专利名称：工业机器人自动砂光夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业机器人自动砂光夹具，与工业机器人配合，通过更换不同的夹紧机构，自动对不同的零件进行装夹和加工，主要用于制造业中的零件砂光和抛光。
背景技术：
在制造业中，铸造零件的砂光和加工零件的抛光是零件成型中的重要工序，对于复杂外型零件，无法利用专用机床进行加工，一般采用人工加工方法，人工加工存在产品一致性差、效率低等问题，更为严重的是砂光和抛光过程中产生粉尘，严重影响工人的身心健康。工业机器人自动砂光抛光系统以工业机器人为核心建立自动化加工系统，一方面保证加工产品的质量、提高生产效率，另一方面避免粉尘对工人的伤害，保护工人的身心健康。 在工业机器人进行零件加工前，必须对零件进行自动夹持，夹持的零件需要与工业机器人有严格的位置关系，才能保证零件的加工质量。在零件完成加工后，夹具能够自动对零件进行卸载。所以，在工业机器人加工中，夹具的设计非常重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业机器人自动砂光夹具，利用汽缸作为动力源，通过汽缸导杆的内孔锥面或外圆锥面使夹指撑开，从而对零件进行夹持，当汽缸导杆向上运动时，在弹簧力作用下，手指回复到初始状态，并通过变位机构对零件进行九十度旋转，特别适用于对水龙头、水暖装饰件、五金、发动机叶片等零件的装夹。本发明的技术解决方案是实施方式之一的单孔夹具由安装在定位盘的变位机构、执行机构和夹紧机构组成；在定位盘上加工有凸台、销孔和螺钉孔，凸台和工业机器人末端法兰盘的沉孔相配合，当凸台安装到法兰盘的沉孔中后，定位盘只能绕该沉孔旋转，当销孔和法兰盘上的销孔对准并插入销后，该旋转运动被约束，定位盘和法兰盘精确定位；当螺钉孔和法兰盘上的螺孔对准并拧上螺钉后，定位盘和法兰盘连接在一起；当拧下螺钉，拔出销后，定位盘从工业机器人的末端法兰盘上拆下；再次安装时，只要凸台插入法兰盘的沉孔中，对准销孔并插入销，拧上螺钉，则这次安装位置和上次安装位置是一致的，定位盘多次安装到法兰盘上不会形成误差；变位机构包括固定轴和套筒，固定轴通过螺钉连接在两块支撑侧板上，当夹具和工业机器人连接后，固定轴相对工业机器人末端位置和姿态不变， 套筒空套在固定轴上绕固定轴旋转，锁紧螺钉将固定轴和套筒连接在一起，在套筒和固定轴上加工有销孔，当套筒旋转后，套筒上销孔与固定轴上销孔对准插入销，则固定轴和套筒获得精确的定位关系；由于固定轴相对工业机器人末端位置与姿态不变，而套筒相对固定轴位置和姿态可以变化，则套筒相对工业机器人末端位置和姿态是可以调整的；执行机构包括上支架、连接板、下支架和汽缸，上支架通过螺钉连接在套筒的下端，连接板将上支架和下支架用螺钉连接在一起，形成一个框架，汽缸用螺钉连接在框架中的下支架上，汽缸导杆套用螺钉连接在下支架的下端，在汽缸导杆套中安装汽缸导杆，汽缸导杆的上端加工有螺纹柱，汽缸导杆经螺纹柱拧在汽缸轴的螺孔中，即汽缸导杆安装在汽缸导杆套中，用螺纹连接在汽缸轴的下端，汽缸导杆的下端加工有圆锥形孔，用于压手指中的夹指；夹紧机构由指套、夹指、销组成，夹指套上端加工有螺纹，夹指套经螺纹与汽缸导杆套的下端连接，夹指套的侧面开有均勻分布的三个矩形槽，垂直每个槽的方向加工有销孔，夹指安装在矩形槽中，并用销将其连接在夹指套上，当汽缸导杆下移时，汽缸导杆下端的圆锥孔压夹指的上端，夹指受力后沿销产生旋转，使夹指的下端撑开夹紧零件。