螺旋工具锁定系统的制作方法

本发明涉及用于将工具紧固到工业机器的机构。

背景技术：

工业制造和加工机器可附接有用于执行特定加工动作的工具。工业机器可以使用具有特定于特定应用的不同尺寸或功能的不同工具。目前，用一种工具更换附接到工业机器的另一工具以使工业机器的配置适应不同的应用困难且耗时。例如，在美国专利申请号14/768,208中公开了一种弯曲成形装置，其具有用于使轮廓区段围绕弯曲轴线弯曲的弯曲成形构件。需要使弯曲成形装置适配成形成具有不同形状或大小的弯曲。遗憾的是，将一个弯曲成形构件更换为不同尺寸的弯曲成形构件可能会花费大量时间，从而导致劳动力成本增加并浪费制造时间。因此，需要一种解决方案来促进快速且容易地更换工业机器上的工具。在工具更换过程将实现自动化的情况下，这是至关重要的。

附图说明

图1图示了根据一个实施例的工具附接总成的俯视前方透视图。

图2图示了图1的工具附接总成的工具主体。

图3图示了图2的工具主体的前方正视图。

图4图示了图2的工具主体的仰视平面图。

图5图示了图1的工具附接总成的总成基座部分的俯视透视图。

图6图示了图5的总成基座部分的前方正视图。

图7图示了图5的总成基座部分的后方正视图。

图8图示了图1的工具附接总成的工具附接单元的俯视透视图。

图9图示了图8的工具附接单元的前方正视图。

图10A图示了附接到总成基座部分的工具附接单元的剖面俯视平面图。

图10B图示了处于未紧固配置的图1的工具附接总成的俯视透视图，其中从所述工具附接总成移除了工具主体。

图11图示了处于未紧固配置的图1的工具附接总成的俯视透视图，其中工具主体安装在工具附接总成中。

图12图示了处于紧固配置的图1的工具附接总成的俯视透视图，其中工具主体安装在工具附接总成中。

图13图示了处于紧固配置的图1的工具附接总成的前方正视图。

图14图示了处于紧固配置的图1的工具附接总成的剖面左侧视图。

图15图示了图1的工具附接总成的第二俯视透视图。

具体实施方式

图1示出了根据本实施方案的工具附接总成10。工具附接总成10包含工具主体12、总成基座部分14、工具总成附接单元16，以及附接致动器18。工具主体12是工具附接总成10的配置成执行工具附接总成10的主要加工动作的组件。在本实施例中，通过非限制性实例，工具主体12是弯曲成形单元(如美国专利申请号14/768,208中所描述)，该弯曲成形单元使物体围绕弯曲轴线Z弯曲(参见图2至图3)。总成基座部分14是工具附接总成10的配置成与机器(未示出)一体地联接或者附接到机器的组件。机器产生和/或施加力，所述力通过总成基座部分14传递到工具主体12，进而致使工具主体执行主要加工动作。在本实施例中，总成基座部分14配置成附接到弯曲机，该弯曲机施加力以使总成基座部分围绕弯曲轴线Z旋转(参见图5至图7)。工具附接单元16是相对于总成基座部分14在未紧固位置与紧固位置之间旋转的组件。在紧固位置，工具主体12作为工具附接总成10的组件而牢固地附接到总成基座部分14，使得工具主体12可以不容易与工具附接总成分离。在未紧固位置，可以根据所需应用从工具附接总成10的总成基座部分14移除工具主体12以及将工具主体12安装在总成基座部分14上，以有助于快速并容易地替换工具主体。

如图2和图3中所示，工具主体12包含工具基座部分20和实用部分22。工具基座部分20配置成与总成基座部分14集成并且接收施加到总成基座部分14的力。工具基座部分20的大小和形状设计成与工具总成附接单元16相配。如图4中所示，附接部分24从工具基座部分20向外沿径向突出。在本实施例中，附接部分24在正交于弯曲轴线Z的方向上从工具基座部分20突出。附接部分24具有基本上平坦的上表面24U；然而，上表面24可以有角度以提供工具附接单元16的结束旋转位置，如下文所描述。附接部分24的外围边缘的形状可以与工具基座部分20的外围边缘相同。举例来说，附接部分24的外围边缘被圆化以遵循工具基座部分20的圆形边缘，如图4中所示。可以提供中心柱28以有助于工具主体12与总成基座部分14的适当对准。在本实施例中，工具主体12是整体式组件。然而，在一些实施例中，工具主体12可以由多个部分构成。

