一种CNC刀具装配装置及方法

技术领域

本发明涉及CNC设备技术领域，尤其涉及一种CNC刀具装配装置及方法。

背景技术

现有技术中，所有CNC数控加工都有拆装刀具的工序，但是，目前CNC数控加工时，刀具的拆装都是通过人工手动拆装的，因为人为失误，有时就会出现刀具各部件连接松动的问题，对加工产品会造成外观与尺寸均有较为严重的不良影响。

因此，上述问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CNC刀具装配装置及方法，以减少甚至规避因人为失误出现刀具各部件连接松动的问题，进而保证产品加工的质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种CNC刀具装配装置，用于将拉钉和安装有刀头的筒夹安装于刀柄上，所述拉钉与所述刀柄的一端螺接，所述筒夹通过螺钉与所述刀柄的另一端连接，所述CNC刀具装配装置包括：

装夹平台；

第一上下料模组，被配置为供给或回收所述刀柄；

第二上下料模组，被配置为供给或回收所述拉钉与所述筒夹；

刀柄固定夹具，设置于所述装夹平台上，所述固定夹具被配置为固定所述刀柄；

筒夹固定夹具，设置于所述装夹平台上，所述筒夹固定夹具被配置为固定所述筒夹，以限制所述刀柄与所述筒夹同轴抵接；

拉钉固定夹具，设置于所述装夹平台上，所述拉钉固定夹具被配置为固定所述拉钉，以限制所述刀柄与所述拉钉呈同轴设置；

松紧模组，设置于所述装夹平台上并位于所述拉钉固定夹具所在的一侧，所述松紧模组被配置为拧动所述拉钉与所述螺钉；以及

机械手，所述装夹平台、所述第一上下料模组以及所述第二上下料模组分布在所述机械手的周侧，所述机械手被配置为按预设路径在所述装夹平台、所述第一上下料模组以及所述第二上下料模组之间运送所述拉钉、所述刀柄以及所述筒夹。

