多自由度换刀机器人及其换刀方法与流程

专利2026-08-11  14


本申请涉及镗削机床,更具体地说,涉及一种多自由度换刀机器人及其换刀方法。


背景技术:

1、镗削机床在对工件进行加工的过程中可能涉及不同刀具的更换,传统的换刀工序为操作人员将刀具拆卸后拿至刀具存放处,再在刀具存放处取待装的刀具安装在加工中心;尤其对于镗削刀等质量较大的刀具,这种刀具更换时的取放更为繁琐。

2、现有技术公告号为cn110666825b的文献提供换刀机器人用多自由度末端执行器,通过多自由度调节平台带动夹爪升降、转动,对夹爪的位置和角度进行调节,以适应不同位置刀具的拆装更换,螺栓松紧机构的柔性末端机构采用同轴线设置的三套筒件,相邻两个套筒之间有弹簧相连,可保证静止状态下两个套筒的同轴度,实现快速定位和对螺栓或螺母的快速卡接配合,实现安全高效作业,提高工作效率;图像采集机构采用多自由度调节平台和旋转机构配合使用,多自由度调节平台能带动摄像机摆动和升降;旋转机构带动摄像机进行周向转动;实现摄像机自身位置和角度的调节,便于快速对焦,叠加换刀机器人末端执行机构的运动,满足多自由度调节摄像位置,增大图像采集的范围。

3、上述中的现有技术方案在进行换刀时,每换下一个刀具后,需移动至存放位置进行卸下,然后在更换新的刀具,增大换刀时间,换刀效率低。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种多自由度换刀机器人,解决了现有技术中换下的刀具因不具有存放位置,需转移较长的距离进行的存放,导致换刀效率低的技术问题,实现了新旧刀具的快速放置及切换,提高换刀效率的技术效果。

2、本申请的一个方面提供了一种多自由度换刀机器人,包括:

3、支撑组件,包括多组支撑杆,每两组支撑杆形成刀具的支撑位;

4、换位组件,包括支撑轴,多组支撑杆设置于同一所述支撑轴上;工作状态下,支撑轴受驱动带动支撑杆转动以切换不同的支撑位;

5、夹持组件,配置于支撑组件一侧,夹持组件包括相对设置的夹爪,夹爪受驱动开合以夹持刀具;且夹持组件受驱动能够朝向或者远离支撑组件所在侧移动;

6、换向组件,设置于支撑组件的一侧;夹持组件包括设置于夹爪一侧的连接轴,夹持组件朝向支撑组件移动过程中,连接轴受换向组件驱动使得夹爪开合端转动。

7、优选为,支撑轴的顶端配置有支撑台,所述支撑台上与支撑位相适配地配置有限位组件;

8、其中,所述限位组件包括限位杆,限位杆的外侧套设有弹性件,限位杆的一端滑动穿过支撑台设置,使得限位杆能够对放置于对应支撑位的刀具进行限位。

9、优选为,支撑轴的一侧配置有限位驱动,所述限位驱动能够带动限位杆移动以对刀具进行限位/解除对刀具的限位;

10、其中,所述限位驱动包括一直线模组,所述直线模组的输出端朝向对应限位杆设置,且直线模组输出端固定设置有一带动板;

11、限位杆的顶端穿出支撑台并连接有辅助板,所述带动板位于辅助板下方。

12、优选为,支撑轴的外侧固定设置有防护座,防护座朝向夹持组件的一侧开设有进刀孔;

13、防护座的内侧与支撑杆对应地开设有限位槽,支撑杆受支撑轴驱动转动时能够在限位槽中滑动。

14、优选为,所述限位杆的顶端穿出支撑台并固定连接有辅助杆;

15、防护座的内侧与辅助杆对应的开设有辅助槽,且当支撑台受支撑轴驱动时,辅助杆能够在对应辅助槽中滑动,且滑动过程中辅助槽能够带动辅助杆朝向支撑杆侧移动以对刀具进行限位。

16、优选为,同一支撑位的两组支撑杆固定设置于一滑动块的一侧,且滑动块滑动嵌设于支撑轴上;

17、滑动块通过开设于支撑轴一侧的传动通道带动限位杆移动以对刀具进行限位。

18、优选为,滑动块的底端设置的推动杆延伸入所述传动通道中并固定连接有限位密封塞;

