双工位快换柔性工装

技术领域

本发明属于机器人工装技术领域，涉及一种双工位快换柔性工装。

背景技术

夹具固定装置是现在很多机器人上非常常用的一部分，市场上现已存在相当多数量以及种类的夹具固定装置，然而这类装置使用对象主要是常规机器人，并不能满足专用机器人的使用要求。这是因为专用机器人上面对工件种类繁多，且每个工件的大小有差异而导致其固定不便捷、加工效率低，由此造成前期成本远远超支。所以急需一种能够满足差异型工件夹持需求且装卸便捷，能够提高加工效率的工装。

发明内容

本发明在于提供一种双工位快换柔性工装，以解决专用机器人上面对工件种类繁多，且每个工件的大小有差异而导致其固定不便捷、加工效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种双工位快换柔性工装，包括转台基座和快换机构，旋转定位台通过旋转机构设置在转台基座上，所述快换机构包括两个夹持快换接头和一个连接在机器人末端的工位快换接头；所述夹持快换接头分别设置在所述旋转定位台的左右两端，所述夹持快换接头上设有夹持机构；所述夹持机构包括底座，所述底座的上端通过连接件可拆卸地连接有气动爪，所述气动爪的底部外周还设置有若干个仿形定位块。

所述气动爪通过连接板与所述连接件相连接；所述连接板上还均匀设置有若干个定位孔，所述仿形定位块卡设在所述定位孔上。

所述夹持快换接头包括由上至下连接的安装板和T侧快换模块，所述T侧快换模块的外周还套设有拉紧环，所述安装板与所述夹持机构的底座相连；所述工位快换接头包括拉紧气缸，所述拉紧气缸内设置有R侧快换模块，所述T侧快换模块和R侧快换模块内布置有相匹配的气路对接模块和电路对接模块；所述拉紧气缸与拉紧环接触定位后将所述R侧快换模块顶出并与T侧快换模块进行对接，以接通所述机器人与夹持机构之间的气路和电路。

所述拉紧气缸的顶端外侧还形成有定位锥面，所述拉紧环的下端面形成有与所述定位锥面相配合的定位凹槽。

所述气动爪内侧设置有夹持传感器，所述拉紧气缸的顶部设置有拉紧传感器；所述夹持传感器和拉紧传感器分别向工控机发送到位信号。

所述转台基座上还设置有顶紧机构，所述顶紧机构伸出的连杆末端设置有对接凹部，所述旋转定位台左右两端的边沿上均设置有对接凸部；所述顶紧机构通过所述对接凹部连接到对接凸部而向所述旋转定位台定位并施力。

所述转台基座上还设置有一对校准块，所述校准块分布在所述旋转机构的旋转轴两侧。

所述转台基座内还设置有电机，所述电机通过减速机带动所述旋转机构旋转，从而带动旋转定位台旋转。

所述旋转定位台的左右两端上自边沿起分别开设有卡槽，所述卡槽的周边形成有锥槽，所述底座的下端面设置有相配合的定位锥套，所述定位锥套设置在所述锥槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种双工位快换柔性工装包括转台基座、快接机构和夹持机构，所述转台基座上通过旋转机构设置有旋转定位台，快接机构包括两个夹持快换接头和一个工位快换接头。所述旋转定位台的左右两端上分别设置一组夹持快换接头和夹持机构，工位快换接头设置在机器人末端，由此实现一端加工、另一端上料。

具体为：在上料端给夹持机构上放置待加工工件，然后旋转定位台在旋转机构的带动下旋转，来进行工位转换；随后该工件进入到操作端，机器人携带工位快换接头靠近工件所在一端的夹持快换接头，接触并完成对接，对该工件进行加工操作。与此同时，另一端上料。如此一来，当上一个工件加工完成后，即可进行工位转换后来进行下一工件的加工，而将上一工件从夹持机构中取出，并放入其他待加工的工件，以充分利用加工等待时间。其中，夹持机构包括气动爪、仿形定位块和连接件，气动爪兼容型好、抓取范围大，能够满足不同大小工件的柔性夹持需求；仿形定位块能够在底部给予工件定位和支持，在满足更多类型工件的同时保证工件的上料位置一致；在下一待加工工件外形发生较大变化时，可以直接从连接件上快速拆下气动爪以及仿形定位块，然后更换相适应的定位工装。快换机构能够在不需要其他工具的情况下方便快捷地实现机器人与夹持机构之间气路、电路的连通或断开，节省时间的同时降低操作人员的劳动强度。

