一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器制造技术

本发明专利技术涉及数控机床技术领域，且公开了一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，由AGV小车承载机械臂，同时AGV小车的顶部设置有装载刀具的刀具架，末端执行器包括呈钳状的执行架，执行架的顶部和底部中央均开设有插孔并利用插孔插入有移动刀具，插孔的直径大于刀具直径且小于刀具的刀柄部分，执行架的外侧设置有用于夹持刀具且对称的两个夹持模块。该可快速更换刀具的机械臂末端执行器，不需要使用气缸驱动末端执行器，采用电磁铁配合机械结构进行刀具的夹持，避免因气压不足导致的刀具脱落，夹持得更加稳定，响应速度更快。响应速度更快。响应速度更快。

【技术实现步骤摘要】
一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器


[0001]本专利技术涉及数控机床
，具体为一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器。

技术介绍

[0002]数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件，综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，在数控刀具损坏时，经常会使用机械臂利用末端执行器进行换刀，提高换刀的效率，防止人员损伤。
[0003]目前数控机床更换刀具使用的末端执行器种类较多，常分为气吸式和夹取式两种，气吸式和夹取式都需要气缸进行驱动，而气缸在气压未给足时，会导致刀具脱落，换刀进程中断，并且都是先取下在使用刀具，再拿取待安装刀具，更换刀具时间长，影响机床生产效率，故而提出一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器。
[0004]中国专利公开号CN209812348U公开一种滚刀更换机械手用末端执行器，降低操作安全风险并提高换刀效率，但该执行器采用液压马达与机械手指配合的方法进行换刀操作，需考虑在恶劣环境下机械手指能否正常工作，四只手指配合抓取拆卸刀具易产生抖动造成换刀失败，不适用大型施工环境；中国专利公开号CN111015320B提供了一种刀具装夹设备包括分离设置的刀把快换手爪和刀具装夹机构，可进行不同刀具的精准装夹并提高效率，但该设备加装多组手爪及套筒，结构复杂，精密零件多，易受外部因素干扰，考虑到其测试环境为实验室，未进行实际加工环境测试，无法保证恶劣环境中设备运行稳定性。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，具备不需要汽缸驱动，更换刀具步骤简单，时间短等优点，解决了气吸式和夹取式都需要气缸进行驱动，而气缸在气压未给足时，会导致刀具脱落，换刀进程中断，并且都是先取下在使用刀具，再拿取待安装刀具，更换刀具时间长，影响机床生产效率的问题。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，涉及机械臂，包括安装在机械臂末端用于给机床换刀的末端执行器，所述机械臂的底部设置有用于安装机械臂并沿电磁轨道行走的AGV小车，AGV小车的顶部设置有装载刀具的刀具架；所述末端执行器包括呈钳状的执行架，执行架的顶部和底部中央均开设有插孔并利用插孔插入有移动刀具，插孔的直径小于移动刀具的刀柄部分，所述执行架的外侧设置有用于夹持固定移动刀具且对称的两个夹持模块，夹持模块可远程操控。该可快速更换刀具的机械臂末端执行器，不需要使用气缸驱动末端执行器，采用电磁铁配合机械结构进行刀具的夹持，避免因气压不足导致的刀具脱落，同时夹持得更加稳定，响应速度更快。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体步骤：
[0009]步骤1：通过数控机床内的传感器对刀具状态进行监测，当刀具受损需要更换时，将信号传递给控制器；
[0010]步骤1.1：控制器控制AGV小车移动至相应数控机床的坐标位置；
[0011]步骤1.2：机械臂2带动末端执行器4利用其中一个夹持模块从刀具架3中夹持待安装的刀具；
[0012]步骤1.3：执行架41利用插孔42套在待安装刀具尖端；
[0013]步骤1.4：待安装刀具尖端推动吊板49向执行架41中轴移动；
[0014]步骤1.5：在铰接模块的联动下，两个夹板46相对移动至将待安装刀具的刀柄部分夹持；
[0015]步骤2：利用控制器对相应的电磁铁411通电，电磁铁411对吊板49产生磁吸，保持吊板49不会在受到弹簧45的回弹力影响下回移，使得两个夹板46将待安装刀具夹持；
[0016]步骤3：使用另一夹持模块将需要更换的刀具夹持取下；
[0017]步骤3.1：机械臂2带动末端执行器4转动一百八十度，使得待安装刀具转动至安装位置进行安装；
[0018]步骤3,2：将电磁铁411断电，弹簧45回弹，带动两个夹板46松开刀具,将替换刀具安装在机床上；
[0019]步骤3.3:机械臂带动末端执行器运动至空间指定位置后，将损伤刀具归还备用刀库。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0021]该可快速更换刀具的机械臂末端执行器，不需要使用气缸驱动末端执行器，采用电磁铁配合机械结构进行刀具的夹持，开设有供电磁铁线路通过的通孔，两个电磁铁分别与控制器电连接，控制器控制两个电磁铁单独通电，避免因气压不足导致的刀具脱落，同时夹持得更加稳定，响应速度更快。
