切割机构及具有其的机器人的制作方法

本实用新型涉及切割机械领域，具体而言，涉及一种切割机构及具有其的机器人。

背景技术：

目前工业机器人用来切割作业的用途越来越广泛，尤其是对外形复杂、尺寸精度高的零件，比如精密注塑件胶口的切割、挤出成型产品的毛边切割等。其切割原理是工业机器人执行末端安装专用刀具，对于特定的零件，刀具按程序执行预定轨迹运动，达到去除材料，获得特定外形产品。

采用工业机器人进行切割作业，一是灵活性高，可适应不同外形产品的切割，尤其是复杂外形产品；二是精度高，具有较高的切割精度和重复切割进度。刀具一般是靠侧刃切削，但对垂直于切割面的压力也有一定要求，如果压力太小，则会出现切割深度不够、切割边不整齐等现象，所以一般给予一定的垂直压力。但如果垂直压力过大，刀具过载，则将损坏刀具，甚至打刀；另外，刀具垂直压力过大，将对工作台也造成损坏。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种切割机构及具有其的机器人，以解决现有技术中的切割机构的压力调整较为困难的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种切割机构，包括：刀架座；刀具组件，刀具组件可移动地设置在刀架座上，刀具组件包括用于切割工件的刀片；弹性件，弹性件的一端与刀架座相连接，弹性件的另一端与刀具组件相连接；其中，弹性件在压缩状态时，通过刀具组件向工件施加作用力。

进一步地，刀架座上设置有滑槽，刀具组件设置在滑槽内，刀具组件相对于滑槽可移动地设置，其中，弹性件的至少部分设置在滑槽内，以在刀片切割工件时，使刀具组件压缩弹性件。

进一步地，刀架座上设置有第一安装槽，第一安装槽与滑槽相连通，弹性件的一端与第一安装槽的槽底相连接，弹性件的另一端与刀具组件相连接；和/或，刀具组件上设置有第二安装槽，第二安装槽与滑槽相连通，弹性件的一端与刀架座相连接，弹性件的另一端与第二安装槽的槽底相连接。

进一步地，刀具组件还包括：刀架，刀架可移动地设置在滑槽内，刀片设置在刀架上，以使刀架带动刀片相对于滑槽滑动；其中，弹性件与刀架相连接。

进一步地，刀架座包括：刀架座本体，滑槽设置在刀架座本体上，滑槽沿刀架座本体的延伸方向延伸，刀架沿滑槽的延伸方向可移动地设置；限位部，限位部设置在刀架座本体上，限位部的至少部分遮挡在滑槽的槽口上，且与刀架相对设置，以限制刀架沿垂直于滑槽的延伸方向的方向移动。

进一步地，限位部成对设置，成对的两个限位部间隔设置。

进一步地，限位部为板体，板体的延伸方向与滑槽的延伸方向相一致。

进一步地，切割机构还包括：压紧块，弹性件的一端与压紧块相连接，压紧块与刀架座相连接，以使弹性件通过压紧块与刀架座相连接。

进一步地，切割机构还包括：第一检测部，第一检测部设置在刀架座远离工件的一侧；第二检测部，第二检测部设置在刀具组件远离工件的一侧；其中，刀具组件沿靠近或远离第一检测部的方向可移动地设置，以带动第二检测部沿靠近或远离第一检测部的方向移动，当第二检测部进入第一检测部的检测区域时，刀具组件与第一检测部之间的距离达到最小预设距离，切割机构停止运行。

进一步地，第一检测部为接近开关，第二检测部为感应板。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种机器人，包括切割机构，切割机构为上述的切割机构。

本实用新型的切割机构通过刀架座、刀具组件以及弹性件能够实现对工件施加作用力的有效调节。其中，刀具组件可移动地设置在刀架座上，刀具组件包括用于切割工件的刀片，弹性件的一端与刀架座相连接，弹性件的另一端与刀具组件相连接。在具体切割过程中，刀具组件上的刀片与工件相接触，从而压缩弹性件，弹性件在压缩状态时，通过刀具组件向工件施加作用力。本实用新型的切割机构由于弹性件的存在，可以方便地对施加作用力的作用力进行调整，解决了现有技术中的切割机构的压力调整较为困难的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的切割机构的实施例的第一个视角的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的切割机构的实施例的第二个视角的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、刀架座；11、滑槽；12、刀架座本体；13、限位部；20、刀具组件；21、刀片；22、刀架；30、弹性件；40、压紧块；50、第一检测部；60、第二检测部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型提供了一种切割机构，请参考图1和图2，切割机构包括：刀架座10；刀具组件20，刀具组件20可移动地设置在刀架座10上，刀具组件20包括用于切割工件的刀片21；弹性件30，弹性件30的一端与刀架座10相连接，弹性件30的另一端与刀具组件20相连接；其中，弹性件30在压缩状态时，通过刀具组件20向工件施加作用力。

