CN114654293A - 一种机械抓取装置 - Google Patents

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CN114654293A CN202210359304.1A CN202210359304A CN114654293A CN 114654293 A CN114654293 A CN 114654293A CN 202210359304 A CN202210359304 A CN 202210359304A CN 114654293 A CN114654293 A CN 114654293A
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张国新
于炜芳
刘稼翔
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    • B23Q7/04Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers

Abstract

本发明提供了一种机械抓取装置,该机械抓取装置用于夹持具通孔的环形工件,包括:驱动组件,以及与驱动组件同轴设置的按压组件;按压组件包括至少两个相对于所述驱动组件呈环形轴对称设置的导柱,依次套设于导柱的压块、弹性件以及压片;压块径向向内延伸出延伸部,驱动组件的侧壁开设供所述延伸部安装的安装槽,驱动组件轴向移动以驱动压块沿导柱的延伸方向向所述弹性件施加轴向压力,以通过弹性件将轴向压力传递至压片,压片按压环形工件。通过本发明,实现对环形工件进行按压后再抓取,提高了抓取环形工件操作的稳定性。

Description

一种机械抓取装置
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域,尤其涉及一种机械抓取装置。
背景技术
金属切削机床是机械加工技术领域必不可少的设备之一,金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程,而机床夹具则是金属切削机床中保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不可或缺的重要工艺装备之一。对于大部分产品的机械加工来说,取放工件是最基本的功能,从而进行作业,以提高生产效率。
对于不同类型的产品所需要的夹头也不一样,对于圆柱状工件,一般采用外夹式夹头,即从工件的外部类夹持工件,而这些夹头多是利用三个夹爪组成类圆柱孔来夹紧并移动圆柱体类工件的;对于环状工件,一般采用内撑式夹头,即夹爪延伸入工件内圆向外移动以夹持工件。
然后这种内撑式夹头在进行抓取工件时,由于夹头未对齐工件的内圆,导致工件抓取失败,会存在损坏工件的可能;而且在使用内撑式夹头夹持工件时,如果未对工件进行固定而直接将内撑式夹头伸入工件的内圆,则可能存在脱落的危险;另外,操作人员在使用内撑式夹头夹持工件时无法准确得知此时工作的状态,则无法进行准确的判断以完成夹持作业。
有鉴于此,有必要对现有技术中的机械抓取装置予以改进,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于揭示一种机械抓取装置,用以解决现有技术中的抓取环形工件时存在不稳定性的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种机械抓取装置,用于夹持具通孔的环形工件,包括:
驱动组件,以及与所述驱动组件同轴设置的按压组件;
所述按压组件包括至少两个相对于所述驱动组件呈环形轴对称设置的导柱,依次套设于所述导柱的压块、弹性件以及压片;