实施方式之二的双孔夹具由安装在定位盘的变位机构、执行机构和夹紧机构组成，其变位机构、执行机构与单孔夹具一样，其夹紧机构由导轨支撑板、导轨杆、导轨杆固定螺母、导轨滑台、锥面汽缸导杆、横板、手指、平面夹指、螺钉组成，导轨支撑板通过螺钉连接在下支架上，导轨支撑板的左右两块立板上加工有孔，其中左立板加工的是小直径光孔，右立板加工的是大直径螺纹孔，导轨杆通过大螺纹孔插入导轨支撑板中，并且导轨杆左端的阶梯轴定位到导轨支撑板中的小孔中，导轨杆固定螺母连接在导轨支撑板右边的螺纹孔中，导轨杆固定螺母中的孔定位导轨杆右端的阶梯轴，通过导轨杆固定螺母将导轨杆定位到导轨支撑板上，导轨滑台空套在导轨杆上并沿导轨杆左右移动，横板用螺钉连接在导轨滑台上，手指通过其上端的螺纹柱连接在横板的螺纹孔中，手指中加工有孔，平面夹指插在手指的孔中并用螺钉锁紧，手指下端面与平面夹指锥面之间的距离为夹持零件表面的厚度，当该厚度变化时可松开螺钉，调节平面夹指使手指下端面与平面夹指锥面之间的距离等于夹持零件表面的厚度，拧紧螺钉使该距离固定不变，平面夹指上的平面使平面夹指与圆孔接触时形成两点接触，锥面汽缸导杆上端的螺纹柱与汽缸轴上的螺纹孔连接，锥面汽缸导杆下端的外圆锥面压在左右导轨滑台上；当锥面汽缸导杆向下运动时，使导轨滑台向左向右运动，手指撑开，从而使平面夹指撑开，夹紧零件，当锥面汽缸导杆向上运动时，两导轨滑台上连接有弹簧，在弹簧力作用下，平面夹指回复到原来位置，松开夹持的零件。其中，单孔夹具的具体结构如下定位盘的凸台插入到工业机器人法兰盘的沉孔中，定位盘的销孔和法兰盘的销孔对准并插入销，这样定位盘和法兰盘有精确的位置关系； 螺钉通过定位盘上的螺钉孔与法兰盘上的螺纹孔连接，将定位盘和法兰盘连接在一起；当从销孔中抽出销，从螺纹孔中拧下螺钉，将定位盘从法兰盘上卸下；定位盘上有四个阶梯孔，螺钉通过阶梯孔连接在支撑侧板的螺纹孔中，从而将支撑侧板连接在定位盘上，右边的支撑侧板和左边的支撑侧板连接方式相同；固定轴安装在两支撑侧板的中间，利用螺钉将其和支撑侧板连接在一起，固定轴是固定不动的，与工业机器人法兰盘的位置和姿态是不变的，套筒空套在固定轴上，定位销起定位作用，当定位销插入到套筒和固定轴的销孔中时，固定轴和套筒之间不能有相对运动，锁紧螺钉将固定轴和套筒连接在一起，当抽出定位销，拧下锁紧螺钉，套筒可以绕固定轴旋转，这样，通过套筒的旋转，可以对手指上的零件进行变位；当变位完成后，再次将定位销插入相应的销孔中进行定位，使固定轴与套筒不能旋转，在相应的螺孔中拧入连接螺钉，再次将固定轴和套筒连接在一起；通过固定轴和套筒的相对运动，可以对零件进行任意的变位；上支架通过螺钉连接在套筒的下端，下支架通过连接板连接在上支架上，连接板通过螺钉连接上支架和下支架，汽缸通过螺钉连接在下支架的上表面，汽缸上的汽缸轴加工有内螺孔，汽缸导杆上端加工有螺纹柱，螺纹柱拧在汽缸轴的内螺孔中，汽缸导杆就连接在汽缸轴上，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆向下运动， 汽缸导杆的下端加工有内圆锥孔，当汽缸未运动时，汽缸导杆下端的内圆锥孔与夹指上端接触，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆向下运动，汽缸导杆下端的内圆锥面压夹指上端，使夹指撑开夹紧零件，；汽缸导杆套通过螺钉连接在下支架的下端面上，汽缸导杆安装在汽缸导杆套中；夹紧机构由夹指套、夹指和销组成，夹指套的上端加工有螺纹，该螺纹与汽缸导杆套下端的螺纹孔连接，从而将夹指套连接在汽缸导杆套的下端，汽缸导杆套连接在下支架上，相对于汽缸汽缸导杆套长度是不变的，汽缸也安装在下支架上，汽缸轴可以上下运动，汽缸轴带动汽缸导杆上下运动，从而相对夹指套产生相对位移，当汽缸导杆向下运动时，汽缸导杆的内圆锥面压夹指上端，夹指通过销连接在夹指套上，当夹指上端受力后， 就会绕销产生旋转运动，从而使夹指的下端撑开，在夹指套的圆周方向安装有三个夹指，夹指将均勻的撑开在零件内孔上，产生均勻的夹紧力，夹指套上加工有台阶，该台阶用于定位零件的端面和内孔；夹指下端安装有弹簧，弹簧的上端压在夹指的台阶上，弹簧下端与圆环接触，圆环由螺钉连接在夹指套的下端面上；当汽紅轴向上运动时，带动汽缸导杆向上运动，汽缸导杆下端的内圆锥面离开夹指上端，在弹簧力作用下，夹指回复到原来非撑开状态。