀具总成300包括连接部310和刀具主体320；连接部310上设置有通孔，刀具主体320穿过通孔，并与连接部310连接，连接部310伸入到卡槽260内，啮合部240通过卡槽260带动连接部310转动，以使连接部310带动刀具主体320转动，刀具主体320的一端伸入到限位孔250内，以限制刀具主体320相对于啮合部240移动。

具体的，刀具总成300包括连接部310和刀具主体320，连接部310设置为圆柱体，圆柱体的中心设置有通孔，刀具主体320的一端穿过通孔，刀具主体320通过过盈配合与连接部310连接，连接部310深入到卡槽260内，啮合部240通过卡槽260带动连接部310转动，以使连接部310带动刀具主体320转动，刀具主体320的一端伸入到限位孔250内，以限制刀具主体320相对于啮合部240的移动，保证了刀具主体320所在轴线与啮合部240所在轴线共线。

进一步的，连接部310上设置有多个限位部311；多个限位部311均与连接部310的外表面连接，多个限位部311伸入到多个卡槽260内，啮合部240通过限位部311和卡槽260的配合带动刀具主体320转动。

具体的，如图5所示，连接部310上设置有多个限位部311，本实施例中，限位部311的数量设置为两个，两个限位部311与连接部310的外表面连接，两个限位部311之间夹角为180°，较佳的，限位部311和连接部310一体成型，两个限位部311分别深入到两个卡槽260内，啮合部240通过限位部311和卡槽260之间的配合带动刀具主体320转动。

进一步的，刀具总成300还包括永磁铁330；永磁铁330设置于连接部310靠近啮合部240的一端，永磁铁330与连接部310连接，永磁铁330用于将连接部310带动刀具主体320吸附于啮合部240上。

具体的，刀具总成300还包括永磁铁330，较为优先的，永磁铁330设置为钕铁硼强力磁铁，永磁铁330设置于连接部310靠近啮合部240的一端，永磁铁330通过粘接的方式与连接部310连接，永磁铁330用于将连接部310带动刀具主体320整体吸附在啮合部240上，使得啮合部240与刀具总成300之间连接可靠且便于拆装。

本实施例提供的快拆装刀具结构，通过第一轴承210和第二轴承220的内圈均与传动轴主体230过盈配合，第一轴承210和第二轴承220的外圈可通过轴承套与固定部100的内壁连接，啮合部240与传动轴主体230远离外部驱动轴的一端连接，啮合部240远离传动轴主体230的一端设置有多个卡槽260，连接部310上设置有多个限位部311，刀具主体320的一端伸入到限位孔250内，啮合部240通过限位部311和卡槽260的配合带动刀具主体320转动，多个限位部311对应深入到多个卡槽260内，保证了刀具主体320所在轴线与啮合部240所在轴线共线，永磁铁330设置于连接部310靠近啮合部240的一端，永磁铁330用于将连接部310带动刀具主体320整体吸附在啮合部240上，实现了传动轴总成200和刀具总成300之间拆装便捷，保证了传动轴总成200和总局总成之间的可靠传动，简化了智能加工机器人刀具与主轴之间的连接结构。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例提供的快拆装刀具结构中的固定部100包括固定主体110、轴承盖120和压紧法兰130；固定主体110的一端与轴承盖120连接，另一端与压紧法兰130连接，固定主体110内设置有容置腔，传动轴总成200与固定主体110的内壁连接，传动轴总成200的一端伸出轴承盖120与外部驱动轴连接，以使外部驱动轴带动传动轴总成200相对于固定主体110转动。

具体的，固定部100包括固定主体110、轴承盖120和压紧法兰130，轴承盖120通过螺栓与固定主体110靠近第一轴承210的一端连接，压紧法兰130通过螺栓与固定部100靠近刀具主体320的一端连接，固定主体110内设置有容置传动轴总成200和刀具总成300的容置腔，传动轴总成200与固定主体110的内壁连接，传动轴总成200的一端伸出轴承盖120与外部驱动轴连接，外部驱动轴带动传动轴主体230进而带动刀具总成300相对于固定主体110转动。

进一步的，快拆装刀具结构还包括锁止螺母400；锁止螺母400设置于传动轴主体230靠近第一轴承210的一端，锁止螺母400与传动轴主体230连接，锁止螺母400用于限制第一轴承210的移动。

具体的，传动轴主体230靠近第一轴承210的一端设置有外螺纹，锁止螺母400套设于传动轴主体230靠近第一轴承210的一端，锁止螺母400用于限制第一轴承210沿传动轴主体230的轴向移动。

本实施例提供的快拆装刀具结构，通过固定主体110的两端分别与轴承盖120和压紧法兰130连接，锁止螺母400与传动轴主体230靠近第一轴承210的一端连接，限制了第一轴承210沿传动轴主体230的轴向移动，使得本实施例提供的快拆装刀具结构功能更加可靠。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的智能加工机器人，包括快拆装刀具结构。