所述压块径向向内延伸出延伸部,所述驱动组件的侧壁开设供所述延伸部安装的安装槽,所述驱动组件轴向移动以驱动所述压块沿导柱的延伸方向向所述弹性件施加轴向压力,以通过所述弹性件将所述轴向压力传递至压片,所述压片按压环形工件。
作为本发明的进一步改进,所述机械抓取装置还包括:与所述驱动组件同轴设置并与所述按压组件呈环形交替设置的内撑组件;
所述内撑组件包括至少两个移动杆,所述移动杆包括与驱动组件呈贴合设置的连接杆,所述连接杆靠近所述驱动组件的一端形成径向向内延伸的活动块,所述驱动组件的侧壁开设供所述活动块嵌入的活动槽,所述连接杆的自由端沿轴向方向形成与所述连接杆呈垂直的内撑部,所述内撑部远离所述连接杆的一端径向向外延伸形成内撑块;
所述驱动组件驱动活动块沿所述活动槽所构造的活动通道径向向内移动或者径向向外移动,以带动所述内撑块在收缩状态与扩张状态予以切换。
作为本发明的进一步改进,所述连接杆还包括与所述驱动组件呈贴合设置的贴合块、以及位于所述贴合块的上表面的活动部,所述贴合块的上表面向内凹设卡接槽,所述活动部的下表面凸设容置于所述卡接槽的卡接部。
作为本发明的进一步改进,所述压片径向向内延伸出连接部,所述内撑部的内侧壁呈贴合所述连接部设置。
作为本发明的进一步改进,所述连接部呈一体式结构。
作为本发明的进一步改进,所述压块通过锁紧件活动连接于所述导柱。
作为本发明的进一步改进,所述驱动组件的侧壁设置传感器,以通过所述传感器检测所述机械抓取装置的动作状态。
作为本发明的进一步改进,内撑块的材质硬度低于所述环形工件的材质硬度,以通过所述内撑块内撑于环形工件的通孔的内边缘。
作为本发明的进一步改进,还包括:具中空腔体的固定块;
所述机械抓取装置包括至少一个驱动组件,所述固定块开设与中空腔体连通的若干安装孔,所述驱动组件远离所述按压组件的一端卡持于所述安装孔。
作为本发明的进一步改进,所述机械抓取装置包括两个呈同轴设置的驱动组件。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
首先,通过驱动组件轴向移动以驱动压块沿导柱的延伸方向向弹性件施加轴向压力,从而通过弹性件将轴向压力传递至压片,以实现将环形工件压紧;其次,活动部与贴合块活动安装,以根据不同通孔大小的环形工件,对内撑块进行快速更换,以满足不同通孔大小的环形工件所需要内撑块;最后,通过设置于驱动组件的侧壁的传感器,以方便工作人员感知机械抓取装置当前的工作状态,以防止工作人员的误操作。
附图说明
图1为本发明的机械抓取装置的在一种视角的立体图;
图2为图1所示出的机械抓取装置的局部立体图;
图3为图2所示出的A区域的放大图;
图4为图2所示出的省略弹性件以及传感器的机械抓取装置的立体图;
图5为图2所示出的安装上环形工件的机械抓取装置的立体图;
图6为图1所示出的机械抓取装置在另一种视角的立体图;
图7为环形工件的立体图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明,但应当说明的是,这些实施方式并非对本发明的限制,本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代,均属于本发明的保护范围之内。
需要说明的是,在本实施例中,描述空间方位的术语“径向”是指:沿图1中Y轴所在的方向。
请参图1至图7所示出的本发明一种机械抓取装置100的一种具体实施方式。该机械抓取装置100可被活动地安装于机床的机器人上以进行环形工件14的抓取。参图7所示,该机床包括CNC加工中心、数控铣床等,并将该机械抓取装置100通过其所包含的连接端16固定于前述机器人(例如,六轴机器人)上,用以对具通孔141的环形工件14实现机械抓取作业。环形工件14所形成的通孔141可为圆形或者异形,并可通过多个内撑块1114沿径向方向上移动距离的调节,以实现对通孔141内边缘的顶撑,以可靠地夹持环形工件14。示例性地,该机械抓取装置100通过前述对环形工件14实现机械抓取作业可以是对被机床的夹爪(未示出)夹持外边缘142的环形工件14予以实现,也可以是对安置于中转区(未示出)的环形工件14实现机械抓取作业,可以实现720度方位(即,沿X轴、Y轴、Z轴的任意一个方位)的环形工件14实现机械抓取作业(例如,可以是竖直姿态使用,也可以是倾斜姿态使用,还可以是旋转姿态使用)。
