CN113927347A - 一种hsk刀柄抓取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种HSK刀柄抓取装置，属于数控机床刀柄自动抓取技术领域，包括壳体，壳体的后壁固定安装有动力机构，动力机构的输出端固定安装有蜗杆，壳体的内腔前侧转动装配有与蜗杆啮合的内锥面锯齿形螺纹蜗轮，内限位的锥形面均匀开设有导向槽，每个导向槽内移动装配有与内锥面锯齿形螺纹蜗轮螺接的夹指结构，本发明采用蜗轮蜗杆机构和锥面锯齿形螺纹啮合机构，可以实现抓取装置的快速响应及准确定位，各零部件采用高耐磨性的材质，可以做到无尘，环保，高使用寿命等优势，电机采用伺服电机，达到精准速度控制和力矩反馈，此外，可以根据实际要求改变此抓取装置的电机扭矩、壳体大小和夹指宽度规格等参数，令其适应不同规格刀柄的抓取需求。
Description
技术领域
本发明属于数控机床刀柄自动抓取技术领域，特别提供了一种HSK刀柄抓取装置。
背景技术
目前，我国机械加工行业发展迅猛，尤其是数控机床加工领域，各大品牌机床被广泛应用，其中德国品牌机床占有量相对较大，并且HSK系列刀柄在机床上的应用尤为广泛。市场上很多机床内部刀库是采用卡紧HSK刀柄颈部进行固定定位，这样方式固定既方便机床内部刀库构造，也方便人工对机床刀库上下刀柄。但是这仅仅适用于人机结合的传统生产加工制造方式，满足不了自动化上下刀的生产，及自动化无人生产线的生产需求，若在自动化无人生产中使用以往的固定方式，存在抓取困难，定位不准的难题，因此需要一种定位准确，且便于自动抓取刀柄的装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种HSK刀柄抓取装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种HSK刀柄抓取装置，包括壳体，所述壳体的上壁通过螺钉固定安装有顶盖，所述壳体的下壁通过螺钉固定安装有导向底座，所述壳体的后壁固定安装有动力机构，所述动力机构的输出端固定安装有蜗杆，所述壳体的内腔后侧开设有圆柱槽，且蜗杆装配于圆柱槽内，所述壳体的内腔前侧转动装配有与蜗杆啮合的内锥面锯齿形螺纹蜗轮，所述顶盖的下壁通过螺钉固定安装有内限位，且内限位的外周面下侧为锥形面，所述内限位的锥形面均匀开设有导向槽，每个所述导向槽内移动装配有与内锥面锯齿形螺纹蜗轮螺接的夹指结构；
所述夹指结构包括夹指，所述夹指的外壁上端开设有锯齿形螺纹，且锯齿形螺纹与内锥面锯齿形螺纹蜗轮内壁的螺纹螺接，所述夹指的外壁下端固定安装有顶块。
进一步地，所述导向底座的内侧壁均匀开设有与夹指结构相匹配的限位槽。
进一步地，所述夹指与导向槽、限位槽均为间隙配合，所述锯齿形螺纹与内锥面锯齿形螺纹蜗轮内壁的螺纹为间隙配合。
进一步地，所述顶块的上表面外端设置有与HSK刀柄内壁倾斜阶梯面相匹配的斜面。
进一步地，所述动力机构包括电机和联轴器，且联轴器分别与电机的输出端、蜗杆的一端连接，所述电机为伺服电机。
进一步地，所述内锥面锯齿形螺纹蜗轮的下表面一体成型有第一环形凸起，且第一环形凸起与壳体内壁下端之间装配有第一深沟球轴承，所述内锥面锯齿形螺纹蜗轮的上表面一体成型有第二环形凸起，所述内限位的外周面上端一体成型有环，且第二环形凸起与环之间装配有推力轴承。
进一步地，所述蜗杆的两端外周面分别与壳体内腔后侧的内壁之间装配有第二深沟球轴承和第三深沟球轴承。
进一步地，所述壳体的右壁通过螺钉固定安装有外部连接件。
使用本发明的有益效果是：
本发明采用蜗轮蜗杆机构和锥面锯齿形螺纹啮合机构，可以实现抓取装置的快速响应及准确定位，各零部件采用高耐磨性的材质，可以做到无尘，环保，高使用寿命等优势，电机采用伺服电机，达到精准速度控制和力矩反馈，导向底座、夹指结构和内限位采用优质钢材并配合高精度的加工工艺制作和规范的热处理工艺，保证高硬度，高精度、高耐磨性及优质防腐性能；
本发明各个部件之间，配合机加件的限位槽，定位销，平键，螺接等结构上的设计，能够实现良好的防松，定位，紧固等机械性能，达到超高的使用寿命；
本发明可以根据实际要求增大或减小此刀柄抓取装置的电机扭矩、壳体大小和夹指宽度规格等参数，保证其适应不同规格刀柄的抓取需求。