本实用新型的切割机构通过刀架座10、刀具组件20以及弹性件30能够实现对工件施加作用力的有效调节。其中，刀具组件20可移动地设置在刀架座10上，刀具组件20包括用于切割工件的刀片21，弹性件30的一端与刀架座10相连接，弹性件30的另一端与刀具组件20相连接。在具体切割过程中，刀具组件20上的刀片21与工件相接触，从而压缩弹性件30，弹性件30在压缩状态时，通过刀具组件20向工件施加作用力。本实用新型的切割机构由于弹性件30的存在，可以方便地对施加作用力的作用力进行调整，解决了现有技术中的切割机构的压力调整较为困难的问题。

为了能够使得弹性件30在压缩状态时，通过刀具组件20向工件施加作用力，如图1和图2所示，刀架座10上设置有滑槽11，刀具组件20设置在滑槽11内，刀具组件20相对于滑槽11可移动地设置，其中，弹性件30的至少部分设置在滑槽11内，以在刀片21切割工件时，使刀具组件20压缩弹性件30。

在本实施例中，通过在刀架座10上设置有滑槽11，其中，刀具组件20设置在滑槽11内，刀具组件20相对于滑槽11可移动地设置。为了能够使得刀具组件20压缩弹性件30，弹性件30的至少部分设置在滑槽11内，从而可以在刀片21切割工件时，使刀具组件20压缩弹性件30，弹性件30在压缩状态时，通过刀具组件20向工件施加作用力。

为了能够使得弹性件30的一端与刀架座10相连接，弹性件30的另一端与刀具组件20相连接，刀架座10上设置有第一安装槽，第一安装槽与滑槽11相连通，弹性件30的一端与第一安装槽的槽底相连接，弹性件30的另一端与刀具组件20相连接；和/或，刀具组件20上设置有第二安装槽，第二安装槽与滑槽11相连通，弹性件30的一端与刀架座10相连接，弹性件30的另一端与第二安装槽的槽底相连接。

在本实施例中，可选地，通过在刀架座10上设置有第一安装槽，第一安装槽与滑槽11相连通，弹性件30的一端与第一安装槽的槽底相连接，弹性件30的另一端与刀具组件20相连接。

可选地，通过在刀具组件20上设置有第二安装槽，第二安装槽与滑槽11相连通，弹性件30的一端与刀架座10相连接，弹性件30的另一端与第二安装槽的槽底相连接。

可选地，刀架座10上设置有第一安装槽，第一安装槽与滑槽11相连通，弹性件30的一端与第一安装槽的槽底相连接，刀具组件20上设置有第二安装槽，第二安装槽与滑槽11相连通，弹性件30的另一端与第二安装槽的槽底相连接。

针对刀具组件20的具体结构，如图1和图2所示，刀具组件20还包括：刀架22，刀架22可移动地设置在滑槽11内，刀片21设置在刀架22上，以使刀架22带动刀片21相对于滑槽11滑动；其中，弹性件30与刀架22相连接。

在本实施例中，通过在刀具组件20上设置有刀架22，其中，刀架22可移动地设置在滑槽11内，刀片21设置在刀架22上，从而可以使刀架22带动刀片21相对于滑槽11滑动。

在本实施例中，弹性件30与刀架22相连接。

针对刀架座10的具体结构，如图1和图2所示，刀架座10包括：刀架座本体12，滑槽11设置在刀架座本体12上，滑槽11沿刀架座本体12的延伸方向延伸，刀架22沿滑槽11的延伸方向可移动地设置；限位部13，限位部13设置在刀架座本体12上，限位部13的至少部分遮挡在滑槽11的槽口上，且与刀架22相对设置，以限制刀架22沿垂直于滑槽11的延伸方向的方向移动。

在本实施例中，刀架座10包括刀架座本体12和限位部13，其中，滑槽11设置在刀架座本体12上，滑槽11沿刀架座本体12的延伸方向延伸，刀架22沿滑槽11的延伸方向可移动地设置，限位部13设置在刀架座本体12上。通过将限位部13的至少部分遮挡在滑槽11的槽口上，且与刀架22相对设置，从而可以限制刀架22沿垂直于滑槽11的延伸方向的方向移动。

为了保证可靠的限位，限位部13成对设置，成对的两个限位部13间隔设置。

优选地，限位部13为板体，板体的延伸方向与滑槽11的延伸方向相一致。

为了保证弹性件30与刀架座10稳定地相连接，如图1所示，切割机构还包括：压紧块40，弹性件30的一端与压紧块40相连接，压紧块40与刀架座10相连接，以使弹性件30通过压紧块40与刀架座10相连接。

