CN211278459U - 一种工业机器人末端工具快速换装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业机器人末端工具快速换装装置，包括一个用于与工业机器人手臂连接的机器人侧和若干个安装末端工具的快换工具座以及用于控制机器人侧运动的控制装置，若干个快换工具座均可拆卸安装于快换工具底座上；机器人侧包括与快换工具座卡接配合的第一快换夹爪和第二快换夹爪，第一快换夹爪上设有用于连接电路控制系统的多芯弹簧针公头，第二快换夹爪上设有用于连接气路控制系统的第一气嘴；快换工具座上设有与多芯弹簧针公头配合连接的多芯弹簧针母头以及与第一气嘴配合连接的气管口。因此，工业机器人末端工具的换装完全由控制装置控制进行，无需人工操作，节约了更换工具的时间，提高了工作效率和工具换装的准确性。

Description

一种工业机器人末端工具快速换装装置

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，更具体地说，涉及一种机器人末端工具快速换装装置。

背景技术

随着工业机器人的普及应用，工业机器人已经能够完成多种工作，但是工业机器人有一定的限制，一台工业机器人一般仅装一种末端工具，要完成多种工作，就要安装多种末端工具。

但现有技术中，工业机器人的手臂负载有要求，而且多种末端工具在使用时会相互影响，极大的限制了末端工具的使用范围。

同时，更换末端工具，工业机器人需要停止工作，而且拆卸和安装需要大量时间和人工，效率不高。

综上所述，如何实现工业机器人末端工具的快速换装，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种工业机器人末端工具快速换装装置，能够快速换装多种不同的末端工具，节约了更换工具的时间，提高了工作效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种工业机器人末端工具快速换装装置，包括一个用于与工业机器人手臂连接的机器人侧和若干个安装末端工具的快换工具座以及用于控制所述机器人侧运动的控制装置，若干个所述快换工具座均可拆卸安装于快换工具底座上；

所述机器人侧包括与所述快换工具座卡接配合的第一快换夹爪和第二快换夹爪，所述第一快换夹爪上设有用于连接电路控制系统的多芯弹簧针公头，所述第二快换夹爪上设有用于连接气路控制系统的第一气嘴；

所述快换工具座上设有与所述多芯弹簧针公头配合连接的多芯弹簧针母头以及与所述第一气嘴配合连接的气管口。

优选的，所述机器人侧包括用于与工业机器人手臂连接的转接板，所述转接板上安装有滑轨型平行机械夹，所述滑轨型平行机械夹上安装有与所述第一快换夹爪连接的第一滑块以及与所述第二快换夹爪连接的第二滑块，以便所述控制装置通过调节所述第一快换夹爪与所述第二快换夹爪的开度、调节所述机器人侧与所述快换工具座的连接与脱离。

优选的，所述机器人侧还包括用于检测所述第一快换夹爪与所述第二快换夹爪的开度的感应器，所述感应器安装在所述滑轨型平行机械夹上，且所述感应器与所述控制装置连接。

优选的，所述快换工具座上设有电路转接板，所述电路转接板的内侧与所述多芯弹簧针母头的内侧连通，且所述电路转接板的外侧用于与所述末端工具连接。

优选的，所述快换工具座上设有用于与所述末端工具的气路进行连接的第二气嘴，所述第二气嘴与所述气管口连通。

优选的，所述快换工具底座上设有安装所述快换工具座的定位销钉，所述定位销钉凸出设置于所述快换工具底座的表面，所述快换工具座的底面上设有安装所述定位销钉的定位销钉孔。

优选的，所述定位销钉下方设置有压簧，且在所述压簧的底部设置有限制所述压簧在所述定位销钉的轴向方向上移动的堵头。

优选的，所述快换工具底座上设有若干个安装所述快换工具座的快装工具工位，且若干个所述快装工具工位在所述快换工具底座的长度方向上均匀分布。

优选的，所述快换工具底座上设有若干个用于与工具台连接的角码，若干个所述角码在所述快换工具底座的长度方向上均匀分布。

本实用新型提供的工业机器人末端工具快速换装工具，包括机器人侧和若干个安装有末端工具的快换工具底座，通过控制装置改变与机器人侧连接的快换工具座，能够改变工业机器人手臂上连接的末端工具。

在进行末端工具安装时，控制装置控制第一快换夹爪、第二快换夹爪与快换工具座卡接配合，实现了机器人侧与快换工具座的连接，同时由于多芯弹簧针公头与多芯弹簧针母头之间的配合、第一气嘴与气管口的连接配合，机器人侧与快换工具座在电路和气路上也具备连通关系，因此能够通过控制装置控制末端工具的动作。