附图说明
图1为本发明的主视局剖图。
图2为本发明的俯视局剖图。
图3为本发明导向底座的俯视图。
附图标记包括：1、壳体，2、顶盖，3、导向底座，4、动力机构，41、电机，42、联轴器，5、蜗杆，6、内锥面锯齿形螺纹蜗轮，7、内限位，8、导向槽，9、夹指结构，91、夹指，92、锯齿形螺纹，93、顶块，10、限位槽，11、第一深沟球轴承，12、推力轴承，13、第二深沟球轴承，14、第三深沟球轴承，15、外部连接件，16、圆柱槽。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
参照图1至图3，一种HSK刀柄抓取装置，包括壳体1，壳体1需要精加工内孔和轴承孔内锥面，壳体1的上壁通过螺钉固定安装有顶盖2，壳体1的下壁通过螺钉固定安装有导向底座3，对HSK刀柄固定时，刀柄的上端贴合于导向底座3的下表面；
壳体1的后壁固定安装有动力机构4，动力机构4的输出端固定安装有蜗杆5，动力机构4运行带动蜗杆5转动，壳体1的内腔后侧开设有圆柱槽16，且蜗杆5装配于圆柱槽16内，壳体1的内腔前侧转动装配有与蜗杆5啮合的内锥面锯齿形螺纹蜗轮6，内锥面锯齿形螺纹蜗轮6需要精加工外圆，且内锥面按照国标要求加工成锥面锯齿状螺纹，蜗杆5和内锥面锯齿形螺纹蜗轮6齿面需要进行热处理，蜗杆5转动带动内锥面锯齿形螺纹蜗轮6转动；
顶盖2的下壁通过螺钉固定安装有内限位7，导向底座3和内限位7需要进行精密加工，内限位7上表面开设有空槽，用于减轻重量，且内限位7的外周面下侧为锥形面，内限位7的锥形面的倾斜程度与内锥面锯齿形螺纹蜗轮6内锥面的倾斜程度相同，内限位7的锥形面均匀开设有导向槽8，如图2所示，共设置有四个导向槽8，每个导向槽8内移动装配有与内锥面锯齿形螺纹蜗轮6螺接的夹指结构9，夹指结构9与导向底座3配合用于固定住HSK刀柄；
夹指结构9包括夹指91，夹指91的外壁上端开设有锯齿形螺纹92，锯齿形螺纹92需要按照国标要求进行加工，且锯齿形螺纹92与内锥面锯齿形螺纹蜗轮6内壁的螺纹螺接，夹指91的外壁下端固定安装有顶块93，内锥面锯齿形螺纹蜗轮6转动时，通过螺纹连接，及导向槽8对夹指结构9的导向作用，会带动夹指结构9沿着导向槽8进行移动，当夹指结构9移至下侧位置时，夹指结构9可以插入到HSK刀柄内，之后令夹指结构9斜向上移动，夹指结构9即可在HSK刀柄内部撑开，并与导向底座3配合完成对HSK刀柄的固定，其中，由于四个夹指结构9撑开速度一致，因此可以实现对HSK刀柄的准确定位；
其中，导向底座、夹指结构和内限位采用优质钢材并配合高精度的加工工艺制作和规范的热处理工艺，保证高硬度，高精度、高耐磨性及优质防腐性能。
具体而言，如图3所示，导向底座3的内侧壁均匀开设有与夹指结构9相匹配的限位槽10，进一步对夹指结构9的位置和移动方向进行限定。
具体而言，夹指91与导向槽8、限位槽10均为间隙配合，锯齿形螺纹92与内锥面锯齿形螺纹蜗轮6内壁的螺纹为间隙配合，令夹指结构9能够顺利的受内锥面锯齿形螺纹蜗轮6的带动而移动。
具体而言，如图1所示，顶块93的上表面外端设置有与HSK刀柄内壁倾斜阶梯面相匹配的斜面，令夹指结构9对HSK刀柄固定时，利用顶块93的外壁将HSK刀柄内壁支撑，同时利用顶块93的斜面贴合于HSK刀柄内壁倾斜阶梯面，可以与导向底座3配合实现对HSK刀柄位置的固定。
具体而言，如图2所示，动力机构4包括电机41和联轴器42，且联轴器42分别与电机41的输出端、蜗杆5的一端连接，联轴器42用于消除加工误差和装配误差，电机41为伺服电机，达到精准速度控制和力矩反馈。
具体而言，如图1所示，内锥面锯齿形螺纹蜗轮6的下表面一体成型有第一环形凸起，且第一环形凸起与壳体1内壁下端之间装配有第一深沟球轴承11，内锥面锯齿形螺纹蜗轮6的上表面一体成型有第二环形凸起，内限位7的外周面上端一体成型有环，且第二环形凸起与环之间装配有推力轴承12，两个轴承令内锥面锯齿形螺纹蜗轮6能够顺利的转动，推力轴承12会对内锥面锯齿形螺纹蜗轮6施加推力，用于固定内锥面锯齿形螺纹蜗轮6。
具体而言，如图2所示，蜗杆5的两端外周面分别与壳体1内腔后侧的内壁之间装配有第二深沟球轴承13和第三深沟球轴承14，令蜗杆5能够顺利有效的转动。