[0022]该执行器采用双夹持结构，可预先将待安装刀具夹持，在拆除需更换刀具后，机械臂转动末端执行器一百八十度就可直接将待安装刀具进行安装，省去一个回程，节省换刀时间。
附图说明
[0023]图1为本专利技术结构示意图；
[0024]图2为本专利技术末端执行器的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术末端执行器的结构右视图；
[0026]图4为本专利技术末端执行器的结构俯视图。
[0020]图中：1、AGV小车；2、机械臂；3、刀具架；4、末端执行器；41、执行架；42、插孔；43、移动刀具；44、固定板；45、弹簧；46、夹板；47、铰接模块；48、吊杆；49、吊板；410、支撑板；411、电磁铁；471、第一铰接轴；472、铰接板；473、第二铰接轴。
具体实施方式
[0021]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基
于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0022]实施例一，由图1
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2给出，一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，本专利技术涉及机械臂2，包括安装在机械臂2末端用于给机床换刀的末端执行器4，机械臂2的底部设置有用于安装机械臂2并沿电磁轨道行走的AGV小车1，AGV小车1的顶部设置有装载刀具的刀具架3，刀具架3均匀排列；
[0023]末端执行器4包括呈扳手状的执行架41，执行架41的顶部和底部中央均开设有插孔42并利用插孔42插入有移动刀具43，插孔42的直径小于移动刀具43的刀柄部分，执行架41的外侧设置有用于夹持固定移动刀具43且对称的两个夹持模块，夹持模块可远程操控。
[0024]参考图2
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4，夹持模块包括铰接在执行架41侧面的四个铰接模块47，上下铰接模块47的相对端均铰接有吊杆48，同侧两个吊杆48的外侧之间套接有呈方形管状的吊板49，上下铰接模块47的相背端均铰接有夹板46，相邻两个夹板46的相对侧均呈内凹的弧形，且两个夹板46将移动刀具43刀柄部分夹持，两个夹板46的相对侧均固定有橡胶垫，增加夹持时的摩擦力，使得夹持更稳定。
[0025]在移动刀具43从插孔42插入时，移动刀具43抵住吊板49。
[0026]吊板49向执行架41中轴移动，利用铰接模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，涉及机械臂(2)，其特征在于：包括安装在机械臂(2)末端用于给机床换刀的末端执行器(4)，所述机械臂(2)的底部设置有用于安装机械臂(2)的AGV小车(1)，AGV小车(1)的顶部设置有装载刀具的刀具架(3)；所述末端执行器(4)包括呈钳状的执行架(41)，执行架(41)的顶部和底部中央均开设有插孔(42)并利用插孔(42)插入有移动刀具(43)，插孔(42)的直径小于移动刀具(43)的刀柄部分，所述执行架(41)的外侧设置有用于夹持固定移动刀具(43)且对称的两个夹持模块，夹持模块可远程操控。2.根据权利要求1所述的一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，其特征在于：所述夹持模块包括铰接在执行架(41)侧面的四个铰接模块(47)，上下铰接模块(47)的相对端均铰接有吊杆(48)，同侧两个吊杆(48)的外侧之间套接有呈方形管状的吊板(49)，上下铰接模块(47)的相背端均铰接有夹板(46)，相邻两个夹板(46)的相对侧均呈内凹的弧形，且两个夹板(46)将移动刀具(43)刀柄部分夹持。3.根据权利要求2所述的一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，其特征在于：所述夹持模块还包括固定在执行架(41)内侧中央的支撑板(410)，支撑板(410)的顶部和底部均固定安装有电磁铁(411)，吊板(49)为可被电磁铁(411)吸引的金属。4.根据权利要求2所述的一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，其特征在于：相邻两个夹板(46)的相背侧均固定连接有弹簧(45)，弹簧(45)远离夹板(46)的一端固定连接有与执行架(41)外侧固定连接的固定板(44)。5.根据权利要求2所述的一种可快速更换刀具的机械臂末端执行器，其特征在于：所述铰接模块(47)包括固定在夹板(46)外侧的第一铰接轴(471)和固定在执行架(41)外侧的第二铰接轴(473)，第一铰...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊哲，吴宇伦，武千，徐国达，张诗怡，周世超，张雅姝，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：