19、限位杆的顶端滑动延伸入传动通道并固定连接有限位密封塞;两所述限位密封塞之间的传动通道为密封状态。

20、优选为,两所述限位密封塞之间的传动通道内填充有液压油。

21、优选为,支撑组件与夹持组件配置于同一工作平台;

22、连接轴的一端转动配置有滑块,工作平台的顶端开设有滑槽,夹持组件受驱动朝向/远离支撑组件移动时,所述滑块配置于滑槽中;

23、换向组件包括固定设置于连接轴一端的换向齿轮,滑槽的一侧配置有换向齿条,当夹持组件移动时换向齿轮与换向齿条啮合时,连接轴带动夹爪转动。

24、本申请的另一个方面提供了多自由度换刀机器人的换刀方法,包括:

25、将备用的刀具放置于多组支撑组件形成的刀具支撑位中,且至少留有一个支撑位用于盛放替换的刀具;

26、换刀时,夹持组件夹持替换的刀具朝向支撑组件侧移动,移动的过程中,换向组件带动夹持组件转动,使得夹持组件中夹爪的开合端朝向支撑组件;

27、夹爪将替换的刀具放置于预留的支撑位处;

28、支撑轴受驱动带动支撑杆转动使得另一待装的刀具转动至夹爪所在侧;

29、夹爪抓取该待装的刀具移动至加工中心进行组装。

30、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

31、(1)本申请技术方案通过若干个支撑杆的设置,可实现同时存放多组刀具,实现连续多组换刀操作,换下的刀具可直接存放到支撑杆上,从而降低来回转运新旧刀具的时间,提高换刀效率。

32、(2)本申请技术方案中存放在支撑杆上的刀具,通过限位组件插入刀具的定位孔内定位,调节座在对换刀角度调节时,刀具可稳定地固定在支撑杆上,降低后续取放刀具的难度。

33、(3)本申请技术方案在驱动组件在带动夹持组件移动过程中,换向齿轮与换向齿条啮合传动,可实现夹持刀具的自动换向,进一步降低刀具的安装及存放的难度。

34、(4)本申请技术方案中,在进行刀具转动切换时,当辅助板运动至光栅传感器之间时,光栅传感器检测到辅助板,第一电机停止,从而实现刀具切换时的精准定位。



技术特征:

1.多自由度换刀机器人,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,支撑轴的顶端配置有支撑台,所述支撑台上与支撑位相适配地配置有限位组件;

3.如权利要求2所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,支撑轴的一侧配置有限位驱动,所述限位驱动能够带动限位杆移动以对刀具进行限位/解除对刀具的限位;

4.如权利要求2所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,支撑轴的外侧固定设置有防护座,防护座朝向夹持组件的一侧开设有进刀孔;

5.如权利要求4所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,所述限位杆的顶端穿出支撑台并固定连接有辅助杆;

6.如权利要求2所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,同一支撑位的两组支撑杆固定设置于一滑动块的一侧,且滑动块滑动嵌设于支撑轴上;

7.如权利要求6所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,滑动块的底端设置的推动杆延伸入所述传动通道中并固定连接有限位密封塞;

8.如权利要求7所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,两所述限位密封塞之间的传动通道内填充有液压油。

9.如权利要求1所述的多自由度换刀机器人,其特征在于,支撑组件与夹持组件配置于同一工作平台;

10.多自由度换刀机器人的换刀方法,其特征在于,包括:


技术总结
本申请公开了一种多自由度换刀机器人及其换刀方法,属于换刀机器人技术领域。该多自由度换刀机器人,支撑组件,包括多组支撑杆;换位组件,包括支撑轴,多组支撑杆设置于同一所述支撑轴上;夹持组件,配置于支撑组件一侧,夹持组件包括相对设置的夹爪,夹爪受驱动开合以夹持刀具;且夹持组件受驱动能够相对支撑组件移动;换向组件,设置于支撑组件的一侧;夹持组件包括设置于夹爪一侧的连接轴,夹持组件朝向支撑组件移动过程中,连接轴受换向组件驱动使得夹爪开合端转动。本申请通过若干个支撑杆的设置,可同时存放多组刀具,实现连续多组换刀操作,换下的刀具直接存放到支撑杆上,从而降低来回转运新旧刀具的时间,提高换刀效率。

技术研发人员:许金城,张忠振,赵曾杰,魏心彬,朱业锋
受保护的技术使用者:青岛艾特云智能自动化装备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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