本实施例提供的智能加工机器人，结合上述实施例提供的快拆装刀具结构可完成刀具的自动装夹；具体的，当智能加工机器人发出指令后，驱动电机驱动微型多轴联动模块使智能加工机器人的主轴刀具装夹机构对准刀库中的刀具总成300，主轴下移，限位孔250和卡槽260的入口圆角的导向作用使得限位部311和刀具主体320分别滑入到卡槽260和限位孔250内，实现了刀具总成300与主轴装夹机构内的传动轴总成200通过啮合部240上的卡槽260和连接部310上的限位部311相配合，智能加工机器人上的刀库夹紧机构停止对刀具总成300的加紧作用，主轴上移，永磁铁330将刀具总成300吸附于传动轴总成200上，传动轴总成200配合智能加工机器人的导向限位机构一起移动，以完成刀具的自动装夹。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种快拆装刀具结构，其特征在于，包括：固定部、传动轴总成和刀具总成；

所述固定部内设置有容置腔，所述传动轴总成和刀具总成均设置于所述容置腔内，所述传动轴总成与所述固定部的内壁连接，所述传动轴总成与所述固定部转动连接，所述传动轴总成的一端伸出所述固定部，并与外部驱动轴传动连接，以使所述外部驱动轴带动所述传动轴总成相对于所述固定部转动；

所述刀具总成与所述传动轴总成远离所述外部驱动轴的一端可拆卸连接，所述传动轴总成用于带动所述刀具总成转动。

2.根据权利要求1所述的快拆装刀具结构，其特征在于，所述传动轴总成包括轴承、传动轴主体和啮合部；

所述轴承、所述传动轴主体和所述啮合部均设置于所述容置腔内，所述传动轴主体通过所述轴承与所述固定部的内壁连接，所述传动轴主体的一端伸出所述固定部，并与所述外部驱动轴传动连接，以使所述外部驱动轴带动所述传动轴主体相对于所述固定部转动；

所述啮合部与所述传动轴主体远离所述外部驱动轴的一端连接，所述刀具总成与所述啮合部远离所述传动轴主体的一端可拆卸连接，所述传动轴主体通过所述啮合部带动所述刀具总成转动。

3.根据权利要求2所述的快拆装刀具结构，其特征在于，所述啮合部靠近所述传动轴主体的一端设置有限位孔，所述啮合部远离所述传动轴主体的一端设置有卡槽，所述刀具总成依次伸入到所述卡槽和所述限位孔内，所述啮合部通过所述卡槽带动所述刀具总成转动，所述限位孔用于限制所述刀具总成相对于所述啮合部移动。

4.根据权利要求3所述的快拆装刀具结构，其特征在于，所述刀具总成包括连接部和刀具主体；

所述连接部上设置有通孔，所述刀具主体穿过所述通孔，并与所述连接部连接，所述连接部伸入到所述卡槽内，所述啮合部通过所述卡槽带动所述连接部转动，以使所述连接部带动所述刀具主体转动，所述刀具主体的一端伸入到所述限位孔内，以限制所述刀具主体相对于所述啮合部移动。

5.根据权利要求4所述的快拆装刀具结构，其特征在于，所述连接部上设置有多个限位部；

多个所述限位部均与所述连接部的外表面连接，多个所述限位部伸入到多个所述卡槽内，所述啮合部通过所述限位部和所述卡槽的配合带动所述刀具主体转动。

6.根据权利要求5所述的快拆装刀具结构，其特征在于，所述刀具总成还包括永磁铁；

所述永磁铁设置于所述连接部靠近所述啮合部的一端，所述永磁铁与所述连接部连接，所述永磁铁用于将所述连接部带动所述刀具主体吸附于所述啮合部上。

7.根据权利要求1所述的快拆装刀具结构，其特征在于，所述固定部包括固定主体、轴承盖和压紧法兰；

所述固定主体的一端与所述轴承盖连接，另一端与所述压紧法兰连接，所述

固定主体内设置有所述容置腔，所述传动轴总成与所述固定主体的内壁连接，所述传动轴总成的一端伸出所述轴承盖与所述外部驱动轴连接，以使所述外部驱动轴带动所述传动轴总成相对于所述固定主体转动。

8.根据权利要求2所述的快拆装刀具结构，其特征在于，所述轴承包括第一轴承和第二轴承；

所述第一轴承设置于所述传动轴主体远离所述啮合部的一端，所述第二轴承设置于所述第一轴承与啮合部之间，所述第一轴承和所述第二轴承均套设于所述传动轴主体上，所述传动轴主体通过所述第一轴承和所述第二轴承与所述固定部的内壁连接。

9.根据权利要求8所述的快拆装刀具结构，其特征在于，还包括锁止螺母；

所述锁止螺母设置于所述传动轴主体靠近所述第一轴承的一端，所述锁止螺母与所述传动轴主体连接，所述锁止螺母用于限制所述第一轴承的移动。

10.一种智能加工机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的快拆装刀具结构。