其中，双孔夹具的具体结构连接如下汽缸上的汽缸轴加工有内螺孔，汽缸导杆上端加工有螺纹柱，螺纹柱拧在汽缸轴的内螺孔中，汽缸导杆连接在汽缸轴上，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆向下运动；汽缸导杆的下端加工有外圆锥面，当汽缸未运动时，汽缸导杆下端的外圆锥面与导轨滑台接触，当汽缸向下运动时，带动汽缸导杆向下运动，汽缸导杆下端的外圆锥面压导轨滑台，使其向左向右运动，撑开其上的手指夹紧零件；当汽缸导杆向上运动时，在导轨滑台上连接有弹簧，在弹簧力作用下，两导轨滑台靠近，使手指回复到开始状态；导轨支撑板通过螺钉连接在下支架上，导轨支撑板的左右立板上加工有孔，其中左立板上是小直径光孔，右立板上是大直径螺纹孔，导轨杆从右立板大孔装入，其左端的阶梯轴定位到左立板的小孔中，导轨杆固定螺母连接在右立板的大孔中，导轨杆固定螺母中的小孔定位导轨杆的右阶梯轴，通过导轨固定螺母将导轨杆固定在导轨支撑板上，导轨滑台空套在导轨杆上并沿导轨杆左右移动；当汽缸导杆向下移动时，汽缸导杆下端的锥面压导轨滑台，使其向左向右移动，从而带动横板上的手指向左向右运动，使平面夹指撑开，夹紧零件；当汽缸导杆向上运动时，在弹簧力作用下，导轨滑台靠近，使平面夹指回复到开始状态；其中弹簧由螺钉连接在两个导轨滑台上，横板由螺钉连接在导轨滑台上；手指的上端螺纹柱连接在横板的螺纹孔中，手指加工有孔，平面夹指插在手指的孔中并用螺钉锁紧， 平面夹指上加工有平面，当平面夹指夹持零件时，该面和孔有两个接触点；当平面夹指夹持零件时，其上的锥面压紧零件下壁，使零件向上运动，从而使零件上表面压紧在手指的下端面上；松开螺钉，调整平面夹指锥面与手指下端面之间的距离，使该距离等于零件的壁厚， 再锁紧螺钉。定位盘利用其上的定位凸台、定位销孔与工业机器人末端法兰盘连接；定位凸台安装在法兰盘的沉孔中，使定位盘只能绕工业机器人法兰盘的沉孔中心旋转，当定位盘上的销孔与法兰盘上的销孔对准后，并在两孔中插入销，定位盘与法兰盘产生精确的定位，利用螺钉就可以将定位盘和法兰盘精确地连接在一起；变位机构由固定轴和套筒组成，套筒可以绕固定轴旋转九十度，从而对夹持的零件进行变位，套筒与固定轴间用销定位，用螺钉锁紧；对于单孔夹具，汽缸导杆一端连接在汽缸上，另一端的锥孔压在夹指的上端，当汽缸导杆向下运动，锥孔压夹指使其张开，从而将零件夹紧；夹指回复机构的弹簧一端压在夹指上，另一端压在圆环上，而圆环用螺钉连接在夹指套的下端面上，当汽缸导杆向上运动时，在弹簧力作用下，夹指回复到原来位置；对于双孔夹具，汽缸导杆一端连接在汽缸上，另一端的外圆锥面压在左右滑台上，当汽缸导杆向下运动，外圆锥面压滑台，使其向左向右运动，从而使平面夹指张开，将零件夹紧；两个滑台上连接有弹簧，当汽缸导杆向上运动时，在弹簧力作用下，平面夹指回复到原来位置。 本发明的夹具安装在工业机器人的末端，利用夹具上的汽缸推气缸导杆运动，从而实现气缸导杆末端的锥面压夹指或滑台，使其张开；当该夹具夹持零件上的单孔或双孔时，夹指撑住零件上的孔，利用夹指与孔表面的摩擦力，夹具可以牢牢夹持住零件；为了对零件所有表面进行砂光，夹具上有变位机构，该变位机构使被夹的零件绕固定轴旋转九十度；当将夹具上汽缸控制阀控制线接入到工业机器人输入/输出口上时，利用工业机器人程序方便地对夹具进行控制；当零件加工前，汽缸控制阀接通，汽缸导杆伸长，汽缸导杆末端的锥面压夹指或滑台使其撑开，从而夹紧零件；当零件加工完成后，汽缸控制阀关断，汽缸导杆回缩，在弹簧力作用下，手指回缩，卸载零件。
图1为本发明的实施方式之一的结构组成示意图。