参图1所示,机械抓取装置100包括至少一个驱动组件13,与驱动组件13同轴设置的按压组件12,以及具中空腔体153的固定块15。固定块15的侧壁151开设与中空腔体153连通的一个或者多个安装孔1511,驱动组件13远离按压组件12的一端卡持于安装孔1511,以实现将驱动组件13固定于固定块15,从而通过固定块15带动驱动组件13以在不同位置、不同环境下的环形工件14的机械抓取作业。安装孔1511形成于图1中Z轴方向上固定块15的侧壁。示例性地,固定块15为立方体状,或者,还可为六棱柱状或者更多棱面(即,侧壁)的多棱柱体,以通过棱面上所开设的一个或者多个安装孔1511活动装配一个或者多个驱动组件13。
需要说明的是,固定块15在不影响下机械抓取装置100实现稳定地抓取环形工件14作业的情况下,可在固定块15上安装多个驱动组件13以及所对应的按压组件12与内撑组件11,以通过一个固定块15实现多个环形工件14的机械抓取作业,由此,省略了抓取第一个环形工件14后,将前述环形工件14放置于安放区域(例如,可以是工件盒),再实现第二个环形工件14的机械抓取作业的步骤,只需要将机械抓取装置100沿K轴所对应的旋转方向ω旋转,以实现多个环形组件12的机械抓取作业,从而提高了机械抓取作业的效率。此外,在存在两个驱动组件13的情况下,可以将两个驱动组件13呈同轴设置(即,沿图1中X轴方向),驱动组件13沿X轴方向远离按压组件12的一端连接于固定块15,同轴对称设置在视觉效果上更加和谐,更加美观;当然,在存在三个驱动组件13的情况下,可以将三个驱动组件13呈三角形设置;在存在四个驱动组件13的情况下,可以将三个驱动组件13呈矩形设置,依次类推,只要能够实现不影响每个驱动组件13实现机械抓取作业即可,由此,不仅增强了美观效果,而且还提高了对环形工件14实现抓取作业的效率。另外,驱动组件13与固定块15的安装方式还可以是其他方式,例如,可以是通过螺栓与螺母的活动连接,或者通过机械焊接的方式,只要能实现驱动组件13与固定块15的稳定安装,以下述实现机械抓取作业即可。此外,将固定块15设置为具中空腔体153的结构,以减轻固定块15的重量,从而实现了减轻整个机械抓取装置100的重量的目的。
参图1、图2以及图4所示,按压组件12包括至少两个按压组件12包括至少两个相对于驱动组件13呈环形轴对称设置的导柱121,依次套设于导柱121的压块122、弹性件123以及压片124。压块122与压片124分别在弹性件123的两端,压块122径向向内延伸出延伸部1221,驱动组件13的侧壁131开设供延伸部1221安装的安装槽132,延伸部1221通过安装槽132安装于驱动组件13,以通过驱动组件13轴向移动(即,沿X轴的方向)从而驱动压块122沿导柱121的延伸方向向弹性件123施加轴向压力,最终通过弹性件123将轴向压力传递至压片124,以实现压片124按压环形工件14并与前述夹爪(或者CNC加工中心的中转区)的合力作用下,实现压紧环形工件14,以方便后续对环形工件14执行机械抓取操作。按压组件12还包括位于远离压片124的一端以将压块122锁紧于导柱121上的锁紧件125,通过锁紧件125将压块124活动连接于导柱121,以方便实现压块124与导柱121之间的拆卸,可根据不同的场景要求更换导柱121,从而实现不同场景下的环形工件14的按压要求。
此外,弹性件123例如可以是弹簧,通过驱动组件13轴向移动以驱动压块122沿导柱的延伸方向向弹性件123施加轴向压力的时候,以通过弹簧起到缓冲以及减震的作用,从而防止压片按压环形工件14的时候造成对环形工件14的损坏。