可以看出，本发明中的双工位能够实现效率最大化，柔性工装夹具能够消除因工件误差引起的装夹不稳，适用于更多类型工件的同时提高加工质量；配合末端的快换机构能够智能化夹取，大大的提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明中夹持机构的局部放大图；

图4为本发明中快换机构(包括夹持快换接头和工位快换接头)的局部放大图；

图中，1-转台基座、2-旋转机构、3-旋转定位台、31-卡槽、32-对接凸部、4-夹持快换接头、41-安装板、42-T侧快换模块、43-拉紧环、5-夹持机构、51-底座、52-连接件、53-气动爪、54-仿形定位块、55-定位锥套、6-工位快换接头、61-拉紧气缸、62-R侧快换模块、63-定位锥面、7-顶紧机构、8-电机、9-减速机、10-校准块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

本发明提供一种双工位快换柔性工装，参见图1、图3，包括转台基座1和快换机构，旋转定位台3通过旋转机构2设置在转台基座1上，所述快换机构包括两个夹持快换接头4和一个连接在机器人末端的工位快换接头6；所述夹持快换接头4分别设置在所述旋转定位台3的左右两端，所述夹持快换接头4上设有夹持机构5；所述夹持机构5包括底座51，所述底座51的上端通过连接件52可拆卸地连接有气动爪53，所述气动爪53的底部外周还设置有若干个仿形定位块54。

本发明提供的一种双工位快换柔性工装包括转台基座1、快接机构和夹持机构5，所述转台基座1上通过旋转机构2设置有旋转定位台3，快接机构包括两个夹持快换接头4和一个工位快换接头6。所述旋转定位台3的左右两端上分别设置一组夹持快换接头4和夹持机构5，工位快换接头6设置在机器人末端，由此实现一端加工、另一端上料。

具体为：在上料端给夹持机构5上放置待加工工件，然后旋转定位台3在旋转机构2的带动下旋转，来进行工位转换；随后该工件进入到操作端，机器人携带工位快换接头6靠近工件所在一端的夹持快换接头4，接触并完成对接，对该工件进行加工操作。与此同时，另一端上料。如此一来，当上一个工件加工完成后，即可进行工位转换后来进行下一工件的加工，而将上一工件从夹持机构5中取出，并放入其他待加工的工件，以充分利用加工等待时间。其中，夹持机构5包括气动爪53、仿形定位块54和连接件52，气动爪53兼容型好、抓取范围大，能够满足不同大小工件的柔性夹持需求；仿形定位块54能够在底部给予工件定位和支持，在满足更多类型工件的同时保证工件的上料位置一致；在下一待加工工件外形发生较大变化时，可以直接从连接件52上快速拆下气动爪53以及仿形定位块54，然后更换相适应的定位工装。快换机构能够在不需要其他工具的情况下方便快捷地实现机器人与夹持机构5之间气路、电路的连通或断开，节省时间的同时降低操作人员的劳动强度。

可以看出，本发明中的双工位能够实现效率最大化，柔性工装夹具能够消除因工件误差引起的装夹不稳，适用于更多类型工件的同时提高加工质量；配合末端的快换机构能够智能化夹取，大大的提高了工作效率。

优选的，所述气动爪53通过连接板与所述连接件52相连接；所述连接板上还均匀设置有若干个定位孔，所述仿形定位块54卡设在所述定位孔上，仿形定位块54的数量一般为3-5个。更优选地，仿形定位块54之间还可以通过垫片调整松紧。因为连接件52可以与连接板分离，当下一待加工工件的外形发生较大变化，可以快速拆下气动爪53、仿形定位块54和连接板这一整套，然后换上另外合适的定位工装，以保证快速换件生产。并且，可以预先根据不同工件的外形和大小来加工出相适应的仿形定位块54，在使用时及时调整或者更换上适配的仿形定位块54。