图2为本发明的实施方式之二的结构组成示意图。
图3为图1的立体示意图。
图4为图1的定位盘与工业机器人法兰盘连接示意
图5为图1的变位机构示意图。
图6为图1的汽缸与汽缸导杆连接示意图。
图7为图1的手指结构图。
图8为手指与夹指回复机构示意图。
图9为图2的立体示意图。
图10为图2的汽缸与汽缸导杆连接示意图。
图11为图2的导轨机构示意图。
图12为图2的平面夹指示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步的说明。参见图1，为自动夹具实施方式之一结构示意图，为单孔夹具，由安装在定位盘1 的变位机构、执行机构和夹紧机构组成；定位盘1的作用是和工业机器人的法兰盘精确定位，当工业机器人用于加工时，夹持的零件需要和加工的砂轮有精确的位置关系，该位置关系需要用夹具保证，为保证夹具和工业机器人有精确的位置关系，在定位盘1上加工有凸台3、销孔2和螺钉孔4，凸台3和工业机器人末端法兰盘的沉孔相配合，当凸台3安装到法兰盘的沉孔中后，定位盘1只能绕该沉孔旋转，当销孔2和法兰盘上的销孔对准并插入销后，该旋转运动被约束，定位盘1和法兰盘精确定位；当螺钉孔4和法兰盘上的螺孔对准并拧上螺钉后，定位盘1和法兰盘连接在一起；当拧下螺钉，拔出销后，定位盘1可以从工业机器人的末端法兰盘上拆下；而再次安装时，只要凸台3插入法兰盘的沉孔中，对准销孔2并插入销，拧上螺钉，则这次安装位置和上次安装位置是一致的，定位盘1多次安装到法兰盘
8上不会形成误差；变位机构包括固定轴5和套筒6，当工业机器人夹持零件后，如果不进行变位，则零件上有一些面不能加工到，变位机构使零件所有表面都能加工到，固定轴5通过螺钉9连接在两块支撑侧板上，当夹具和工业机器人连接后，固定轴5相对工业机器人末端位置和姿态不变，套筒6空套在固定轴5上绕固定轴5旋转，锁紧螺钉7将固定轴5和套筒 6连接在一起，为了获得精确的位置关系，在套筒6和固定轴5上加工有销孔，当套筒6旋转后，套筒6上销孔与固定轴5上销孔对准插入销，则固定轴5和套筒6获得精确的定位关系；由于固定轴5相对工业机器人末端位置与姿态不变，而套筒6相对固定轴5位置和姿态可以变化，则套筒6相对工业机器人末端位置和姿态是可以调整的，也就是说，夹具夹持的零件相对工业机器人的末端位置和姿态是可调整的；执行机构包括上支架10、连接板11、 下支架12和汽缸13，上支架10通过螺钉连接在套筒6的下端，连接板11将上支架10和下支架12用螺钉连接在一起，形成一个框架，汽缸13用螺钉连接在框架中的下支架12上，汽缸导杆套14用螺钉连接在下支架12的下端，在汽缸导杆套14中安装汽缸导杆15，汽缸导杆15的上端加工有螺纹柱，汽缸导杆15经螺纹柱拧在汽缸轴的螺孔中，即汽缸导杆15安装在汽缸导杆套14中，用螺纹连接在汽缸轴的下端，汽缸导杆15的下端加工有圆锥形孔， 用于压手指中的夹指17;
夹紧机构由指套16、夹指17、销18组成，夹指套16上端加工有螺纹，夹指套16经螺纹与汽缸导杆套14的下端连接，夹指套16的侧面开有均勻分布的三个矩形槽，垂直每个槽的方向加工有销孔，夹指17安装在矩形槽中，并用销将其连接在夹指套16上，当汽缸导杆15 下移时，汽缸导杆15下端的圆锥孔压夹指17的上端，夹指17受力后沿销18产生旋转，从而使夹指17的下端撑开夹紧零件。 