一种工业机器人多工位夹具的制作方法

本发明涉及夹具技术领域，特别涉及一种工业机器人多工位夹具。

背景技术：

目前工业机器人应用技术已快速的融合到工业应用的各个领域，工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。但工业机器人要与工业应用完美结合起来，需要设计一系列的非标夹具与机器人配合使用才能发挥机器人的工业作用。

以教学用机器人为例，学生在学习工业机器人应用技术时，会学习到码垛、搬运、喷涂、轨迹编程等相关技术知识，功能设计单一的夹具在使用时，存在夹具工位少、夹具自身功能不能满足使用需求，需要更换除现有夹具具备功能的其他夹具时，夹具不能实现快拆快换，拆装更换夹具的辅助时间长，重复安装定位精度低的问题，从而很大程度上降低了教学效率。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工业机器人多工位夹具，该夹具多个功能工位，能够满足较多的模块化教学使用需求，而且装拆快捷，重复安装定位精度高，能够提高教学效率。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种工业机器人多工位夹具，包括与工业机器人连接的法兰盘，固定在法兰盘下端面的定位接头，与定位接头配合连接的定位端子，以及固定在定位端子下端面的夹具本体;夹具本体包含不少于两个工位；所述定位端子具有一个定位轴，所述定位接头上开设有一个与定位轴对应的定位轴孔，定位轴插接于定位轴孔中并通过偏心轴锁紧机构进行定位和固定。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述定位接头包括与法兰盘连接的定位接头座，以及设置于定位接头座下端的定位轴套；所述定位轴孔开设在定位轴套上；所述定位端子包括定位轴，以及设置于定位轴下端、用于连接夹具本体的定位端子座。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述偏心轴锁紧机构包括穿设在定位轴套上的偏心轴，设置在偏心轴一端的限位帽，铰接于偏心轴另一端的锁紧扳手，以及设置于锁紧扳手与定位轴套外壁之间的弹性垫圈；所述偏心轴的中部的横截面为由一根直线和优圆弧首尾连接围成的优弧弓形；所述定位轴上垂直于轴向开设有与偏心轴相适应的锁定圆孔，锁定圆孔的直径与所述优圆弧的直径相等；定位轴上端面开设有沿轴向延伸并连通锁定圆孔的方槽，方槽的一个侧面与锁定圆孔的周线相切，方槽的宽度与所述优弧弓形的高相等。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述定位轴上端的外圆周上设置有环形槽，环形槽中设置有橡胶圈。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述夹具本体包括四个工位，该四个工位分别为气动手指工位、喷头工位、吸盘工位、白板笔工位。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述夹具本体包括连接在定位端子下端的上支承板，设置于上支承板下方的下支承板，以及设置于上支承板和下支承板之间的气动手指组件、喷头组件、吸盘组件；下支承板上设置有白板笔组件。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述气动手指组件包括连接在上支承板和下支承板之间的气动手指侧板，固定在气动手指侧板上的气动手指气缸，以及固定在气动手指气缸两端活塞杆上的夹片；所述喷头组件包括连接在上支承板和下支承板之间的喷头侧板，以及固定在喷头侧板上的气动喷头；所述吸盘组件包括连接在上支承板和下支承板之间的吸盘侧板，固定在吸盘侧板上的吸盘支架，以及固定在吸盘支架上的吸盘；所述白板笔组件包括设置在下支承板上的笔夹头，以及夹持在笔夹头中的白板笔。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述气动手指侧板、喷头侧板、吸盘侧板的法向两两之间的夹角为120°。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述吸盘侧板上开设有若干腰型孔；所述吸盘支架包括连接杆、以及用于把连接杆固定在腰型孔上的连接螺母；吸盘设置在连接杆的端部，连接螺母与吸盘之间连接有复位弹簧。

所述的工业机器人多工位夹具，其中，所述笔夹头为通过螺栓固定在下支承板上的开口圆环，其内孔直径与所述白板笔直径相等；笔夹头通过垂直于圆环开口平面的螺钉对白板笔进行锁紧。

有益效果：

本发明提供了一种工业机器人多工位夹具，该夹角包括一个具有多个功能工位的夹具本体，能够满足较多的模块化教学使用需求；夹具本体通过定位接头、定位端子和法兰盘连接到工业机器人上，其中定位接头和定位端子之间采用轴孔配合连接并通过偏心轴锁紧机构进行定位和固定，装拆快捷，重复安装定位精度高，能够提高教学效率。

附图说明

图1为本发明提供的工业机器人多工位夹具的立体图。

图2为本发明提供的工业机器人多工位夹具的仰视图。

图3为本发明提供的工业机器人多工位夹具中，部分结构的立体图。

图4为本发明提供的工业机器人多工位夹具中，定位接头的结构示意图。

图5为本发明提供的工业机器人多工位夹具中，偏心轴锁紧机构的结构示意图。

图6为图5中的a-a截面图。

图7为本发明提供的工业机器人多工位夹具中，定位端子的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种工业机器人多工位夹具，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-7，本发明提供一种工业机器人多工位夹具，包括与工业机器人连接的法兰盘1，固定在法兰盘下端面的定位接头2，与定位接头配合连接的定位端子3，以及固定在定位端子下端面的夹具本体4;夹具本体包含不少于两个工位；所述定位端子3具有一个定位轴31，所述定位接头2上开设有一个与定位轴31对应的定位轴孔21，定位轴31插接于定位轴孔21中并通过偏心轴锁紧机构5进行定位和固定。