快换机构包括可对接的夹持快换接头4和工位快换接头6，夹持快换接头4和工位快换接头6之中布置有相应的气路和电路。夹持快换接头4与夹持机构5连接，工位快换接头6连接在机器人末端。具体如图4所示，所述夹持快换接头4包括由上至下连接的安装板41和T侧快换模块42，所述T侧快换模块42的外周还套设有拉紧环43，所述安装板41与所述夹持机构5的底座51相连；所述工位快换接头6包括拉紧气缸61，所述拉紧气缸61内设置有R侧快换模块62，所述T侧快换模块42和R侧快换模块62内布置有相匹配的气路对接模块和电路对接模块；所述拉紧气缸61与拉紧环43接触定位后将所述R侧快换模块62顶出并与T侧快换模块42进行对接，以接通所述机器人与夹持机构5之间的气路和电路。

另外，所述拉紧气缸61的顶端外侧还形成有定位锥面63，所述拉紧环43的下端面形成有与所述定位锥面63相配合的定位凹槽，以确保夹持快换接头4和工位快换接头6的对接精度。

为了确保加工安全及避免误操作，所述气动爪53内侧设置有夹持传感器，所述拉紧气缸61的顶部设置有拉紧传感器；所述夹持传感器和拉紧传感器分别向工控机发送到位信号。

所述转台基座1内还设置有电机8，所述电机8通过减速机9带动所述旋转机构2旋转，从而带动旋转定位台3旋转。为了提高旋转定位台3在水平方向上的精度，如图2所示，所述转台基座1上还设置有顶紧机构7，所述顶紧机构7伸出的连杆末端设置有对接凹部，所述旋转定位台3左右两端的边沿上均设置有对接凸部32；所述顶紧机构7通过所述对接凹部连接到对接凸部32而向所述旋转定位台3定位并施力。在一种实施方式中，所述顶紧机构7受控于气缸。

在实际使用情况中，由于运输或者碰撞以及每次使用情况的不同，都有可能造成所述旋转机构2非正常偏移，故而所述转台基座1上还设置有一对校准块10，所述校准块10分布在所述旋转机构2的旋转轴两侧，以确保旋转定位台3旋转后的回正精度。

参见图1，所述旋转定位台3的左右两端上自边沿起分别开设有卡槽31，所述卡槽31的周边形成有锥槽，所述底座51的下端面设置有相配合的定位锥套55，所述定位锥套55设置在所述锥槽内，以确保夹持机构5能够稳固地设置在卡槽31上。

上下料的具体过程如下：首先，将待加工工件放置在夹持机构5上的气动爪53中心。其中，气动爪53底部设置有连接板，连接板上气动爪53的外周围均匀布置有仿形定位块54，工件依靠仿形定位块54的定位，来确保上料位置一致。连接件52为固定设计，可与其上端面的部分即连接板上的气动爪53、仿形定位块54和工件分离，以保证快速换件生产。而底座51上的定位锥套55能够实现与旋转定位台3中卡槽31之间的定位。

然后将夹持快换接头4的安装板41和夹持机构5的底座51安装在一起，工位快换接头6安装在机器人末端。机器人带动工位快换接头6移动到夹持快换接头4的下方，逐渐靠近至接触到位，拉紧气缸61将工位快换接头6顶出与夹持快换接头4对接，以实现机器人与夹持机构5之间的气路、电路接通。此时，气动爪53在其气缸的带动下夹紧，当气动爪53上的夹持传感器以及拉紧气缸61的拉紧传感器到位，则完成机器人末端上料的定位及夹紧。

此工件加工完成后，断开夹持快换接头4和工位快换接头6之间的连接，然后取下加工好的工件或者摘掉连接件上面部分，通过旋转定位台3转动来切换加工完成的工件和待加工工件的位置，再进行上述操作。可以看出，本发明能够实现一侧上料，一侧加工，由此使工作效率最大化。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。