专利名称：自动快换夹具托盘的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用气动实现电信号和气动回路的一次性交换装置，尤其是夹具 板与机械手连接的自动快换夹具托盘。
背景技术：
目前，利用机械手抓取模具产品的夹具板与机械手臂的连接需要人工来操作，同 一台机械手对应多套模具产品，每一套模具产品又需要一套夹具板对应，在模具交换 时必须由人工把对应不同型号夹具板拆装下来，每拆装一次都必须把电信号和气动气 管重新与机械手连接，同时每次拆装后需要重新调整安装位置，需要花费大量的操作 时间。 发明内容
为解决同一台机械手抓取不同的模具产品时夹具板的快速交换，减少因安装夹具板而停 机时间，本实用新型的发明目的在于提供一种自动快换夹具托盘，以实现夹具板的便捷更换， 从而将机械手因换夹具板而停机的时间縮减至最小的目的。
本实用新型的技术方案在于机械手臂上装有机械侧托盘本体，夹具板上连接有夹具 侧托盘本体，可实现夹具板与机械手臂定位、连接、分开以及气动信号与电器信号的连接 与断开。机械侧托盘D-SUB插头与夹具侧托盘D-SUB插座相连，机械侧托盘本体与夹 具侧托盘本体采用硬铝材料制作；在机械侧托盘本体的端部、活塞上套有连接支架，机械 侧托盘本体、活塞及连接支架之间形成气腔，活塞的头部形状由斜面和凹槽交替对称分布， 连接支架的导向固定孔里卡有锁紧钢珠，夹具侧托盘本体有与锁紧钢珠相对应的凹槽， 活塞向夹具侧托盘本体方向运动时，活塞推动锁紧钢珠从连接支架的导向固定孔里推 出，滚动到夹具侧托盘本体对应凹槽里；机械侧托盘的气腔内装有控制接头；活塞内孔 的弹簧上的钢珠托盘上装有防转钢珠；机械侧托盘的本体上装有机械侧接头，夹具侧 托盘的本体上装有夹具侧接头，气腔内装有气口接头，弹簧上装有堵气钢珠；机械侧 托盘本体上装有导柱，夹具侧托盘本体上有导套；活塞、连接支架与机械侧托盘本体 的接口处分别装有活塞密封圈与密封垫，活塞、连接支架之间装有连接架密封圈；气 口接头与夹具侧托盘本体之间装有密封垫和密封圈。在机械手与夹具板之间的接口处分别设计机械侧托盘和夹具侧托盘两部分，这两部分可 以通过一个信号实现夹具板与机械手精确定位和牢固的连接及快捷的分开。因为一个夹具板 可以在不同的机械手上使用，所以只要装有同规格夹具侧托盘的夹具板就可以从一台机械手 移动到另外一台机械手并定位于预定位置；同时夹具板的安装和调整可以在机床外进行，灵 活使用夹紧元件能够大幅减少机械手停机时间。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点-
1、 本实用新型可以把同一个夹具板使用于不同的机械手上并快速定位于预定位置，也 可以实现不同的夹具板适用于同一台机械手的快速交换；
2、 实现夹具板的安装和定位在机床外进行，减少机械手的停机时间，提高产品的生产效
率；
3、 可以实现不需要夹具交换人员在场的夹具板自动交换；
4、 轻量化降低机械手臂的负重。以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的使用状态简图2是本实用新型机械侧托盘1的外部结构示意图3是
图1的侧视图4是本实用新型的夹具侧托盘2的外部结构示意图； 图5是图4的侧视图6是本实用新型的夹具侧托盘2与机械侧托盘1装夹过程示意图； 图7是本实用新型的夹具侧托盘2与机械侧托盘1分离过程示意图8是本实用新型的夹具侧托盘2与机械侧托盘1装夹后夹具控制气动部分一次
性接通示意图。
图中1.机械侧托盘； 2.夹具侧托盘； 3.夹具板 4.机械手臂；
5.机械侧托盘本体； 6.机械侧托盘D-SUB插头； 7.导柱； 8.机械侧接头；
9.机械侧接头； 10.控制接头； ll.夹具侧托盘本体； 12.导套； 13.夹具 侧托盘D-SUB插座； 14.气口接头； 15.密封垫； 16.活塞； 17.连接支架；
