CN112518392A - 一种用于操作刀片转位的机械手装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于操作刀片转位的机械手装置，涉及自动换刀领域，包括直流电机和收容仓，所述直流电机位于所述收容仓的上方；所述收容仓与所述收容仓支架之间设置有回复弹簧；所述收容仓包括上端盖、收容仓主体、外环、主弹簧和螺丝刀，所述收容仓主体的上下两端分别插入到所述上端盖和所述外环中，并且所述收容仓主体能够所述上端盖和所述外环中滑动；所述主弹簧和所述螺丝刀设置在所述上端盖内，所述螺丝刀套在所述主弹簧内；在所述收容仓主体与所述外环之间设置有外环预紧弹簧。本发明可以通过控制完成刀具的拆卸和安装，使数控车间在换刀方面解放人力，从机床换刀方面使传统车间向无人化智能制造车间更迈进一步。

Description

一种用于操作刀片转位的机械手装置
技术领域
本发明涉及自动换刀领域，具体涉及一种用于操作刀片转位的机械手装置。
背景技术
自动换刀系统是指实现零件工序之间连续加工的换刀要求的加工装置。自动换刀系统由刀库和换刀装置组成。其中，应用最为广泛的自动换刀系统主要有三种类型，分别是转塔式换刀系统、带盘式刀库的主轴直接换刀系统和带链式刀库的换刀机械手换刀系统。而刀库可以是立式的，也可以是卧式的。
目前数控加工中心的自动换刀装置虽然可以实现加工过程中不同阶段所用刀具的切换，但是刀具上所安装的刀片磨损达到一定程度，仍然需要人工通过工具将刀片拆卸下来然后将新的刀片换上。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明提供一种用于操作刀片转位的机械手装置，它可以通过控制完成刀具的拆卸和安装，使数控车间在换刀方面解放人力，从机床换刀方面使传统车间向无人化智能制造车间更迈进一步。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于操作刀片转位的机械手装置，包括直流电机和收容仓，所述直流电机位于所述收容仓的上方；所述收容仓与所述收容仓支架之间设置有回复弹簧；所述收容仓包括上端盖、收容仓主体、外环、主弹簧和螺丝刀，所述收容仓主体的上下两端分别插入到所述上端盖和所述外环中，并且所述收容仓主体能够所述上端盖和所述外环中滑动；所述主弹簧和所述螺丝刀设置在所述上端盖内，所述螺丝刀套在所述主弹簧内，并且所述主弹簧的两端分别与所述螺丝刀的尾部和所述收容仓主体相接触；在所述收容仓主体与所述外环之间设置有外环预紧弹簧。
进一步地，所述外环的内部设置有可旋转的仓门挡板，所述仓门挡板与所述外环之间设置有扭转弹簧。
进一步地，所述直流电机的输出轴与所述螺丝刀的尾部相连。
进一步地，所述主弹簧与所述收容仓主体之间通过深沟球轴承相连接，所述主弹簧与所述螺丝刀的尾部之间通过推力球轴承相连接。
进一步地，所述主弹簧的弹簧刚度大于所述回复弹簧和所述外圈预紧弹簧的弹簧刚度。
进一步地，所述直流电机和所述收容仓都安装在支撑架上，所述支撑架上还安装有丝杠和滑轨支架。
进一步地，所述直流电机通过丝杠滑台固定在所述支撑架上。
进一步地，所述收容仓通过收容仓支架设置在所述滑轨支架的滑轨上。
更进一步地，所述回复弹簧的两端分别与所述收容仓和所述收容仓支架相连接。
本发明采用收容仓对螺丝刀进行收纳，在需要拆卸螺钉时，用直流电机挤压螺丝刀以接触螺钉，并通过直流电机旋转螺丝刀拆卸螺钉，进而实现了刀具的自动拆卸和安装，不需要人工进行操作。
附图说明
图1是本发明的用于操作刀片转位的机械手装置的结构示意图。
图2是本发明的用于操作刀片转位的机械手装置的收容仓的结构示意图。
图中符号说明：1、直流电机；2、滑轨；3、收容仓支架；4、回复弹簧；5、收容仓；6、抓取手指；7、辅助推力手指；8、滑轨支架；9、支撑架；10、丝杠滑台；5-1、上端盖；5-2、收容仓主体；5-3、外环预紧弹簧；5-4、仓门挡板；5-5、外环；5-6、深沟球轴承；5-7、主弹簧；5-8、螺丝刀；5-9、推力球轴承。
具体实施方式
下面用最佳的实施例对本发明做详细的说明。
如图1-2所示，本发明的一种用于操作刀片转位的机械手装置，包括直流电机1、收容仓5、抓取手指6和辅助推力手指7。直流电机1、收容仓5、抓取手指6和辅助推力手指7都安装在支撑架9上。支撑架9上还安装有丝杠和滑轨支架8。
直流电机1安装于丝杠滑台10上，具体地，丝杠滑台10套设在支撑架9的丝杠上，丝杠滑台10是方形且侧面与支撑架有竖向背面配合，随着丝杠的旋转，丝杠滑台10能够沿着丝杠上下移动，进而带动直流电机1上下移动。
收容仓5固定于收容仓支架3，收容仓支架3与滑轨2配合，滑轨2固定于滑轨支架8上，收容仓5设置在直流电机1的可旋转的输出轴的下方。收容仓5能够沿着滑轨支架8的滑轨2上下滑动，并且其滑动范围始终位于在直流电机1的下方。
抓取手指6和辅助推力手指7设置在收容仓5的下方，并且设置成抓取手指6所抓取的刀具位于收容仓5下方开口的正下方，辅助推力手指7位于多个抓取手指6中心位置并且能够推动抓取手指6所抓取的刀具。
收容仓5与收容仓支架3之间设置有回复弹簧4，回复弹簧4的两端分别连接收容仓5和收容仓支架3，使得在直流电机1向下的推动力的作用下，收容仓5能够总体下移，并且在直流电机1向上移动时，在回复弹簧4的回复力的作用下，收容仓5能够总体上移。