在本实施例中，通过在切割机构上设置有压紧块40，其中，弹性件30的一端与压紧块40相连接，压紧块40与刀架座10相连接，从而可以使弹性件30通过压紧块40与刀架座10稳定地相连接。

为了能够有效控制刀具组件20对工件施加的作用力，如图1和图2所示，切割机构还包括：第一检测部50，第一检测部50设置在刀架座10远离工件的一侧；第二检测部60，第二检测部60设置在刀具组件20远离工件的一侧；其中，刀具组件20沿靠近或远离第一检测部50的方向可移动地设置，以带动第二检测部60沿靠近或远离第一检测部50的方向移动，当第二检测部60进入第一检测部50的检测区域时，刀具组件20与第一检测部50之间的距离达到最小预设距离，切割机构停止运行。

在本实施例中，通过在切割机构上设置有第一检测部50和第二检测部60，其中，第一检测部50设置在刀架座10远离工件的一侧，第二检测部60设置在刀具组件20远离工件的一侧。在具体切割过程中，刀具组件20沿靠近或远离第一检测部50的方向可移动地设置，以带动第二检测部60沿靠近或远离第一检测部50的方向移动，当第二检测部60进入第一检测部50的检测区域时，刀具组件20与第一检测部50之间的距离达到最小预设距离，即刀具组件20如果在向工件施加作用力会出现断刀的问题，故需要控制切割机构停止运行。

优选地，第一检测部50为接近开关，第二检测部60为感应板。

优选地，弹性件30为弹簧。

本实用新型的切割机构通过采用弹簧实现对刀具切割压力的调节，利用接近开关检测弹簧压缩量可以实现刀具的过载保护。

本实用新型的切割机构是一种防止刀具过载的工业机器人执行末端安装结构，其中整个结构是安装于工业机器人执行末端，即刀架座10与工业机器人小臂固定，刀具(刀片21)通过两个侧面定位安装于刀架22上，通过螺钉压紧，使两者保持刚性连接；在刀架座上设计可供刀架上下滑动的槽口，并通过压条(限位部13)来限制刀架垂直于刀架平面的运动。在刀架座和刀架上设计有可供弹簧装人的圆孔，将弹簧装入后，通过将弹簧压紧块(压紧块40)与刀架座固定，预压缩弹簧，使刀具在不加载时，受一定向下的压力；在刀架座上通过接近开关支架安装有接近开关(第一检测部50)，在刀架上固定有过载感应板(第二检测部60)。

在本实施例中，当刀具正常负载工作时，弹簧的预压缩量可为刀具提供一定的切割压力，以保证切割作业得到要求的切割深度；通过柔性单元的设置，刀具能平稳的完成切割作业，避免出现切割毛边等。当刀具过载时，刀架可带着刀具沿着刀架座的滑槽向上移动，此时弹簧逐渐压缩，同时，过载感应板将随着刀架向上移动，直到达到预先设置好的弹簧压缩量，过载感应板将遮挡接近开关的感应区域，接近开关发出信号，工业机器人立即停止工作，以防止损坏刀具或工作台，避免因刀具损坏而引起的故障停机，提高生产效率。

本实用新型还提供了一种机器人，包括切割机构，切割机构为上述的切割机构。

在本实施例中，切割机构与机器人的小臂固定连接。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的切割机构通过刀架座10、刀具组件20以及弹性件30能够实现对工件施加作用力的有效调节。其中，刀具组件20可移动地设置在刀架座10上，刀具组件20包括用于切割工件的刀片21，弹性件30的一端与刀架座10相连接，弹性件30的另一端与刀具组件20相连接。在具体切割过程中，刀具组件20上的刀片21与工件相接触，从而压缩弹性件30，弹性件30在压缩状态时，通过刀具组件20向工件施加作用力。本实用新型的切割机构由于弹性件30的存在，可以方便地对施加作用力的作用力进行调整，解决了现有技术中的切割机构的压力调整较为困难的问题。

本实用新型的切割机构是一种应用于工业机器人执行末端刀具的安装结构，有效的解决了刀具过载时引起的打刀，损坏工作台的问题。由于刀具切割面法线方向增加了柔性单元，在保证切割压力、保证切割精度的同时，可以防止压力过大，避免发生刀具过载。通过检测弹簧压缩量，当刀具过载时，接近开关发出信号，工业机器人停止执行动作，保护刀具和工作台，减少故障停机，从而提高生产效率。在刀具和工业机器人执行末端之间增加柔性单元，通过弹簧预压力的反向作业，当正常负载工作时，为刀具提供一定的垂直切割压力；当刀具发生过载时，通过对弹簧压缩量的检测，行程开关反馈信号，工业机器人停止动作，达到过载保护的作用。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。