具体而言,参图5所示,驱动组件13轴向移动,从而带动压块122沿导柱121的延伸方向向弹性件123施加轴向压力,弹性件123(即,弹簧)在轴向压力的作用下压缩并在压缩的临界点时向压片124施加轴向方向的轴向压力,压片12在弹性件123施加的轴向压力的作用下,向导柱121的延伸方向移动,从而推动位于压片124远离压块122的一端的环形工件14,从而实现压片124按压环形工件14并与前述夹爪(或者中转区)的合力作用下,实现压紧环形工件14。
需要说明的是,压块122沿Y轴方向的横截面的直径以及压片124沿Y轴方向的横截面的直径均大于弹性件123沿Y轴方向的横截面的直径,以防止驱动组件13轴向移动从而驱动压块122沿导柱121的延伸方向向弹性件123施加轴向压力,最终通过弹性件123将轴向压力传递至压片124的过程中出现侧滑的情况,从而不能实现按压环形工件14或者出现按压环形工件14的压力较小的可能。另外,压块122面向弹性件123的一面凸设固持部1222,用以承接弹性件123,以更好了预防压块122沿导柱121的延伸方向向弹性件123施加轴向压力的时候出现侧滑的情况。
可选地,延伸部1221通过安装槽132安装于驱动组件13的安装方式可以是安装槽132开设于驱动组件13的侧壁131靠近按压组件12的边缘处,延伸部1221开设安装孔12211,通过锁紧件(未示出)贯穿安装孔12211并顺时针(或者逆时针)以将延伸部1221锁紧于驱动组件13,同时,在需要更换压块122(或者按压组件12)的时候,还可以通过锁紧件(未示出)逆时针(或者顺时针)以将压块122(或者按压组件12)取下,从而通过安装孔12211安装其他的按压组件12,以方便拆卸,此外延伸部1221通过安装槽132安装于驱动组件13的安装方式还可以是通过卡接的方式,只要能实现将压块122安装于驱动组件13上,以实现驱动组件13轴向移动以驱动压块122沿导柱121的延伸方向向弹性件123施加轴向压力,从而通过弹性件123将轴向压力传递至压片124,压片124按压环形工件14即可。
参图1至图4所示,机械抓取装置100还包括:与驱动组件13同轴设置并与按压组件12呈环形交替设置的内撑组件11。内撑组件11包括至少两个移动杆111,移动杆111包括与驱动组件13呈贴合设置的连接杆1111。连接杆1111靠近驱动组件13的一端形成径向向内延伸的活动块1112,驱动组件13的侧壁131开设供活动块嵌入的活动槽133,活动块1112延伸入活动槽133所构造的活动通道,从而通过驱动组件13驱动活动块1112沿活动槽133所构造的活动通过径向向内移动或者径向向外移动。连接杆1111的自由端沿轴向方向(即,Y轴方向)形成与连接杆1111呈垂直的内撑部1113,内撑部1113远离连接杆1111的一端径向向外延伸形成内撑块1114,内撑部1113与内撑块1114形成卡接区域1115。
参图5至图7所示,环形工件14沿轴向方向安装于机械抓取装置100上,按压组件12与前述夹爪(或者中转区)对环形工件14实现按压作用后,内撑块1114贯穿环形工件14的内圆(未标识),驱动组件13驱动活动块1112沿活动槽133所构造的活动通道径向向外移动,从而带动至少两个内撑块1114沿径向方向向外移动,以形成扩状状态,从而通过内撑部1113与内撑块1114所形成卡接区域1115将环形工件14的内边缘142卡持住,以实现对环形工件14的抓取作业。然后,驱动组件13移动至环形工件14的安置区域时,驱动组件13驱动活动块沿活动槽133所构造的活动通道径向向内移动,从而带动至少两个内撑块1114沿径向方向向内移动,以形成收缩状态,从而将环形工件14取下。最终,通过驱动组件13驱动活动块1112沿活动槽133所构造的活动通道径向向内移动或者径向向外移动,以带动内撑块1114在收缩状态与扩状状态予以切换,以实现了环形工件14的抓取以及取下作业。