具体的，所述定位接头2包括与法兰盘1连接的定位接头座22，以及设置于定位接头座下端的定位轴套23，如图4所示；所述定位轴孔21开设在定位轴套23上；所述定位端子3包括定位轴31，以及设置于定位轴31下端、用于连接夹具本体4的定位端子座32，如图7所示。在本实施例中，定位接头座22通过沉头螺栓固定在法兰盘1上，定位端子座通过沉头螺栓与夹具本体4连接。

进一步的，见图4-7，所述偏心轴锁紧机构5包括穿设在定位轴套23上的偏心轴51，设置在偏心轴一端的限位帽52，铰接于偏心轴另一端的锁紧扳手53，以及设置于锁紧扳手与定位轴套外壁之间的弹性垫圈54；所述偏心轴的中部的横截面为由一根直线511和优圆弧512首尾连接围成的优弧弓形；所述定位轴31上垂直于轴向开设有与偏心轴51相适应的锁定圆孔311，锁定圆孔的直径与所述优圆弧512的直径相等；定位轴31上端面开设有沿轴向延伸并连通锁定圆孔311的方槽312，方槽的一个侧面与锁定圆孔的周线相切，方槽的宽度与所述优弧弓形的高（图6中的h）相等。

定位接头2与定位端子3的连接过程如下：松开锁紧扳手53并转动偏心轴51使偏心轴中部截面中的直线511处于竖直方向，把定位轴31插入定位轴孔21使偏心轴51穿过方槽312进入锁定圆孔311中，接着，转动偏心轴51使偏心轴中部截面中的直线511处于水平方向，最后锁紧锁紧扳手53完成连接。此处，通过定位轴31与定位轴孔21的配合连接，连接强度大，偏心轴51与锁定圆孔311的配合能够快速的锁定定位轴31的周向位置，重复安装的定位精度高；而且拆装过程无需装拆螺丝，简单快捷，能够有效提高教学效率。

为了减少重量，所述定位轴31为圆筒状，如图3所示。这种结构还可以减小偏心轴51与锁定圆孔311的接触面积，使偏心轴51的转动更加顺畅，进一步提高装拆的快捷性。

优选的，见图3、7，所述定位轴31上端的外圆周上设置有环形槽313，环形槽中设置有橡胶圈（图中没画）。橡胶圈能够有效防止定位轴31松动，也起到缓冲减震作用，有效降低机器人工作时产生并传递到夹具本体的振动。

在本实施例中，以图1-7所示夹具为例，所述夹具本体4包括四个工位，该四个工位分别为气动手指工位、喷头工位、吸盘工位、白板笔工位（事实上夹具本体中还可以集成更多工位）。

具体的，所述夹具本体4包括连接在定位端子下端的上支承板41，设置于上支承板下方的下支承板42，以及设置于上支承板和下支承板之间的气动手指组件43、喷头组件44、吸盘组件45；下支承板上设置有白板笔组件46。

其中，所述气动手指组件43包括连接在上支承板和下支承板之间的气动手指侧板431，固定在气动手指侧板上的气动手指气缸432，以及固定在气动手指气缸两端活塞杆上的夹片433；所述喷头组件44包括连接在上支承板和下支承板之间的喷头侧板441，以及固定在喷头侧板上的气动喷头442；所述吸盘组件45包括连接在上支承板和下支承板之间的吸盘侧板451，固定在吸盘侧板上的吸盘支架452，以及固定在吸盘支架上的吸盘453；所述白板笔组件46包括设置在下支承板上的笔夹头461，以及夹持在笔夹头中的白板笔462。

优选的，所述气动手指侧板431、喷头侧板441、吸盘侧板451的法向两两之间的夹角为120°。此时，气动手指侧板所在平面、喷头侧板所在平面、吸盘侧板所在平面围成正三棱柱的侧面，这种结构有利于有效利用空间，从而缩小体积、减轻重量，而且需要使用这三个工位的某一个时，只需要旋转机器人的同一个轴即可，控制程序简单。同理，可以采用“四棱柱”、“五棱柱”等的结构形式来增加工位。

进一步的，见图1-3，所述吸盘侧板451上开设有若干腰型孔4511；所述吸盘支架452包括连接杆4521、以及用于把连接杆固定在腰型孔上的连接螺母4522；吸盘453设置在连接杆4521的端部，连接螺母与吸盘之间连接有复位弹簧5423。用户可以根据需要的数量安装吸盘，同时吸盘的位置可以进行调节，提高适用性。

在本实施例中，所述笔夹头461为通过螺栓固定在下支承板上的开口圆环，其内孔直径与所述白板462笔直径相等；笔夹头461通过垂直于圆环开口4611平面的螺钉4612对白板笔进行锁紧，如图2所示。

综上所述，本发明提供了一种工业机器人多工位夹具，该夹角包括一个具有多个功能工位的夹具本体，能够满足较多的模块化教学使用需求；夹具本体通过定位接头、定位端子和法兰盘连接到工业机器人上，其中定位接头和定位端子之间采用轴孔配合连接并通过偏心轴锁紧机构进行定位和固定，装拆快捷，重复安装定位精度高，能够提高教学效率。此外，在定位轴上设置橡胶圈，有效防止定位轴松动，并降低夹具本体的振动；以“三棱柱”状的结构形式集成气动手指工位、喷头工位、吸盘工位，效利用空间，从而缩小体积、减轻重量，并有利于简化机器人的控制程序；把定位轴设置为圆筒状，有利于减少重量，并进一步提高装拆的快捷性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。