作为优选地，所述第一上下料模组包括：

架体；

料仓，沿竖直方向与所述架体滑移配合；

动力件，被配置为驱动所述料仓升降；

多个托盘，沿竖直方向间隔排列在所述料仓内，所述托盘用于承载所述拉钉；以及

运料件，被配置为将位于所述料仓最上侧的托盘运出或送回所述料仓。

作为优选地，所述运料件上设置有卡块，所述托盘上沿竖直方向贯穿开设有卡槽，所述卡块与所述卡槽相适配卡接。

作为优选地，所述机械手包括：

臂体；

安装件，设置于所述臂体的活动端；

刀柄抓取件，设置于所述安装件上，所述刀柄抓取件被配置为抓取所述刀柄；

拉钉抓取件，设置于所述安装件上，所述拉钉抓取件被配置为抓取所述拉钉；以及

筒夹抓取件，设置于所述安装件上，所述筒夹抓取件被配置为抓取所述筒夹。

作为优选地，所述刀柄固定夹具包括：

承托件，设置于装夹平台上，所述承托件被配置为沿第一水平方向承托所述刀柄；

限位件，包括与所述刀柄相适配的开口，所述限位件沿第二水平方向滑移设置于所述装夹平台上，所述第二水平方向与所述第一水平方向相垂直；以及

第一驱动件，被配置为驱动所述限位件滑移。

作为优选地，所述限位件设置有多个，多个所述限位件沿所述第一水平方向排列，所述第一驱动件的数量对应所述限位件的数量设置。

作为优选地，所述筒夹固定夹具包括：

托持件，包括朝上设置的弧形槽所述托持件沿竖直方向滑移设置于所述装夹平台上；以及

第二驱动件，被配置为驱动所述托持件升降。

作为优选地，所述筒夹固定夹具还包括：

抵接件，沿所述第一水平方向设置于所述装夹平台上，所述抵接件位于所述托持件背离所述刀柄固定夹具的一侧；以及

第三驱动件，被配置为驱动所述抵接件滑移。

作为优选地，所述松紧模组包括：

基础件，沿所述第二水平方向滑移设置于所述装夹平台上；

推动件，设置于所述装夹平台上，所述推动件被配置为驱动所述基础件滑移；

第一电批，设置于所述基础件上且所述第一电批可沿所述第一水平方向运动，所述第一电批被配置为拧动所述拉钉；以及

第二电批，设置于所述基础件上且所述第二电批可沿所述第一水平方向运动，所述第二电批被配置为拧动所述螺钉。

一种根据上述的一种CNC刀具装配装置的CNC刀具装配方法，所述CNC刀具装配方法包括以下步骤：

所述第一上下料模组供给所述刀柄，所述机械手将所述刀柄运送至所述刀柄固定夹具并由所述刀柄固定夹具固定所述刀柄；

所述第二上下料模组供给所述筒夹，所述机械手将所述筒夹运送至所述筒夹固定夹具，所述筒夹固定夹具固定所述筒夹并使得所述筒夹与所述刀柄同轴抵接；

所述第二上下料模组供给所述拉钉，所述机械手将所述拉钉运送至所述拉钉固定夹具上，所述拉钉固定夹具固定所述拉钉并使得所述拉钉与所述刀柄呈同轴设置；

所述松紧模组通过所述螺钉将所述筒夹与所述刀柄配合锁紧；

所述松紧模组将所述拉钉与所述刀柄配合锁紧。

本发明的有益效果：

本发明通过机械手将第一上下料模组、第二上下料模组供给的拉钉、刀柄以及筒夹运送至装夹平台上，装夹平台上的松紧模组、刀柄固定夹具、筒夹固定夹具以及拉钉固定夹具等部件相互配合将拉钉、刀柄以及筒夹完成装配，有效地减少刀具装配过程中的人工参与度，从而能够减少甚至规避因人为失误出现刀具各部件连接松动的问题，进而保证产品加工的质量。

附图说明

图1是本发明提供的CNC刀具装配装置的结构示意图；

图2是本发明提供的第一上下料模组的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是本发明提供的刀柄固定夹具与筒夹固定夹具的结构示意图；

图5是本发明提供的松紧模组的结构示意图；

图6是本发明提供的CNC刀具装配方法的流程图。

图中：

1、装夹平台；

2、第一上下料模组；21、架体；22、料仓；23、动力件；24、托盘；241、卡槽；25、运料件；251、卡块；

3、第二上下料模组；

4、刀柄固定夹具；41、承托件；42、限位件；43、第一驱动件；

5、筒夹固定夹具；51、托持件；511、弧形槽；52、第二驱动件；53、抵接件；54、第三驱动件；

6、拉钉固定夹具；

7、松紧模组；71、基础件；72、推动件；73、第一电批；74、第二电批；741、批头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

基于前文述及的内容，刀具的拆装都是通过人工手动拆装的，因为人为失误，有时就会出现刀具各部件连接松动的问题，对加工产品会造成外观与尺寸均有较为严重的不良影响。

为解决上述问题请参阅图1至图5，本实施例提供一种CNC刀具装配装置，该CNC刀具装配装置用于将拉钉和安装有刀头的筒夹安装于刀柄上，拉钉与刀柄的一端螺接，筒夹通过螺钉与刀柄的另一端连接，CNC刀具装配装包括装夹平台1、第一上下料模组2、第二上下料模组3、刀柄固定夹具4、筒夹固定夹具5、拉钉固定夹具6、松紧模组7以及机械手。

第一上下料模组2被配置为供给或回收刀柄。第二上下料模组3被配置为供给或回收拉钉与筒夹。刀柄固定夹具4设置于装夹平台1上，固定夹具被配置为固定刀柄。筒夹固定夹具5设置于装夹平台1上，筒夹固定夹具5被配置为固定筒夹，以限制刀柄与筒夹同轴抵接。拉钉固定夹具6，设置于装夹平台1上，拉钉固定夹具6被配置为固定拉钉，以限制刀柄与拉钉呈同轴设置。松紧模组7设置于装夹平台1上并位于拉钉固定夹具6所在的一侧，松紧模组7被配置为拧动拉钉与螺钉。机装夹平台1、第一上下料模组2以及第二上下料模组3分布在机械手的周侧，机械手被配置为按预设路径在装夹平台1、第一上下料模组2以及第二上下料模组3之间运送拉钉、刀柄以及筒夹。