收容仓5包括上端盖5-1、收容仓主体5-2、外环5-5、主弹簧5-7和螺丝刀5-8。
上端盖5-1为圆筒形结构，其位于直流电机1的输出轴的下方，并且其内部套设有螺丝刀5-8和套装于螺丝刀外面的主弹簧5-7，螺丝刀5-8的尾部能够通过上端盖5-1上方的开口与直流电机1的输出轴相连，使得直流电机1能够驱动螺丝刀5-8进行旋转，进而用于拆卸刀具上的螺钉。螺丝刀5-8的头部具有磁性，可以在拆卸完刀具的螺钉后，将螺钉吸附在螺丝刀5-8上。
收容仓主体5-2为圆筒形结构，其中间部分设置有向外的凸起，并且设置成凸起上方的圆筒形结构插入到上端盖5-1的内部，并且可以在上端盖5-1的内部上下滑动。主弹簧5-7的两端分别抵靠在螺丝刀5-8的尾部和收容仓主体5-2上，螺丝刀在直流电机1下压力的作用下，可以从上端盖5-1深入到收容仓主体5-2中。主弹簧5-7与收容仓主体5-2之间通过深沟球轴承5-6相连接，主弹簧5-7与螺丝刀5-8的尾部之间通过推力球轴承5-9相连接。深沟球轴承5-6和推力球轴承5-9能够起到润滑的作用，使得螺丝刀5-8能够在承受直流电机1的向下的推力时还能够自由旋转。
外环5-5设置在收容仓主体5-2的下方，并为套设在收容仓主体5-2凸起下方的圆筒形结构的外面，使得外环5-5能够沿着收容仓主体5-2上下滑动。在收容仓主体5-2的凸起下方的圆筒形结构外设置有外环预紧弹簧5-3，其两端分别接触收容仓主体5-2的凸起和外环5-5。外环5-5的内部设置有可旋转的仓门挡板5-4，仓门挡板5-4与外环5-5之间的连接轴上设置有扭转弹簧，仓门挡板5-4自收容仓主体5-2侧边孔槽伸至收容仓主体5-2内；以上结构使得在外环5-5向上移动时，由于收容仓主体5-2的下端的推动而打开仓门挡板5-4，进而打开螺丝刀5-8下移的开口，并且在外环5-5向下移动时，由于离开收容仓主体5-2在自身的扭转弹簧的作用下而关闭仓门挡板5-4。
主弹簧5-7的弹簧刚度大于回复弹簧4和外圈预紧弹簧5-3的弹簧刚度，使得直流电机1在向下压收容仓5的过程中，回复弹簧4与预紧弹簧5-3先被压缩，回复弹簧4被压缩使收容仓5整体下降，然后外环5-5与待拆卸的刀片表面接触；之后外环预紧弹簧5-3被压缩，外环5-5相对于收容仓主体5-2上移，导致仓门挡板5-4与收容仓主体5-2的下端接触，使得仓门挡板5-4向下旋转并打开螺丝刀5-8移除的开口，实现仓门的打开；当两弹簧（回复弹簧4和外圈预紧弹簧5-3）压缩到一定程度，主弹簧5-7会被压缩从而实现螺丝刀5-8的下降，在直流电机1的旋转下实现螺钉的拆卸，当拆卸完毕后收容仓5以上述相反的流程上升，仓门关闭，并在磁力的作用下将螺钉保留在收容仓5中。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于操作刀片转位的机械手装置，包括直流电机和收容仓，所述直流电机位于所述收容仓的上方；其特征在于，所述收容仓与所述收容仓支架之间设置有回复弹簧；所述收容仓包括上端盖、收容仓主体、外环、主弹簧和螺丝刀，所述收容仓主体的上下两端分别插入到所述上端盖和所述外环中，并且所述收容仓主体能够所述上端盖和所述外环中滑动；所述主弹簧和所述螺丝刀设置在所述上端盖内，所述螺丝刀套在所述主弹簧内，并且所述主弹簧的两端分别与所述螺丝刀的尾部和所述收容仓主体相接触；在所述收容仓主体与所述外环之间设置有外环预紧弹簧。
2.根据权利要求1所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述外环的内部设置有可旋转的仓门挡板，所述仓门挡板与所述外环之间设置有扭转弹簧。
3.根据权利要求1所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述直流电机的输出轴与所述螺丝刀的尾部相连。
4.根据权利要求1所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述主弹簧与所述收容仓主体之间通过深沟球轴承相连接，所述主弹簧与所述螺丝刀的尾部之间通过推力球轴承相连接。
5.根据权利要求1所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述主弹簧的弹簧刚度大于所述回复弹簧和所述外圈预紧弹簧的弹簧刚度。
6.根据权利要求1所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述直流电机和所述收容仓都安装在支撑架上，所述支撑架上还安装有丝杠和滑轨支架。
7.根据权利要求6所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述直流电机通过丝杠滑台固定在所述支撑架上。
8.根据权利要求6所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述收容仓通过收容仓支架设置在所述滑轨支架的滑轨上。
9.根据权利要求8所述的用于操作刀片转位的机械手装置，其特征在于，所述回复弹簧的两端分别与所述收容仓和所述收容仓支架相连接。
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