18.密封垫 19.钢珠托盘； 20.活塞密封圈2L连接架密封圈；22.防转 钢珠； 23.锁紧钢珠； 24.拨出钢珠； 25.弹簧B; 26.弹簧A; 27.堵气
钢珠； 28.密封圈； 29.堵头； 30.夹具侧接头；31.夹具侧接头；具体实施方式
如图l、图2、图3、图4及图5所示，机械手臂4上装有机械侧托盘1，夹具板3上连 接有夹具侧托盘2，机械侧托盘本体5与夹具侧托盘本体11采用铝材料制作，经硬氧化 处理而成，这样可以降低机械手臂的承重，同时强度和使用寿命也得到保证，这两部分可以 通过其上的机械侧托盘D-SUB插头6与夹具侧托盘D-SUB插座13的连接实现夹具板3 与机械手臂4精确定位和牢固的连接及快捷的分开，同时实现气动信号与电器信号的连接 与断开，机械侧托盘1和夹具侧托盘2具有互换性，同一个机械侧托盘1可以对应多 个夹具侧托盘2，夹具板的安装和调整可以在机床外进行，缩短成型准备时间；机械侧托盘 本体5两侧装有C6接头8和C5接头9，与夹具侧托盘本体11两侧安装的C6接头 30和C5接头31对应，使用者可以根据需要选择使用不同接头。机械侧接头8、 9和 机械手臂输出夹具板的控制气路连接，而夹具侧接头30、 31和夹具板3的控制气路相 联结；机械侧托盘本体5的孔内装有可动活塞16，活塞16可根据机械侧托盘本体5气体进、 出方向，在其腔体内滑动，在机械侧托盘本体5的端部、活塞16上套有连接支架17，机械 侧托盘本体1、活塞16及连接支架17之间形成气腔，活塞16的头部形状由斜面和凹槽交 替对称分布，连接支架17的导向固定孔里卡有锁紧钢珠23，夹具侧托盘本体ll有与 锁紧钢珠23相对应的凹槽，活塞16向夹具侧托盘本体11方向运动时，活塞16推动 锁紧钢珠23从连接支架17的导向固定孔里被推出，滚动到夹具侧托盘本体11对应凹 槽里；活塞16内孔的弹簧25上的钢珠托盘19上装有防转钢珠22，以防止活塞16转 动；机械侧托盘本体5上装有外部导柱7，夹具侧托盘本体11上有导套12;活塞16、 连接支架17与机械侧托盘本体5的接口处分别装有活塞密封圈20与密封垫18，活塞 16、连接支架17之间装有连接架密封圈21，以确保腔体内气压达到标准要求。
如图6所示，当夹具侧托盘本体11靠近机械侧托盘本体5时切换控制接头10里 的压縮空气，使压縮空气按照图示方向进入机械侧托盘汽缸内，并推动活塞16向夹具 侧托盘本体ll方向运动，这时活塞16会推动锁紧钢珠23，锁紧钢珠23在连接支架 17的限位孔里被推出，同时滚动到夹具侧托盘本体11对应凹槽里，与此同时有对应 数量的拨出钢珠24退到活塞16的预留凹槽里。随着活塞16的前进夹具侧托盘本体 11会被紧固到机械侧托盘1上。这时夹具侧托盘本体11的凹槽与锁紧钢珠23的定位 加上外部导柱7与导套12的定位实现整个夹具板的精确定位。同时机械侧托盘D-SUB 插头6与夹具侧托盘D-SUB插座13成功连接实现信号的一次性接通。如图7所示，切换夹具交换气动部分控制接头IO里的压縮空气，使压縮空气进入 机械侧托盘本体5气缸内，压縮空气推动活塞16后退，同时活塞会拨动钢珠24，钢 珠24拨动夹具侧托盘本体11，使夹具侧托盘2弹离机械侧托盘1，锁紧钢珠23随着 活塞16的运动到活塞16斜面上避开夹具侧托盘本体，这时夹具侧托盘2可以轻松脱 离机械侧托盘1，同时机械侧托盘D-SUB插头6与夹具侧托盘D-SUB插座13成功分离 实现信号的一次性断开。