参见图2，为自动夹具实施方式之二结构示意图，为双孔夹具，由安装在定位盘1 的变位机构、执行机构和夹紧机构组成，其变位机构、执行机构与单孔夹具一样，其夹紧机构由导轨支撑板21、导轨杆22、导轨杆固定螺母23、导轨滑台24、锥面汽缸导杆25、横板沈、手指27、平面夹指观、螺钉四组成，导轨支撑板21通过螺钉连接在下支架12上，导轨支撑板21的左右两块立板上加工有孔，其中左立板加工的是小直径光孔，右立板加工的是大直径螺纹孔，导轨杆22通过大螺纹孔插入导轨支撑板21中，并且导轨杆22左端的阶梯轴定位到导轨支撑板21中的小孔中，导轨杆固定螺母23连接在导轨支撑板21右边的螺纹孔中，导轨杆固定螺母23中的孔定位导轨杆22右端的阶梯轴，这样，通过导轨杆固定螺母 23将导轨杆22定位到导轨支撑板21上，导轨滑台M空套在导轨杆22上并沿导轨杆22左右移动，横板26用螺钉连接在导轨滑台M上，手指27通过其上端的螺纹柱连接在横板沈的螺纹孔中，手指27中加工有孔，平面夹指观插在手指27的孔中并用螺钉四锁紧，手指 27下端面与平面夹指观锥面之间的距离为夹持零件表面的厚度，当该厚度变化时可松开螺钉四，调节平面夹指观使手指27下端面与平面夹指观锥面之间的距离等于夹持零件表面的厚度，然后拧紧螺钉四使该距离固定不变，平面夹指观上的平面使平面夹指观与圆孔接触时形成两点接触，增加零件夹持的稳定性，锥面汽缸导杆25上端的螺纹柱与汽缸轴上的螺纹孔连接，锥面汽缸导杆25下端的外圆锥面压在左右导轨滑台M上，当锥面汽缸导杆25向下运动时，使导轨滑台M向左向右运动，手指27撑开，从而使平面夹指观撑开，夹紧零件，当锥面汽缸导杆25向上运动时，两导轨滑台上连接有弹簧，在弹簧力作用下，平面夹指28回复到原来位置，松开夹持的零件。
参见图4，定位盘1的凸台3插入到工业机器人法兰盘的沉孔中，定位盘1的销孔 2和法兰盘的销孔对准并插入销2. 1，这样定位盘和法兰盘有精确的位置关系；螺钉4. 1通过定位盘上的螺钉孔4与法兰盘上的螺纹孔连接，将定位盘1和法兰盘连接在一起；当从销孔2中抽出销2. 1，从螺纹孔中拧下螺钉4. 1，将定位盘从法兰盘上卸下。参见图3、5，定位盘1上有四个阶梯孔19. 2，螺钉19. 3通过阶梯孔19. 2连接在支撑侧板19的螺纹孔19. 1中，从而将支撑侧板19连接在定位盘1上，右边的支撑侧板和左边的支撑侧板连接方式相同。参见图3，固定轴5安装在两支撑侧板19的中间，利用螺钉9将其和支撑侧板连接在一起，所以固定轴5是固定不动的，与工业机器人法兰盘的位置和姿态是不变的，套筒 6空套在固定轴5上，定位销8起定位作用，当定位销8插入到套筒6和固定轴5的销孔中时，固定轴5和套筒6之间不能有相对运动，锁紧螺钉7将固定轴5和套筒6连接在一起， 当抽出定位销8，拧下锁紧螺钉7，套筒6可以绕固定轴5旋转，这样，通过套筒6的旋转，可以对手指上的零件进行变位；当变位完成后，再次将定位销8插入相应的销孔中进行定位， 使固定轴5与套筒6不能旋转，然后在相应的螺孔中拧入连接螺钉9，再次将固定轴5和套筒6连接在一起；通过固定轴5和套筒6的相对运动，可以对零件进行任意的变位，在该夹具中只进行九十度变位，一般经过九十度变位，就可以对零件所有表面进行加工。参见图3，上支架10通过螺钉10. 2连接在套筒6的下端，下支架12通过连接板 11连接在上支架10上，连接板11通过螺钉11. 2连接上支架10和下支架12，汽缸13通过螺钉连接在下支架12的上表面，汽缸13上的汽缸轴13. 1加工有内螺孔，汽缸导杆15上端加工有螺纹柱15. 1，螺纹柱15. 1拧在汽缸轴13. 1的内螺孔中，这样，汽缸导杆15就连接在汽缸轴13. 1上，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆15向下运动，汽缸导杆15的下端加工有内圆锥孔，参见图6，当汽缸未运动时，汽缸导杆15下端的内圆锥孔与夹指上端接触，图6 (b)，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆15向下运动，汽缸导杆15下端的内圆锥面压夹指上端，使夹指撑开夹紧零件，图6 (c);汽缸导杆套14通过螺钉14. 1连接在下支架12的下端面上，汽缸导杆15安装在汽缸导杆套14中。