力接收部分26从工具基座部分20向下突出并且从弯曲轴线Z横向向外延伸。力接收部分26具有侧壁26S，用于接收由总成基座部分14的互补部分施加的力，如下文所描述。在本实施例中，力接收部分26配置成从总成基座部分14接收旋转力以使物体围绕弯曲轴线Z弯曲。力接收部分26的形状和尺寸设计成根据所需应用来传递很大的力以执行已知的任何成形过程，包含但不限于，弯曲、轧制、压制、成形、剪切、冲压、展平、旋拧或挤出过程。在一些实施例中，力接收部分26可以根据所需应用来致动工具主体12的组件以执行加工过程，包含但不限于，切割、铣削、钻孔、锯切、车削、平刨、研磨、珩磨或精加工过程。作为非限制性实例，力接收部分26可以使延伸穿过工具主体12的轴旋转，这致使实用部分22旋转以用于钻孔或研磨过程应用。作为另一非限制性实例，力接收部分26可以是齿轮系，在采用锯条形式时，该齿轮系致使实用部分22旋转以用于切割应用。

实用部分22经过独特成形以执行所需加工动作。在本实施例中，实用部分22是弯曲成形构件，其具有围绕弯曲轴线Z周向延伸的外围凹槽30。外围凹槽30终止于垂直凹部32，垂直凹部可以适应不同的夹持构件，如美国专利申请号14/768,208中所描述。实用部件22的形状和功能无特别限制，并且可以配置成实现任何已知的成形或加工过程。在其它实施例中，实用部分22可以实现其它工业过程，例如焊接、钎焊、洗涤或水射流切割。

如图5至图7中所示，总成基座部分14包含基座主体34、第二附接部分36和力施加部分38。基座主体34的尺寸和形状设计成与工具总成附接单元16相配。基座主体34配置成与工具主体12组装在一起并且向工具主体12施加力。第二附接部分36从基座主体34横向向外延伸。在本实施例中，第二附接部分36在正交于弯曲轴线Z的方向上从基座主体34突出。第二附接部分36的每一个的下侧可以具有成角度的表面36A，如图6和图7中所见。成角度的表面36A提供作为工具附接单元16的结束旋转位置的表面，如下文所描述。第二附接部分36的外围边缘的形状可以与基座主体34的外围边缘相同。举例来说，第二附接部分36的外围边缘被圆化以遵循基座主体34的圆形边缘，如图5中所示。可以提供中心孔口40以接收中心柱28，从而有助于将工具主体12与总成基座部分14组装在一起。在本实施例中，总成基座部分14具有垂直凹部46以适应不同的夹持构件，如美国专利申请号14/768,208中所描述。

力施加部分38从总成基座部分14的上表面向下凹陷。力施加部分38具有侧壁38S，用于与力接收部分26S相抵地施加力。在本实施例中，力施加部分38配置成向工具主体12施加旋转力以使物体围绕弯曲轴线Z弯曲。力施加部分38的形状和尺寸设计成根据所需应用来传递很大的力，以执行上文关于力接收部分26所描述的功能。在本实施例中，力接收部分26是配置成与凹进的力施加部分38相配的突出部分。在一些实施例中，力施加部分38可以替代地是配置成与作为凹进部分的力接收部分26相配的突出部分。也就是说，力施加部分38的形状和力接收部分26的形状可以颠倒。

唇缘42可以从基座主体34横向向外延伸，并且凸起部分44可以从唇缘向上延伸。凸起部分44形成凹槽，从而为工具总成附接单元16提供径向支撑，如图11中示出。也就是说，凸起部分42提供周向表面，当将工具总成单元16与总成基座部分14组装时，该周向表面有助于防止工具总成单元横向向外移动。

总成基座部分14配置成与加工机器牢固地联接，从而提供工具主体12可以可拆卸地紧固到其上的平台。在本实施例中，总成基座部分14设有力接收部分48以于接收加工机器施加的旋转力。力接收部分48的形状和尺寸设计成根据所需应用来传递很大的力，以执行上文关于力接收部分26所描述的功能。力接收部分48是配置成与加工机器的对应的凹进部分相配的突出部分。力接收部分48可以是凹进部分或者以其它方式塑形以与加工机器的对应部分接合。如图5中所示，总成基座部分14还可以具有孔口50，螺栓或其它紧固件可以插入所述孔口以提供总成基座部分14与加工机器之间的紧固连接。