请参阅图6，根据上述CNC刀具装配装置的CNC刀具装配方法包括以下步骤：

第一上下料模组3供给刀柄，机械手将刀柄运送至刀柄固定夹具4并由刀柄固定夹具4固定刀柄；

第二上下料模组3供给筒夹，机械手将筒夹运送至筒夹固定夹具5，筒夹固定夹具5固定筒夹并使得筒夹与刀柄同轴抵接；

第二上下料模组2供给拉钉，机械手将拉钉运送至拉钉固定夹具6上，拉钉固定夹具6固定拉钉并使得拉钉与刀柄呈同轴设置；

松紧模组7通过螺钉将筒夹与刀柄配合锁紧

松紧模组7将拉钉与刀柄配合锁紧。

可以理解的是，通过机械手将第一上下料模组2、第二上下料模组3供给的拉钉、刀柄以及筒夹运送至装夹平台1上，装夹平台1上的松紧模组7、刀柄固定夹具4、筒夹固定夹具5以及拉钉固定夹具6等部件相互配合将拉钉、刀柄以及筒夹完成装配，有效地减少刀具装配过程中的人工参与度，从而能够减少甚至规避因人为失误出现刀具各部件连接松动的问题，进而保证产品加工的质量。

机械手(图中未标示)包括臂体、安装件、刀柄抓取件、拉钉抓取件以及筒夹抓取件。安装件设置于臂体的活动端。刀柄抓取件设置于安装件上，刀柄抓取件被配置为抓取刀柄。拉钉抓取件设置于安装件上，拉钉抓取件被配置为抓取拉钉。筒夹抓取件设置于安装件上，筒夹抓取件被配置为抓取筒夹。需要说明的是，臂体优选为现有技术中的六轴式机械臂，其工作原理为本领域工作人员所熟知的，不做赘述。还需要说明的是，上述刀柄抓取件、拉钉抓取件以及筒夹抓取件均采用现有技术中的夹爪气缸，具体的型号根据实际所抓取零部件的尺寸进行选择，本实施例对此不做具体限制和要求。可以理解的是，通过臂体驱动刀柄抓取件、拉钉抓取件以及筒夹抓取件运动并抓取对应的零部件，灵活且便捷。

第一上下料模组2包括架体21、料仓22、动力件23、多个托盘24以及运料件25。料仓22，沿竖直方向与架体21滑移配合。动力件23被配置为驱动料仓22升降。多个托盘24沿竖直方向间隔排列在料仓22内，托盘24用于承载拉钉。运料件25被配置为将位于料仓22最上侧的托盘24运出或送回料仓22。实际应用中，先由工作人员将载有拉钉的多个托盘24一一放置于料仓22内，随后由动力件23驱动料仓22上升，再由运料件25将位于料仓22最上侧的托盘24的运出，从而便于机械手自该托盘24内抓取拉钉。可以理解的是，上述拉钉上料的过程中，人工参与度低，自动化程度高。需要说明的是，动力件23优选为现有技术中的伺服电机与传动链条相结合的驱动结构，当然，在其他实施例中动力件23还可以选择现有技术中具有直线驱动功能的驱动结构。还需要说明的是，多个托盘24与料仓22的配合方式优选现有技术中的滑轨结构，以确保滑移稳定，不易卡死。另外，在本实施例中，第二上下料模组3的结构与第一上下料模组2的结构类似，对此不再详述。

优选地，运料件25上设置有卡块251，托盘24上沿竖直方向贯穿开设有卡槽241，卡块251与卡槽241相适配卡接。在本实施例中，运料件25优选现有技术中的线性模组。实际应用中，由动力件23驱动料仓22上升直至位于料仓22最上侧的托盘24上的卡槽241与运料件25的卡块251卡接之后，动力件23停止驱动料仓22上升，随后运料件25向料仓22外侧拉动托盘24滑移，即能够将托盘24运出料仓22。可以理解的是，卡块251与卡槽241卡接的连接方式，结构简单，成本低。