在进行末端工具拆卸时，只需控制装置控制第一快装夹爪、第二快装夹爪与快换工具座断开。

因此，在实用新型提供的工业机器人末端工具快速换装工具，完全由控制装置控制进行，无需人工操作，节约了更换工具的时间，提高了工作效率，同时也提高了工具换装的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的工业机器人末端工具快速换装装置的机器人侧与快换工具座配合卡接的结构示意图；

图2为图1中的机器人侧的结构示意图；

图3为图1中的快换工具座的结构示意图；

图4为本实用新型提供的工业机器人末端工具快速换装装置的快换工具座与快换工具底座装配后的结构示意图；

图5为图4中的快换工具底座的结构示意图。

图1-图5中：

1为滑轨型平行机械夹、2为第一滑块、3为感应器、4为第二滑块、5 为第一快换夹爪、6为第二快换夹爪、7为第一气嘴、8为多芯弹簧针公头、 9为转接板、10为快换工具座、11为电路转接板、12为多芯弹簧针母头、13 为第二气嘴、14为快换工具底座、15为角码、16为夹爪、17为电批、18为笔、19为真空吸盘、20为安装支架、21为定位销钉、22为压簧、23为堵头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种工业机器人末端工具快速换装装置，能够快速换装多种不同的末端工具，节约了更换工具的时间，提高了工作效率。

请参考图1-图5，图1为本实用新型所提供的工业机器人末端工具快速换装装置的机器人侧与快换工具座配合卡接的结构示意图；图2为图1中的机器人侧的结构示意图；图3为图1中的快换工具座的结构示意图；图4为本实用新型提供的工业机器人末端工具快速换装装置的快换工具座以及与快换工具底座装配后的结构示意图；图5为图4中的快换工具底座的结构示意图。

本实施例提供的工业机器人末端工具快速换装工具，包括一个用于与工业机器人手臂连接的机器人侧和若干个安装末端工具的快换工具座10以及用于控制机器人侧运动的控制装置，若干个快换工具座10均可拆卸地安装于快换工具底座14上；

机器人侧包括与快换工具座10卡接配合的第一快换夹爪5和第二快换夹爪6，第一快换夹爪5上设有用于连接电路控制系统的多芯弹簧针公头8，第二快换夹爪6上设有用于连接气路控制系统的第一气嘴7；

快换工具座10上设有与多芯弹簧针公头8配合连接的多芯弹簧针母头 12以及与第一气嘴7配合连接的气管口。

工业机器人末端工具快速换装装置包括机器人侧与工具侧，其中工具侧包括末端工具、安装末端工具的快换工具座10以及与快换工具座10可拆卸连接的快换工具底座14，如图4所示，末端工具包括夹爪16、电批17、笔 18和真空吸盘19等，末端工具通过安装支架20安装于快换工具座10上。

优选的，如图5所示，可以在快换工具底座14上设有若干个安装快换工具座10的快装工具工位，且若干个快装工具工位在快换工具底座14的长度方向上均匀分布。

快换工具底座14连接于工具台上，优选的，可以在快换工具底座14上设有若干个用于与工具台连接的角码15，若干个角码15在快换工具底座14 的长度方向上均匀分布。请参考图4，角码15通过安装孔分别与快换工具底座14和工具台连接，从而实现快换工具底座14和工具台的连接。

第一快装夹爪5、第二快装夹爪6与快换工具座10卡接配合，可以如图 1所示，在第一快换夹爪5的内侧面与第二快换夹爪6的内侧面设有凹槽，在快换工具座10的外侧面设置有与凹槽卡接配合的凸台。

当然，也可以是在第一快换夹爪5的外侧面和第二快换夹爪6的外侧面设有凸台，在快换工具座10的内侧面设有与凸台卡接配合的凹槽。

优选的，可以设置位于第一快换夹爪5内侧面上的凹槽的高度，与位于第二快换夹爪6内侧面上的凹槽的高度相同。

优选的，可以设置位于第一快换夹爪5内侧面上的凹槽的形状，与位于第二快换夹爪6内侧面上的凹槽的形状相同。

凹槽的截面形状可以是矩形，可以是圆形，当然还可以是其他任何符合要求的几何形状。

优选的，为了便于第一快装夹爪5、第二快装夹爪6与快换工具座10的卡接配合，可以将凹槽的侧壁面设计为具有一定倾角的斜面，增加卡接连接的接触面积以增加接触面上的摩擦力。

第一快换夹爪5和第二快换夹爪6与快换工具座10的卡接连接或者脱离由控制装置，控制装置可以是控制改变第一快换夹爪5与第二快换夹爪6之间的距离，控制装置控制第一快换夹爪5和/或第二快换夹爪6滑动运动；也可以是控制第一快换夹爪5所在的平面与第二快换夹爪6所在的平面之间的角度，控制装置控制第一快换夹爪5和/或第二快换夹爪6旋转。