工具附接单元16具有圆柱形主体，该圆柱形主体具有第一轴向侧52和第二轴向侧54，如图8和图9中所示。第一突出部分56从工具附接单元16的内部外围表面横向向内突出。第二突出部分58从工具附接单元16的内部外围表面横向向内突出。第一突出部分56比第二突出部分58更接近第一轴向侧52。相反地，第二突出部分比第一突出部分56更接近第二轴向侧54。第一突出部分56可以在工具附接单元16的相同圆周位置与第二突出部分58相对。在本实施例中，每个第一突出部分56具有平坦下表面56L，以与附接部分24的平坦上表面24U互补。每个第二突出部分58具有成角度的上表面58U以与第二附接部分36的成角度表面36A互补。第二轴向侧54上设有外围凹槽60，以与总成基座部分14的凸起部分44互补。可以在工具附接单元16的圆柱形主体上提供附接点66，以将附接致动器18连接到工具附接单元。图9中示出的附接点66是通孔，螺栓或其它部件可以插入到所述通孔中；然而，严格来讲，附接点66并非必须延伸穿过工具附接单元16的整个圆柱形主体。附接点66有助于工具附接单元16根据附接致动器18的移动而旋转，如下文所描述。

在本实施例中，工具附接单元16具有半圆柱形主体，该半圆柱形主体具有第一周向端62和第二周向端64。当工具附接总成10集成并且工具附接单元16处于紧固位置时，如图1中示出，第一周向端62与第二周向端64之间的间隙会适应不同的夹持构件，如美国专利申请号14/768,208中所描述。然而，在工具附接总成10未配置成适应不同的夹持构件的实施例中，工具附接单元16可以是不具有第一周向端62和第二周向端64的完整圆柱体。

如图10A中所示，当从上方观看剖面平面图时，可以通过将工具附接单元16旋转到第二突出部分58不与第二附接部分36对准的位置来使所述工具附接单元与总成基座部分14分离。在本实施例中，如图8中所示，第一突出部分56在工具附接总成16的轴向方向上与第二突出部分58对准。当工具附接单元16处于未紧固位置时，如下文所描述，工具附接总成因此可以与总成基座部分14分离。当工具附接单元16附接到总成基座部分14时，如图10B中所示，外围凹槽60装配在凸起部分44上以防止工具附接单元相对于总成基座部分横向移动。

工具附接总成10配置成在未紧固配置与紧固配置之间转变，在未紧固配置中，工具主体12可以与总成基座部分14分离(参见图10B)或者插入到总成基座部分14中(参见图11)，在紧固配置中，如图12至图14中所示，安装在工具附接总成中的工具主体牢固地附接到总成基座部分。当将工具主体12插入到工具附接总成10中时，工具主体的力接收部分26应对准以与总成基座部分14的力施加部分38接合。在本实施例中，力接收部分26装配到力施加部分38中以传递用于弯曲的旋转力；然而，力接收部分可以根据所需应用通过其它方式与力施加部分接合，如上文描述。当将工具主体12插入到工具附接总成10中时，可以将中心柱28插入到中心孔口40中以促进适当的对准。在本实施例中，当工具主体的垂直凹部32与总成基座部分的垂直凹部46对准时，工具主体12与总成基座部分14恰当地对准。在一些实施例中，工具主体12上未设置垂直凹部32和/或总成基座部分14上未设置垂直凹部46。具体地，当工具附接总成10未配置成适应不同的夹持构件(如美国专利申请号14/768,208中所描述)时，工具附接总成可以不具有垂直凹部32和垂直凹部46。

当工具附接总成10处于未紧固配置时，工具附接单元16处于旋转位置，其中当从上方观看时，如图11中示出，第一突出部分56不与工具主体12的附接部分24对准。在未紧固配置中，第一突出部分56不会防止工具主体12与总成基座部分14分离。当工具附接总成处于未紧固配置时，工具附接单元16可以处于旋转位置，其中当从上方观看时，第二突出部分58不与第二附接部分36对准。当第二突出部分58不与第二附接部分36对准时，工具附接单元16可以与总成基座部分14分离。在本实施例中，工具附接单元16在逆时针方向(当从上方观看时)上旋转，以使工具附接单元从紧固位置转变为未紧固位置。