需要说明的是,机械抓取装置100包括至少两个连接杆111,连接杆111所包括的至少两个内撑块1114实现对环形工件14的抓取以及取下作业。在存在两个内撑块1114时,两个内撑块1114呈对称设置,不仅达到美观的技术效果,而且在移动杆111对环形工件实现扩张状态以抓取环形工件14时,可以通过对称设置的两个移动杆111使得环形工件14的受力均匀,以实现很好地稳定效果;在存在三个内撑块1114时,三个内撑块1114呈等边三角形的形状设置,同样实现了美观以及受力均匀技术效果,另外,多个内撑块1114可以实现更好了内撑环形工件14,实现了更好地稳定效果,依次类推。由此,内撑块1114的数量优选为三个,三角形具有强烈的稳定性,同时还减少了单个内撑块1114内撑环形工件14的压力,实现了稳定地内撑环形工件14的目的。
此外,内撑块1114制造时的材质硬度低于环形工件14的材质硬度,例如,选择金属铜制造内撑块1114,由于金属铜的材质较软,从而在内撑于环形工件14的通孔141的过程中不会划伤环形工件14的内边缘,因此内撑块1114制造时的材质硬度低于环形工件14的材质硬度,只要能实现通过内撑块内撑与环形工件14的内边缘143即可。
参图3所示,连接杆1111还包括与驱动组件13呈贴合设置的贴合块1115、以及位于贴合块1115的上表面(未示出)的活动部1116,贴合块1115的上表面(未示出)向内凹设卡接槽1117,活动部1116的下表面(未示出)凸设容置于卡接槽1117的卡接部1118。卡接部1118卡接于卡接槽1117,从而确保驱动组件13驱动活动部1116沿活动槽133所构造的活动通道径向向内移动或者径向向外移动,不仅增强了内撑块1114内撑环形工件14的稳定性,还可以保证内撑块1114适应不同通孔141大小的环形工件14。活动部1116开设于贴合块1115安装的安装孔11161,通过锁紧件(未标识)贯穿安装孔11161以将活动部1116更好地固定于贴合块1115,从而更好地增强了内撑块1114内撑环形工件14时的稳定性。此外,还可以根据不同大小的通孔141的环形工件14,对内撑块1114进行快速更换,以满足不同通孔141大小的环形工件14所需要内撑块1114,从而方便且快速地实现了内撑不同通孔141大小的环形工件14。
需要说明的是,贴合块1115与活动部1116可以呈一体式结构也可以如前述所示的分体式结构,当贴合块1115与活动部1116呈分体式结构时,可以根据不同的环形工件14的适用大小更换连接杆1111,以方便拆卸,当然,无论是一体式结构还是分体式结构,只要能实现驱动组件13驱动活动部1116沿活动槽133所构造的活动通道径向向内移动或者径向向外移动,以通过内撑块1114对环形工件14实现机械抓取操作即可。
参图3与图4所示,压片124径向向内延伸出连接部1241,连接部1241呈一体式结构。当存在图4中所示出的三个压片124时,三个压片124所分别延伸出的连接部1241呈一体式结构,即,可以将三个压片124以及所对应的连接部1241视为一个整体,且呈三角形设置。内撑块1114与压片124交替间隔排布,且内撑部1113的内侧壁11131呈贴合连接部1241设置,以减少内撑块1114相互之间的间隙,从而防止环形工件14的通孔141较小而导致出现内撑块1114无法伸入环形工件14的通孔141的情况。