第一快换夹爪5为电路侧，其上设有多芯弹簧针公头8，多芯弹簧针公头8可与快换工具座10上的多芯弹簧针母头12连接，实现对安装于快换工具座10上的末端工具的电路控制。

第二快换夹爪6为气路侧，其上设有第一气嘴7，第一气嘴7可与快换工具座10上的气管口连接，实现对安装于快换工具座10上的末端工具的气路控制。

优选的，可以在快换工具座10的气管口上设置有密封垫，以便防止气体在连接处泄漏。

快换工具座10与快换工具底座14可拆卸连接，两者之间的连接方式可以是卡接配合，可以是销连接，当然也可以是其他符合要求的连接方式。

优选的，为了简化连接结构、便于拆装，可以在快换工具底座14上设有安装快换工具座10的定位销钉21，定位销钉21凸出设置于快换工具底座 14的表面，快换工具座10的底面上设有安装定位销钉21的定位销钉孔。

匹配一个快换工具座10的定位销钉21的数量，可以是一个，可以是两个，当然也可以是多个，定位销钉21的具体数量根据连接强度和便于拆装的需求确定。

优选的，如图3和图5所示，可以由两个定位销钉21对应一个快换工具座10。

优选的，为了减弱快换工具座10连接于快换工具底座14时的撞击、实现柔性连接，如图5所示，可以在定位销钉21的下方设置有压簧22，且在压簧22的底部设置有限制压簧22在定位销钉21的轴向方向上移动的堵头 23。

当然，也可以将快换工具底座14上的定位销钉安装孔设置为非通孔，取消堵头23，仅需在定位销钉安装孔的底部设置压簧22。

在进行末端工具安装时，控制装置控制第一快换夹爪5、第二快换夹爪 6与快换工具座10卡接配合，实现了机器人侧与快换工具座10的连接，同时由于多芯弹簧针公头8与多芯弹簧针母头12之间的配合、第一气嘴7与气管口的连接配合，机器人侧与快换工具座10在电路和气路上也具备连通关系，因此控制装置能够控制末端工具的动作。

在进行末端工具拆卸时，只需控制装置控制第一快装夹爪5、第二快装夹爪6与快换工具座10脱离。

因此，本实施例提供的工业机器人末端工具快速换装工具，完全由控制装置控制进行，无需人工操作，节约了更换工具的时间，提高了工作效率，同时也提高了工具换装的准确性。

在上述实施例的基础上，对机器人侧的结构进行限定，机器人侧可以包括用于与工业机器人手臂连接的转接板9，转接板9上安装有滑轨型平行机械夹1，滑轨型平行机械夹1上安装有与第一快换夹爪5连接的第一滑块2 以及与第二快换夹爪6连接的第二滑块4，以便控制装置通过调节第一快换夹爪5与第二快换夹爪6的开度、调节机器人侧与快换工具座10的连接与脱离。

机器人侧可以通过转接板9与工业机器人手臂连接，如图1所示，转接板9设有多个与工业机器人手臂连接的安装孔。

第一快换夹爪5与第二快换夹爪6的开度，指第一快换夹爪5与第二快换夹爪6之间的距离。

如图1所示，在运动时，控制装置控制第一快换夹爪5和第二快换夹爪 6在滑轨型平行机械夹1的轨道上相向运动。

优选的，为了保证调节精度，机器人侧还可以设有用于检测第一快换夹爪5与第二快换夹爪6的开度的感应器3，感应器3安装在滑轨型平行机械夹1上，且感应器3与控制装置连接。因此，控制装置可以通过感应器3传递的消息判断第一快换夹爪5与第二快换夹爪6是否到位，从而控制滑动运动的结束。

在上述实施例的基础上，为了实现快换工具座10与末端工具的电路连通，快换工具座10上可以设有电路转接板11，电路转接板11的内侧与多芯弹簧针母头12的内侧连通，且电路转接板11的外侧用于与末端工具连接。又由于多芯弹簧针母头12可与第一快装夹爪5上的多芯弹簧针公头8连接，实现了机器人侧与末端工具的电路连接，可对末端工具进行电路控制。

在上述实施例的基础上，为了实现快换工具座10与末端工具的气路连通，快换工具座10上可以设有用于与末端工具的气路进行连接的第二气嘴 13，第二气嘴13与气管口连通。由于在机器人侧与快换工具座10连接时，第一气嘴7与气管口连接，所以第一气嘴7可通过气管口、第二气嘴13与末端工具的气路连通，实现了机器人侧与末端工具的气路连接，可对末端工具进行气路控制。