参见图7，夹紧机构由夹指套16、夹指17和销18组成，夹指套16的上端加工有螺纹20，该螺纹20与汽缸导杆套14下端的螺纹孔连接，从而将夹指套16连接在汽缸导杆套 14的下端，因为汽缸导杆套14连接在下支架12上，相对于汽缸13，汽缸导杆套14长度是不变的，而汽缸13也安装在下支架12上，汽缸轴可以上下运动，这样汽缸轴带动汽缸导杆15 上下运动，从而相对夹指套16产生相对位移，当汽缸导杆15向下运动时，汽缸导杆15的内圆锥面压夹指17上端，夹指17通过销18连接在夹指套16上，当夹指17上端受力后，就会绕销18产生旋转运动，从而使夹指17的下端撑开，在夹指套16的圆周方向安装有3个夹指，夹指17将均勻的撑开在零件内孔上，产生均勻的夹紧力，夹指套16上加工有台阶20. 1， 该台阶用于定位零件的端面和内孔。参见图8，夹指17下端安装有弹簧20. 2，弹簧20. 2的上端压在夹指17的台阶上，，弹簧20. 2下端与圆环20. 3接触，圆环20. 3由螺钉20. 4连接在夹指套16的下端面上；当汽缸轴向上运动时，带动汽缸导杆15向上运动，汽缸导杆15下端的内圆锥面离开夹指17上端，在弹簧力作用下，夹指回复到原来非撑开状态。参见图9，汽缸13上的汽缸轴13. 1加工有内螺孔，汽缸导杆15上端加工有螺纹柱15. 1，螺纹柱15. 1拧在汽缸轴13. 1的内螺孔中，这样，汽缸导杆15就连接在汽缸轴13. 1 上，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆向下运动。参见图10，汽缸导杆15的下端加工有外圆锥面，当汽缸未运动时，汽缸导杆15下端的外圆锥面与导轨滑台M接触，图10 (b)，当汽缸向下运动时，带动汽缸导杆15向下运动，汽缸导杆15下端的外圆锥面压导轨滑台24，使其向左向右运动，撑开其上的手指夹紧零件，图10 (c)；当汽缸导杆15向上运动时，在导轨滑台M上连接有弹簧，在弹簧力作用下，两导轨滑台M靠近，使手指回复到开始状态。参见图11，为导轨机构，导轨支撑板21通过螺钉21. 1连接在下支架12上，导轨支撑板21的左右立板上加工有孔，其中左立板上是小直径光孔，右立板上是大直径螺纹孔， 导轨杆22从右立板大孔装入，其左端的阶梯轴定位到左立板的小孔中，导轨杆固定螺母23 连接在右立板的大孔中，导轨杆固定螺母23中的小孔定位导轨杆22的右阶梯轴，这样，通过导轨固定螺母23将导轨杆22固定在导轨支撑板21上，导轨滑台M空套在导轨杆22上并沿导轨杆22左右移动；当汽缸导杆15向下移动时，汽缸导杆15下端的锥面压导轨滑台 M，使其向左向右移动，从而带动横板26上的手指27向左向右运动，使平面夹指观撑开， 夹紧零件；当汽缸导杆15向上运动时，在弹簧力作用下，导轨滑台M靠近，使平面夹指观回复到开始状态；其中弹簧由螺钉连接在两个导轨滑台M上，横板26由螺钉26. 1连接在导轨滑台M上。参见图12，为手指机构，手指27的上端螺纹柱连接在横板沈的螺纹孔中，手指27 加工有孔，平面夹指观插在手指27的孔中并用螺钉四锁紧，平面夹指观上加工有平面， 当平面夹指观夹持零件时，该面和孔有两个接触点，图12 (b)，使夹持零件时稳定性增加； 当平面夹指观夹持零件时，其上的锥面压紧零件下壁，使零件向上运动，从而使零件上表面压紧在手指的下端面上，图12 (c);如果零件的壁厚变化，则松开螺钉四，调整平面夹指 28锥面与手指27下端面之间的距离，使该距离等于零件的壁厚，然后锁紧螺钉四。
1权利要求