刀柄固定夹具4包括承托件41、限位件42以及第一驱动件43。承托件41设置于装夹平台1上，承托件41被配置为沿第一水平方向承托刀柄。限位件42包括与刀柄相适配的开口，限位件42沿第二水平方向滑移设置于装夹平台1上，第二水平方向与第一水平方向相垂直。第一驱动件43被配置为驱动限位件42滑移。可以理解的是，通过第一驱动件43驱动限位件42滑移，并使得限位件42上的开口与承托件41上的刀柄相卡接，即实现了对刀柄的固定，结构简单，定位精准。需要说明的是，第一驱动件43优选为现有技术中的气缸，不做赘述。

为进一步提升对刀柄定位的精准性，限位件42设置有多个，多个限位件42沿第一水平方向排列，第一驱动件43的数量对应限位件42的数量设置。可以理解的是，多个限位件42用于对刀柄沿其轴向的多个不同部位进行固定，从而有助于对刀柄定位的精准性。需要说明的是，在本实施例中，限位件42设置有两个，一个限位件42用于对刀柄的中部进行固定，另一个限位件42用于对刀柄的尾部进行固定。

筒夹固定夹具5包括托持件51、第二驱动件52、抵接件53以及第三驱动件54。托持件51包括朝上设置的弧形槽511托持件51沿竖直方向滑移设置于装夹平台1上。第二驱动件52被配置为驱动托持件51升降。抵接件53沿第一水平方向设置于装夹平台1上，抵接件53位于托持件51背离刀柄固定夹具4的一侧。第三驱动件54被配置为驱动抵接件53滑移。

实际应用中，先通过托持件51上的弧形槽511承托筒夹，随后在第三驱动件54的作用下，抵接件53能够推抵筒夹的端部，从而实现对筒夹的固定，以避免后续装配过程中筒夹发生位移的情况。需要说明的是，第二驱动件52与第三驱动件54均可以选择现有技术中的气缸、线性模组等驱动结构，本实施例对此不做具体要求和限制。另外，为提升CNC刀具装配装置的适用性，以满足不同刀长的刀具的装配需求。可以理解的是，根据所装配刀具的刀长需求，可由第三驱动件54驱动抵接件53滑移，随后抵接件53推动筒夹在托持件51上滑移，以使得筒夹的位置适应刀柄的长度，以满足后续装配需求。

松紧模组7包括基础件71、推动件72、第一电批73与第二电批74。基础件71沿第二水平方向滑移设置于装夹平台1上。推动件72设置于装夹平台1上，动力件23被配置为驱动基础件71滑移。第一电批73设置于基础件71上且第一电批73可沿第一水平方向运动，第一电批73被配置为拧动拉钉。第二电批74设置于基础件71上且第二电批74可沿第一水平方向运动，第二电批74被配置为拧动螺钉。需要说明的是，推动件72优选为现有技术中的线性模组，不再详述。

需要说明的是，第一批头741包括用于夹紧拉钉的安装件，在本实施例中，前文述及的拉钉固定夹具6即为该安装件，第一批头741能够沿第一水平方向移动，以使拉钉与刀柄螺接。第二电批74包括批头741，批头741与螺钉适配，第二电批74可沿第一水平方向向移动，以使批头741伸出刀柄的内部并与螺钉连接。

在安装筒夹时，刀柄放置于刀柄固定夹具4上，将筒夹放置于固定夹具上，并在筒夹固定夹具5的作用下，使筒夹与刀柄本体抵接，当第二电批74移动至与刀柄同轴的位置时，第二电批74将批头741伸入至刀柄的内部与螺钉连接，在第二电批74的作用下完成对筒夹与刀柄的安装。在安装拉钉时，通过推动件72将第一电批73与移动至与刀柄同轴的位置，第一电批73带动拉钉向刀柄靠近，并且在第一电批73的作用下，将拉钉安装于刀柄本体上。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。