在本实用新型的某一具体实施例中，如图1和图4所示，快换工具底座 14上设有4个用于安装快换工具座10的快装工具工位，且4个快换工具座10上各自安装有一种不同的末端工具；第一快换夹爪5通过第一滑块2连接于滑轨型平行机械夹1上，第二快换夹爪6通过第二滑块4连接于滑轨型平行机械夹1上，第一快换夹爪5与第二快换夹爪6上设有斜面凹槽，快换工具座10上设有与斜面凹槽卡接配合的斜面凸台；滑轨型平行机械夹1上设有感应器3。

在该具体实施例中，工业机器人末端工具快速换装装置的工作流程如下：

在控制装置的控制下，机器人侧由指令等待位置移动至所需末端工具对应的快换工具座10的快换工具工位的正上方，且斜面凹槽与斜面凸台位于同一高度上；

控制装置控制滑轨型平行机械夹1闭合，使得第一快装夹爪5、第二快装夹爪6与快换工具座10卡接连接，同时机器人侧与末端工具的气路与电路连通；

感应器3检测到滑轨型平行机械夹1闭合，将信号传递给控制装置，控制装置控制机器人手臂垂直升高，快换工具座10脱离快换工具底座14，并驱动末端工具完成所需工作；

控制装置控制机器人侧移动至快换工具工位的正上方后，继续垂直下行至快换工具座10的底面与快换工具底座14的表面接触，控制装置控制滑轨型平行机械夹1松开，第一快换夹爪5、第二快换夹爪6与快换工具座10脱离；

控制装置控制机器人侧回复到指令等待位置。

需要进行说的是，本申请文件中提到的第一滑块2和第二滑块4、第一快换夹爪5和第二快换夹爪6、以及第一气嘴7与第二气嘴13中的第一和第二仅用于区分位置的不同，而不含对顺序的限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的工业机器人末端工具快速换装装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，包括一个用于与工业机器人手臂连接的机器人侧、若干个安装末端工具的快换工具座(10)以及用于控制所述机器人侧运动的控制装置，若干个所述快换工具座(10)均可拆卸安装于快换工具底座(14)上；

所述机器人侧包括与所述快换工具座(10)卡接配合的第一快换夹爪(5)和第二快换夹爪(6)，所述第一快换夹爪(5)上设有用于连接电路控制系统的多芯弹簧针公头(8)，所述第二快换夹爪(6)上设有用于连接气路控制系统的第一气嘴(7)；

所述快换工具座(10)上设有与所述多芯弹簧针公头(8)配合连接的多芯弹簧针母头(12)以及与所述第一气嘴(7)配合连接的气管口。

2.根据权利要求1所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述机器人侧包括用于与工业机器人手臂连接的转接板(9)，所述转接板(9)上安装有滑轨型平行机械夹(1)，所述滑轨型平行机械夹(1)上安装有与所述第一快换夹爪(5)连接的第一滑块(2)以及与所述第二快换夹爪(6)连接的第二滑块(4)，以便所述控制装置通过调节所述第一快换夹爪(5)与所述第二快换夹爪(6)的开度、调节所述机器人侧与所述快换工具座(10)的连接与脱离。

3.根据权利要求2所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述机器人侧还包括用于检测所述第一快换夹爪(5)与所述第二快换夹爪(6)的开度的感应器(3)，所述感应器(3)安装在所述滑轨型平行机械夹(1)上，且所述感应器(3)与所述控制装置连接。

4.根据权利要求1所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述快换工具座(10)上设有电路转接板(11)，所述电路转接板(11)的内侧与所述多芯弹簧针母头(12)的内侧连通，且所述电路转接板(11)的外侧用于与所述末端工具连接。

5.根据权利要求1所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述快换工具座(10)上设有用于与所述末端工具的气路进行连接的第二气嘴(13)，所述第二气嘴(13)与所述气管口连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述快换工具底座(14)上设有安装所述快换工具座(10)的定位销钉(21)，所述定位销钉(21)凸出设置于所述快换工具底座(14)的表面，所述快换工具座(10)的底面上设有安装所述定位销钉(21)的定位销钉孔。

7.根据权利要求6所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述定位销钉(21)下方设置有压簧(22)，且在所述压簧(22)的底部设置有限制所述压簧(22)在所述定位销钉(21)的轴向方向上移动的堵头(23)。

8.根据权利要求7所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述快换工具底座(14)上设有若干个安装所述快换工具座(10)的快装工具工位，且若干个所述快装工具工位在所述快换工具底座(14)的长度方向上均匀分布。

9.根据权利要求8所述的工业机器人末端工具快速换装装置，其特征在于，所述快换工具底座(14)上设有若干个用于与工具台连接的角码(15)，若干个所述角码(15)在所述快换工具底座(14)的长度方向上均匀分布。

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