1.工业机器人自动砂光夹具，其特征在于单孔夹具由安装在定位盘(1)的变位机构、 执行机构和夹紧机构组成；在定位盘(1)上加工有凸台(3)、销孔(2)和螺钉孔(4)，凸台 (3)和工业机器人末端法兰盘的沉孔相配合，当凸台(3)安装到法兰盘的沉孔中，定位盘 (1)只能绕该沉孔旋转，当销孔(2)和法兰盘上的销孔对准并插入销，该旋转运动被约束， 定位盘(1)和法兰盘精确定位；当螺钉孔(4)和法兰盘上的螺孔对准并拧上螺钉，定位盘 (1)和法兰盘连接在一起；当拧下螺钉，拔出销，定位盘(1)从工业机器人的末端法兰盘上拆下；再次安装时，只要凸台(3)插入法兰盘的沉孔中，对准销孔(2)并插入销，拧上螺钉， 则这次安装位置和上次安装位置是一致的，定位盘(1)多次安装到法兰盘上不会形成误差； 变位机构包括固定轴(5)和套筒(6)，固定轴(5)通过螺钉(9)连接在两块支撑侧板上，当夹具和工业机器人连接，固定轴(5)相对工业机器人末端位置和姿态不变，套筒(6)空套在固定轴(5)上绕固定轴(5)旋转，锁紧螺钉(7)将固定轴(5)和套筒(6)连接在一起，在套筒 (6)和固定轴(5)上加工有销孔，当套筒(6)旋转，套筒(6)上销孔与固定轴(5)上销孔对准插入销，则固定轴(5)和套筒(6)获得精确的定位关系；固定轴(5)相对工业机器人末端位置与姿态不变，而套筒(6)相对固定轴(5)位置和姿态可以变化，则套筒(6)相对工业机器人末端位置和姿态是可以调整的；执行机构包括上支架(10)、连接板(11)、下支架(12)和汽缸(13)，上支架(10)通过螺钉连接在套筒(6)的下端，连接板(11)将上支架(10)和下支架(12)用螺钉连接在一起，形成一个框架，汽缸(13)用螺钉连接在框架中的下支架(12) 上，汽缸导杆套(14)用螺钉连接在下支架(12)的下端，在汽缸导杆套(14)中安装汽缸导杆 (15)，汽缸导杆(15)的上端加工有螺纹柱，汽缸导杆(15)经螺纹柱拧在汽缸轴的螺孔中， 即汽缸导杆(15)安装在汽缸导杆套(14)中，用螺纹连接在汽缸轴的下端，汽缸导杆(15)的下端加工有圆锥形孔，用于压手指中的夹指(17)；夹紧机构由指套(16)、夹指(17)、销(18) 组成，夹指套(16)上端加工有螺纹，夹指套(16)经螺纹与汽缸导杆套(14)的下端连接，夹指套(16)的侧面开有均勻分布的三个矩形槽，垂直每个槽的方向加工有销孔，夹指(17)安装在矩形槽中，并用销将其连接在夹指套(16)上，当汽缸导杆(15)下移时，汽缸导杆(15) 下端的圆锥孔压夹指(17)的上端，夹指(17)受力后沿销(18)产生旋转，从而使夹指(17) 的下端撑开夹紧零件。
2.根据权利要求1所述的工业机器人自动砂光夹具，其特征在于其中，单孔夹具地具体结构连接如下定位盘(1)的凸台(3)插入到工业机器人法兰盘的沉孔中，定位盘(1)的销孔(2)和法兰盘的销孔对准并插入销(2. 1)，这样定位盘和法兰盘有精确的位置关系；螺钉(4. 1)通过定位盘(1)上的螺钉孔(4)与法兰盘上的螺纹孔连接，将定位盘(1)和法兰盘连接在一起；当从销孔(2)中抽出销(2. 1)，从螺纹孔中拧下螺钉(4. 1)，将定位盘从法兰盘上卸下；定位盘(1)上有四个阶梯孔(19. 2)，螺钉(19. 3)通过阶梯孔(19. 2)连接在支撑侧板(19)的螺纹孔(19. 1)中，从而将支撑侧板(19)连接在定位盘(1)上，右边的支撑侧板和左边的支撑侧板连接方式相同；固定轴(5)安装在两支撑侧板(19)的中间，利用螺钉(9) 将其和支撑侧板连接在一起，固定轴(5)是固定不动的，与工业机器人法兰盘的位置和姿态是不变的，套筒(6)空套在固定轴(5)上，定位销(8)起定位作用，当定位销(8)插入到套筒 (6)和固定轴(5)的销孔中时，固定轴(5)和套筒(6)之间不能有相对运动，锁紧螺钉(7) 将固定轴(5)和套筒(6)连接在一起，当抽出定位销(8)，拧下锁紧螺钉(7)，套筒(6)绕固定轴(5)旋转，这样，通过套筒(6)的旋转，对手指上的零件进行变位；当变位完成后，再次将定位销(8)插入相应的销孔中进行定位，使固定轴(5)与套筒(6)不能旋转，在相应的螺孔中拧入连接螺钉(9)，再次将固定轴(5)和套筒(6)连接在一起；通过固定轴(5)和套筒 (6)的相对运动，对零件进行任意的变位；上支架(10)通过螺钉(10. 