如图8所示，气口接头14与夹具侧托盘本体11之间装有密封垫15和密封圈28; 夹具侧托盘与机械侧托盘夹紧时夹具侧托盘本体11上安装的气口接头14推动机械侧 托盘上的堵气钢珠27，这时堵气钢珠27与密封圈28分离，压縮气体从机械侧托盘进 入夹具侧托盘形成回路。反之，当夹具侧托盘与机械侧托盘分开时，在压縮气体的压 力和弹簧26的弹力作用下堵气钢珠27压住密封圈28实现堵气作用。堵头29装在机 械侧托盘的端部。通过这样的结构，在机械侧托盘和夹具侧托盘连接的同时，机械手 臂输出夹具板的控制气路和夹具板的控制气路就瞬间实现了连接。反之，就能马上实 现气路的切断。通常，对机械侧托盘1和夹具侧托盘2的6组控制气路进行规定，例 如，产品吸附2组，产品夹持1组，产品松开1组，流道夹持1组，流道松开1组。 具体的产品对应不同的控制气路应选择使用。机械侧的六组接头都是和机械手连接好 的，而夹具侧的就是根据实际情况选择使用相应的控制气路。
权利要求1、一种自动快换夹具托盘，机械侧托盘(1)装在机械手臂(4)上，夹具侧托盘(2)装在夹具板(3)上，其特征在于机械侧托盘本体(5)的孔内装有可动活塞(16)，在机械侧托盘本体(5)的端部、活塞(16)上套有连接支架(17)，机械侧托盘本体(5)、活塞(16)及连接支架(17)之间形成气腔，活塞(16)的头部形状由斜面和凹槽交替对称分布，连接支架(17)的导向固定孔里卡有锁紧钢珠(23)，夹具侧托盘本体(11)有与锁紧钢珠(23)相对应的凹槽，活塞(16)向夹具侧托盘本体(11)方向运动时，活塞(16)推动锁紧钢珠(23)从连接支架(17)的导向固定孔里被推出，滚动到夹具侧托盘本体(11)对应凹槽里；机械侧托盘(1)的气腔内装有控制接头(10)。
2、根据权利要求l所述的自动快换夹具托盘，其特征在于活塞(16)内孔的弹簧(25) 上的钢珠托盘(19)上装有防转钢珠(22)。
3、 根据权利要求1或2所述的自动快换夹具托盘，其特征在于机械侧托盘(1)的本 体上装有机械侧接头(8)，夹具侧托盘(2)的本体上装有夹具侧接头(30)，气腔 内装有气口接头(14)，弹簧(26)上装有堵气钢珠(27)。
4、 根据权利要求1或2所述的自动快换夹具托盘，其特征在于机械侧托盘本体(5) 上装有外部导柱(7)，夹具侧托盘本体(11)上有导套(12)。
5、 根据权利要求l所述的自动快换夹具托盘，其特征在于活塞(16)、连接支架(17) 与机械侧托盘本体(5)的接口处分别装有活塞密封圈(20)与密封垫(18)，活塞(16)、 连接支架(17)之间装有连接架密封圈(21)。
6、 根据权利要求l所述的自动快换夹具托盘，其特征在于气口接头(14)与夹具 侧托盘本体(11)之间装有密封垫(15)和密封圈(28)。
7、 根据权利要求l所述的自动快换夹具托盘，其特征在于可实现夹具板(3)与机械 手臂(4)定位、连接、分开以及气动信号与电器信号的连接与断开的机械侧托盘D-SUB 插头(6)与夹具侧托盘D-SUB插座(13)相连。
8、根据权利要求1所述的自动快换夹具托盘，其特征在于机械侧托盘本体(5)与 夹具侧托盘本体(11)采用铝材料制作。
专利摘要一种自动快换夹具托盘，用于实现夹具板与机械手电信号和气动回路一次性快速接通与断开。机械手臂上装有机械侧托盘，夹具板上连接有夹具侧托盘，机械侧托盘D-SUB插头与夹具侧托盘D-SUB插座相连。使用时，通过机械侧托盘上气压推动活塞的前进来推动钢珠实现夹具板与机械手快速精确固定及电信号和气动回路连接；通过机械侧托盘上气压推动活塞的后退拨动钢珠实现夹具板与机械手快速分离及电信号和气动回路断开。本实用新型重量轻，可以把同一个夹具板使用于不同的机械手上并快速定位于预定位置，也可以实现不同的夹具板适用于同一台机械手的快速交换，可有效提高产品的生产效率，实现不需要夹具交换人员在场的夹具板的自动交换。
文档编号B25J15/04GK201432300SQ200920087080
公开日2010年3月31日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年7月2日
发明者付国才, 水野耕治, 石桥章司 申请人:中日龙(襄樊)机电技术开发有限公司