参图6所示,压片124可以是一体式结构,也可以是分体式结构;当压片124为一体式结构的时候,驱动组件13沿导柱121的延伸方向向弹性件123施加轴向压力,从而带动一体式结构的压片124向环形工件14的方向移动,以通过一体式结构的压片124向环形工件14向环形工件14的面施加轴向压力,在压片124与夹爪(或者中转区)的合力作用下压紧环形工件14,在驱动组件13沿导柱121的延伸方向移动的同时,内撑块1114随驱动组件13移动且伸入环形工件14的通孔141,在压紧环形工件14后,内撑块1114沿径向方向向外移动,从而实现内撑于环形工件14的通孔141的内边缘。通过一体式结构的压片124对环形工件14的圆环面施加轴向压力,从而增强了压紧环形工件14的稳定性与可靠性,以方便后续通过内撑块1114径向向外移动以内撑环形工件14。
参图5所示,机械抓取装置100还包括:设置于驱动组件13的侧壁131的传感器134,传感器134上设置有感应灯(未标识),通过感应灯(未标识)的亮与灭感知驱动组件13当前的动作状态,例如,当驱动组件13驱动内撑块1114径向向外移动以内撑环形工件14时,感应灯量;当内撑块1114完成内撑环形工件14后,感应灯熄灭,则操作人员可以感知机械抓取装置100当前的动作状态。另外,还可以设置不同颜色的感应灯,以更为细节地感知机械抓取装置100当前的动作状态,在此不再赘述,只要能通过传感器134实现感知机械抓取装置100的动作状态,以方便工作人员查看,从而防止工作人员误操作即可。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种机械抓取装置,用于夹持具通孔的环形工件,
其特征在于,包括:
驱动组件,以及与所述驱动组件同轴设置的按压组件;
所述按压组件包括至少两个相对于所述驱动组件呈环形轴对称设置的导柱,依次套设于所述导柱的压块、弹性件以及压片;
所述压块径向向内延伸出延伸部,所述驱动组件的侧壁开设供所述延伸部安装的安装槽,所述驱动组件轴向移动以驱动所述压块沿导柱的延伸方向向所述弹性件施加轴向压力,以通过所述弹性件将所述轴向压力传递至压片,所述压片按压环形工件。
2.根据权利要求1所述的机械抓取装置,其特征在于,所述机械抓取装置还包括:与所述驱动组件同轴设置并与所述按压组件呈环形交替设置的内撑组件;
所述内撑组件包括至少两个移动杆,所述移动杆包括与驱动组件呈贴合设置的连接杆,所述连接杆靠近所述驱动组件的一端形成径向向内延伸的活动块,所述驱动组件的侧壁开设供所述活动块嵌入的活动槽,所述连接杆的自由端沿轴向方向形成与所述连接杆呈垂直的内撑部,所述内撑部远离所述连接杆的一端径向向外延伸形成内撑块;
所述驱动组件驱动活动块沿所述活动槽所构造的活动通道径向向内移动或者径向向外移动,以带动所述内撑块在收缩状态与扩张状态予以切换。
3.根据权利要求2所述的机械抓取装置,其特征在于,所述连接杆还包括与所述驱动组件呈贴合设置的贴合块、以及位于所述贴合块的上表面的活动部,所述贴合块的上表面向内凹设卡接槽,所述活动部的下表面凸设容置于所述卡接槽的卡接部。
4.根据权利要求2所述的机械抓取装置,其特征在于,所述压片径向向内延伸出连接部,所述内撑部的内侧壁呈贴合所述连接部设置。
5.根据权利要求4所述的机械抓取装置,其特征在于,所述连接部呈一体式结构。
6.根据权利要求4所述的机械抓取装置,其特征在于,所述压块通过锁紧件活动连接于所述导柱。
7.根据权利要求4所述的机械抓取装置,其特征在于,所述驱动组件的侧壁设置传感器,以通过所述传感器检测所述机械抓取装置的动作状态。
8.根据权利要求4所述的机械抓取装置,其特征在于,内撑块的材质硬度低于所述环形工件的材质硬度,以通过所述内撑块内撑于环形工件的通孔的内边缘。
9.根据权利要求4所述的机械抓取装置,其特征在于,还包括:具中空腔体的固定块;
所述机械抓取装置包括至少一个驱动组件,所述固定块开设与中空腔体连通的若干安装孔,所述驱动组件远离所述按压组件的一端卡持于所述安装孔。
10.根据权利要求9所述的机械抓取装置,其特征在于,所述机械抓取装置包括两个呈同轴设置的驱动组件。
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