具体而言，如图1和图2所示，壳体1的右壁通过螺钉固定安装有外部连接件15，用于将此装置安装在机床或外部上刀机械手等设备上。
工作原理：此HSK刀柄抓取装置，先控制电机41转动，带动蜗杆5转动，进而带动内锥面锯齿形螺纹蜗轮6转动，在螺纹连接及导向槽8的导向作用下，令夹指结构9向斜下方移动，同时控制夹指结构9伸至HSK刀柄内腔内，之后控制电机41反转，即可带动夹指结构9向斜上方移动，夹指结构9的顶块93会接触到HSK刀柄内腔的侧壁和倾斜阶梯面，实现对HSK刀柄的精准定位，同时与导向底座3配合，将HSK刀柄夹持固定，完成对HSK刀柄的抓取，在此过程中，能够有效完成对HSK刀柄的精准定位，且抓取动作方便实现，抓取牢固；
此外，对于不同尺寸的刀柄，可以根据实际要求增大或减小此刀柄抓取装置的电机扭矩、壳体大小和夹指宽度规格等参数，保证其适应不同规格刀柄的抓取需求。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：包括壳体（1），所述壳体（1）的上壁通过螺钉固定安装有顶盖（2），所述壳体（1）的下壁通过螺钉固定安装有导向底座（3），所述壳体（1）的后壁固定安装有动力机构（4），所述动力机构（4）的输出端固定安装有蜗杆（5），所述壳体（1）的内腔后侧开设有圆柱槽（16），且蜗杆（5）装配于圆柱槽（16）内，所述壳体（1）的内腔前侧转动装配有与蜗杆（5）啮合的内锥面锯齿形螺纹蜗轮（6），所述顶盖（2）的下壁通过螺钉固定安装有内限位（7），且内限位（7）的外周面下侧为锥形面，所述内限位（7）的锥形面均匀开设有导向槽（8），每个所述导向槽（8）内移动装配有与内锥面锯齿形螺纹蜗轮（6）螺接的夹指结构（9）；
所述夹指结构（9）包括夹指（91），所述夹指（91）的外壁上端开设有锯齿形螺纹（92），且锯齿形螺纹（92）与内锥面锯齿形螺纹蜗轮（6）内壁的螺纹螺接，所述夹指（91）的外壁下端固定安装有顶块（93）。
2.根据权利要求1中所述的一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：所述导向底座（3）的内侧壁均匀开设有与夹指结构（9）相匹配的限位槽（10）。
3.根据权利要求2中所述的一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：所述夹指（91）与导向槽（8）、限位槽（10）均为间隙配合，所述锯齿形螺纹（92）与内锥面锯齿形螺纹蜗轮（6）内壁的螺纹为间隙配合。
4.根据权利要求1中所述的一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：所述顶块（93）的上表面外端设置有与HSK刀柄内壁倾斜阶梯面相匹配的斜面。
5.根据权利要求1中所述的一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：所述动力机构（4）包括电机（41）和联轴器（42），且联轴器（42）分别与电机（41）的输出端、蜗杆（5）的一端连接，所述电机（41）为伺服电机。
6.根据权利要求1中所述的一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：所述内锥面锯齿形螺纹蜗轮（6）的下表面一体成型有第一环形凸起，且第一环形凸起与壳体（1）内壁下端之间装配有第一深沟球轴承（11），所述内锥面锯齿形螺纹蜗轮（6）的上表面一体成型有第二环形凸起，所述内限位（7）的外周面上端一体成型有环，且第二环形凸起与环之间装配有推力轴承（12）。
7.根据权利要求1中所述的一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：所述蜗杆（5）的两端外周面分别与壳体（1）内腔后侧的内壁之间装配有第二深沟球轴承（13）和第三深沟球轴承（14）。
8.根据权利要求1中所述的一种HSK刀柄抓取装置，其特征在于：所述壳体（1）的右壁通过螺钉固定安装有外部连接件（15）。
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