一种机械手快换夹具结构的制作方法

本实用新型涉及一种夹具结构，具体涉及一种机械手快换夹具结构。

背景技术：

近年来，随着我国制造业转型升级压力增加和劳动力成本的不断攀升，越来越多的企业考虑以机器换人。另一方面，现在的消费者个性化需求越来越浓，不同配置及外观个性等元素决定着制造业势必采用柔性制造技术。柔性制造技术则是运用机器人和工具快换装置在同一装配线上制造不同的产品。

机器人工具夹具快换装置通过机器人自动更换不同的末端执行器或外围设备，使机器人的应用更具柔性。为保证机器人手臂末端工具的快速更换和较高的安全性，需要对快换装置的结构具有更高的要求。现有的各种快换夹具在换型的过程中，采用螺纹锁紧来固定主体，这就需要在更换夹具时花较长的时间来进行定位等，现有的这种快换夹具定位、紧固方式需要投入大量的劳动力，并且利用现有的方法固定后，连接气管时，容易发生连接错误，进一步地还可能导致产品或模具的损坏，进而增加夹具更换的成本、劳动量等。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种机械手快换夹具结构，能够实现夹具的快速定位，并且将夹具紧固，提高夹具对位和夹紧时的效率和准确性。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种机械手快换夹具结构，包括：夹具固定端，所述夹具固定端包括夹具对接圆盘，所述夹具对接圆盘的中心开设有中心对接通孔，所述中心对接通孔的内壁上开设有四个以中心对接通孔的中心为圆心呈圆周阵列分布的锁紧槽，相邻两锁紧槽之间均开设有定位槽；机械手固定端，所述机械手固定端包括机械手对接圆盘，机械手对接圆盘中部开设有气缸对接孔，所述机械手对接圆盘的前端面上固定安装有对接圆环，所述对接圆环的侧壁上均匀开设有八个钢珠通孔，定位钢珠和锁紧钢珠间隔放置在所述八个钢珠通孔内，活塞柱套装在对接圆环内，所述活塞柱设置成前端小后端大的锥形，活塞柱的前端侧面上开设有与锁紧钢珠相匹配且由前向后逐步升高的倾斜顶槽，活塞柱的后端侧面上开设有与定位钢珠相匹配且由前向后逐步降低的倾斜凹槽，气缸顶件安装在活塞柱的后端且与气缸对接孔正对设置，活塞柱与气缸顶件固定连接。

在上述技术方案中，夹具固定端与工件夹具对接，机械手固定端与机械手对接，其中机械手中的气缸与机械手固定端中的气缸顶件固定连接，当需要使用机械手对工件夹具进行夹取时，首先通过机械手中的气缸使得气缸顶件拉动活塞柱后撤，此时，由于活塞柱的特殊设计(活塞柱设置成前端小后端大的锥形，活塞柱的前端侧面上开设有与锁紧钢珠相匹配且由前向后逐步升高的倾斜顶槽，活塞柱的后端侧面上开设有与定位钢珠相匹配且由前向后逐步降低的倾斜凹槽)，可以使得定位钢珠上顶，锁紧钢珠回落，然后通过机械手将对接圆环插入至夹具对接圆盘的中心对接孔中，通过定位钢珠与夹具对接圆盘中心对接通孔内壁上设置的定位槽之间的配合实现夹具固定端与机械手固定端之间的连接定位，然后机械手中的气缸推动活塞柱向前运动，使得锁紧钢珠上顶，定位钢珠回落，通过锁紧钢珠与夹具对接圆盘中心对接通孔内壁上设置的锁紧槽之间的配合实现夹具固定端与机械手固定端之间的快速锁紧，使得夹具固定端可以跟随机械手固定端一起移动，当机械手将工件夹具移动至需要摆放的场所后，机械手中的气缸拉动活塞柱向后运动，使得锁紧钢珠回落，定位钢珠上顶，然后机械手可以将对接圆环从夹具对接圆盘的中心对接孔中拔出，实现夹具固定端与机械手固定端之间的快速分离。

优选的，所述夹具对接圆盘的后端面上设置有两个上下对称分布的定位圆柱孔，所述机械手对接圆盘的前端面上开设有两个与夹具对接圆盘上定位圆柱孔相匹配的定位销，在实际的对接过程中，通过机械手对接圆盘上的定位销与夹具对接圆盘上的定位圆柱孔之间的配合，可以确保夹具固定端与机械手固定端对接时的精确定位，提高定位时的准确性。

优选的，所述夹具对接圆盘的前侧面上开设有多个用于与夹具对接的对接螺孔，以方便夹具对接圆盘与工件夹具的快速安装。

优选的，所述机械手对接圆盘的后侧面上开设有多个用于与机械手对接的对接螺孔，以实现机械手对接圆盘与机械手的快速对接安装。

本实用新型提供的一种机械手快换夹具结构的有益效果在于：本机械手快换夹具结构设计巧妙，通过将活塞柱设置成前端小后端大的锥形，且在活塞柱的前端侧面上开设有与锁紧钢珠相匹配且由前向后逐步升高的倾斜顶槽，活塞柱的后端侧面上开设有与定位钢珠相匹配且由前向后逐步降低的倾斜凹槽，可以通过控制活塞柱的移动实现对锁紧钢珠和定位钢珠的活动控制，进而可以实现夹具固定端与机械手固定端之间的快速定位锁紧以及快速分离，提高夹具对位、夹紧以及分离时的效率和准确性。