当工具附接单元16处于未紧固位置时，可以将工具主体12插入到工具附接单元中。如图11中所示，可以将附接部分24插入第一突出部分56之间的工具附接单元16的间隙68中。为了将工具主体12紧固在工具附接总成10中并且将它们锁定在一起，使工具附接单元16从未紧固位置旋转到紧固位置。在本实施例中，工具附接总成10配置成使工具附接单元16在顺时针方向上从未紧固位置旋转到紧固位置。然而，可以根据工具附接总成10的构造来更改旋转方向。

当工具附接总成10处于紧固配置时，第一突出部分56中的至少一个的下部平坦表面56L可以抵接对应的附接部分24的上表面24U，以防止工具主体12与工具附接总成10分离。附加地，第二突出部分58中的至少一个的成角度上表面58U可以抵接对应的第二附接部分36的成角度表面36A，以防止工具附接部分16与总成基座主体14分离。也就是说，附接部分24和第二附接部分36被夹在第一突出部分56与第二突出部分58之间，以将工具主体12、总成基座部分14和工具附接单元16牢固地组装和锁定在一起。

在紧固配置中，第二附接部分36的成角度表面36A防止工具附接单元16在一个方向(即，使工具附接单元16移动到紧固位置的旋转方向)上进一步旋转。具体地，如图14中所示，第二突出部分58中的至少一个的成角度上表面58U抵接对应的第二附接部分36的成角度表面36A。在本实施例中，虽然第二突出部分58和第二附接部分36具有成角度表面，但第一突出部分56和附接部分24可以替代地或附加地具有成角度表面，以防止处于紧固位置的工具附接单元16进一步旋转。也就是说，附接部分24可以具有抵接突出部分56的成角度下表面56L的成角度上表面24U，以防止处于紧固配置的工具附接部分16进一步旋转。可以提供成角度上表面24U和成角度下表面56L，以分别作为第二附接部分36的成角度表面36A和第二突出部分的成角度上表面58U的代替或补充。

可以手动地或者通过机器使工具附接单元16在紧固位置与未紧固位置之间旋转。在本实施例中，附接致动器18沿着轴线X来回线性地移动，以使工具附接单元16在紧固位置与未紧固位置之间旋转。如图15中示出，附接单元18的致动器臂70枢转地附接到致动器附接部分72。附接部分72经由如上文描述的附接点而附接到工具附接单元16。

前述实施例描绘了包含在不同的其它组件中或者与不同的其它组件连接的不同组件。英理解，此类所描绘的架构仅仅是示例性的，并且实际上可以实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，用于实现相同功能性的组件的任何布置实际上是“相关联的”，以使得实现所需功能性。同样地，如此关联的任何两个组件还可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦接”以实现所需功能性。

虽然已经示出并描述了本发明的特定实施例，但本领域技术人员将明白，基于本文的教导，在不脱离本发明及其更广方面的情况下，可以做出改变和修改，并且因此，所附权利要求书的范围涵盖处于本发明的实际精神和范围内的所有此类改变和修改。此外，将理解，本发明仅由所附权利要求书限定。本领域技术人员将理解，一般来说，本文所使用的术语并且尤其在所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主要部分)中使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包含(including)”应解译为“包含但不限于”，术语“具有”应被解译为“至少具有”，术语“包含(包含)”应被解译为“包含但不限于”等)。

本领域技术人员将进一步理解，如果意欲引用权利要求叙述的特定数目，那么此意图将在权利要求中明确叙述，并且在无此类叙述的情况下便不存在此类意图。举例来说，为了便于理解，所附权利要求书可以包含使用引入性措词“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求叙述。然而，使用此类措词不应解释为暗示通过不定冠词“一”引入权利要求叙述会将含有此类所引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制于含有仅一个此类叙述的发明，甚至在同一权利要求包含引入性措词“一个或多个”或“至少一个”以及例如“一”等不定冠词(例如，“一”通常应解释为指“至少一个”或“一个或多个”)时也是如此；对于使用定冠词来引入权利要求叙述的情况也是如此。另外，即使明确叙述了特定数目的引入权利要求叙述，本领域技术人员也将认识到，此类叙述通常应解释为指至少所叙述的数目(例如，无修饰的叙述“两项叙述”在没有其它修饰成分的情况下通常指至少两项叙述，或两项或两项以上叙述)。因此，除了由所附权利要求书限制本发明之外，本发明不受其它限制。