附图说明

图1为本实用新型的装配结构示意图。

图2为本实用新型中夹具固定端与机械手固定端分离时的立体结构前视图。

图3为本实用新型中夹具固定端与机械手固定端分离时的立体结构后视图。

图4为本实用新型的爆炸结构前视图。

图5为本实用新型的爆炸结构后视图。

图6为本实用新型中机械手固定端的装配结构示意图。

图7为本实用新型中活塞柱与气缸顶件的装配结构示意图。

图中：1、夹具固定端；11、夹具对接圆盘；12、定位圆柱孔；13、定位槽；14、锁紧槽；2、机械手固定端；21、机械手对接圆盘；22、对接圆环；23、活塞柱；231、倾斜顶槽；232、倾斜凹槽；24、定位钢珠；25、锁紧钢珠；26、定位销；27、气缸对接孔；28、气缸顶件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通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，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种机械手快换夹具结构。

参照图1至图7所示，一种机械手快换夹具结构，包括：夹具固定端1，所述夹具固定端1包括夹具对接圆盘11，所述夹具对接圆盘11的前侧面上开设有多个用于与夹具对接的对接螺孔，以方便夹具对接圆盘11与工件夹具的快速安装，所述夹具对接圆盘11的中心开设有中心对接通孔，所述中心对接通孔的内壁上开设有四个以中心对接通孔的中心为圆心呈圆周阵列分布的锁紧槽14，相邻两锁紧槽14之间均开设有定位槽13，四个定位槽13同样以中心对接通孔的中心为圆心呈圆周阵列分布，并且定位槽13的槽口延伸至中心对接通孔内壁的后端，以方便后续定位钢珠24的对接(滑进或者滑出)，所述夹具对接圆盘11的后端面上设置有两个上下对称分布的定位圆柱孔12；

机械手固定端2，所述机械手固定端2包括机械手对接圆盘21，机械手对接圆盘21中部开设有气缸对接孔27，所述机械手对接圆盘21的前端面上固定安装有对接圆环22，所述对接圆环22的侧壁上均匀开设有八个钢珠通孔，四个定位钢珠24和四个锁紧钢珠25间隔放置在所述八个钢珠通孔内，活塞柱23套装在对接圆环22内，所述活塞柱23设置成前端小后端大的锥形，活塞柱23的前端侧面上开设有与锁紧钢珠25相匹配且由前向后逐步升高的倾斜顶槽231，活塞柱23的后端侧面上开设有与定位钢珠24相匹配且由前向后逐步降低的倾斜凹槽232，气缸顶件28安装在活塞柱23的后端且与气缸对接孔27正对设置，活塞柱23与气缸顶件28固定连接，机械手中的气缸可以贯穿气缸对接孔27后与气缸顶件28连接，通过机械手中的气缸可以带动气缸顶件28前后移动，进而可以带动活塞柱23前后移动，并且在机械手中的气缸收缩时，活塞柱23后撤，此时活塞柱23中的倾斜凹槽232的前侧面(高位)将定位钢珠24顶起，而锁紧钢珠25刚好与倾斜顶槽231的低位接触，使得锁紧钢珠25回落，当机械手中的气缸向前推动时，活塞柱23前推到位时，活塞柱23中的倾斜凹槽232的后侧面(低位)与定位钢珠24接触，定位钢珠24回落至钢珠通孔内，而锁紧钢珠25与倾斜顶槽231的后侧面的高位接触，将锁紧钢珠25顶出钢珠通孔，所述机械手对接圆盘21的前端面上开设有两个与夹具对接圆盘11上定位圆柱孔12相匹配的定位销26，在实际的对接过程中，通过机械手对接圆盘21上的定位销26与夹具对接圆盘11上的定位圆柱孔12之间的配合，可以确保夹具固定端1与机械手固定端2对接时的精确定位，提高定位时的准确性。

在实际的工作过程，夹具固定端1与工件夹具对接，机械手固定端2与机械手对接，其中机械手中的气缸与机械手固定端2中的气缸顶件28固定连接，当需要使用机械手对工件夹具进行夹取时，首先通过机械手中的气缸使得气缸顶件28拉动活塞柱23后撤，使得定位钢珠24上顶，锁紧钢珠25回落，然后通过机械手将对接圆环22插入至夹具对接圆盘11的中心对接孔中，通过定位钢珠24与夹具对接圆盘11中心对接通孔内壁上设置的定位槽13之间的配合实现夹具固定端1与机械手固定端2之间的连接定位，然后机械手中的气缸推动活塞柱23向前运动，使得锁紧钢珠25上顶，定位钢珠24回落，通过锁紧钢珠25与夹具对接圆盘11中心对接通孔内壁上设置的锁紧槽14之间的配合实现夹具固定端1与机械手固定端2之间的快速锁紧，使得夹具固定端1可以跟随机械手固定端2一起移动，当机械手将工件夹具移动至需要摆放的场所后，机械手中的气缸拉动活塞柱23向后运动，使得锁紧钢珠25回落，定位钢珠24上顶，然后机械手可以将对接圆环22从夹具对接圆盘11的中心对接孔中拔出，实现夹具固定端1与机械手固定端2之间的快速分离。

本机械手快换夹具结构设计巧妙，通过控制活塞柱23的移动实现对锁紧钢珠25和定位钢珠24的上顶或者回落控制，进而可以实现夹具固定端1与机械手固定端2之间的快速定位锁紧以及快速分离，提高夹具对位、夹紧以及分离时的效率和准确性。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。