2)连接在套筒(6)的下端，下支架(12 )通过连接板(11)连接在上支架(10 )上，连接板(11)通过螺钉(11. 2 )连接上支架(10)和下支架(12)，汽缸(13)通过螺钉连接在下支架(12)的上表面，汽缸(13) 上的汽缸轴(13. 1)加工有内螺孔，汽缸导杆(15)上端加工有螺纹柱(15. 1)，螺纹柱(15. 1) 拧在汽缸轴(13. 1)的内螺孔中，汽缸导杆(15)就连接在汽缸轴(13. 1)上，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆(15)向下运动，汽缸导杆(15)的下端加工有内圆锥孔，当汽缸未运动时，汽缸导杆(15)下端的内圆锥孔与夹指上端接触，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆 (15)向下运动，汽缸导杆(15)下端的内圆锥面压夹指上端，使夹指撑开夹紧零件；汽缸导杆套(14)通过螺钉(14. 1)连接在下支架(12)的下端面上，汽缸导杆(15)安装在汽缸导杆套(14)中；夹紧机构由夹指套(16)、夹指(17)和销(18)组成，夹指套(16)的上端加工有螺纹(20)，该螺纹(20)与汽缸导杆套(14)下端的螺纹孔连接，从而将夹指套(16)连接在汽缸导杆套(14)的下端，汽缸导杆套(14)连接在下支架(12)上，相对于汽缸(13)汽缸导杆套(14)长度是不变的，汽缸(13)也安装在下支架(12)上，汽缸轴上下运动，汽缸轴带动汽缸导杆(15)上下运动，从而相对夹指套(16)产生相对位移，当汽缸导杆(15)向下运动时， 汽缸导杆(15)的内圆锥面压夹指(17)上端，夹指(17)通过销(18)连接在夹指套(16)上， 当夹指(17)上端受力，就会绕销(18)产生旋转运动，从而使夹指(17)的下端撑开，在夹指套(16)的圆周方向安装有三个夹指，夹指(17)将均勻的撑开在零件内孔上，产生均勻的夹紧力，夹指套(16)上加工有台阶(20. 1)，该台阶用于定位零件的端面和内孔；夹指(17)下端安装有弹簧(20. 2 )，弹簧(20. 2 )的上端压在夹指(17 )的台阶上，弹簧(20. 2 )下端与圆环 (20. 3)接触，圆环(20. 3)由螺钉(20. 4)连接在夹指套(16)的下端面上；当汽缸轴向上运动时，带动汽缸导杆(15)向上运动，汽缸导杆(15)下端的内圆锥面离开夹指(17)上端，在弹簧力作用下，夹指回复到原来非撑开状态。
3.根据权利要求1所述的工业机器人自动砂光夹具，其特征在于双孔夹具由安装在定位盘(1)的变位机构、执行机构和夹紧机构组成，其变位机构、执行机构与单孔夹具一样， 其夹紧机构由导轨支撑板(21)、导轨杆(22)、导轨杆固定螺母(23)、导轨滑台(24)、锥面汽缸导杆(25)、横板(26)、手指(27)、平面夹指(28)、螺钉(29)组成，导轨支撑板(21)通过螺钉连接在下支架(12)上，导轨支撑板(21)的左右两块立板上加工有孔，其中左立板加工的是小直径光孔，右立板加工的是大直径螺纹孔，导轨杆(22)通过大螺纹孔插入导轨支撑板(21)中，并且导轨杆(22)左端的阶梯轴定位到导轨支撑板(21)中的小孔中，导轨杆固定螺母(23)连接在导轨支撑板(21)右边的螺纹孔中，导轨杆固定螺母(23)中的孔定位导轨杆(22)右端的阶梯轴，通过导轨杆固定螺母(23)将导轨杆(22)定位到导轨支撑板(21)上， 导轨滑台(24)空套在导轨杆(22)上并沿导轨杆(22)左右移动，横板(26)用螺钉连接在导轨滑台(24)上，手指(27)通过其上端的螺纹柱连接在横板(26)的螺纹孔中，手指(27)中加工有孔，平面夹指(28)插在手指(27)的孔中并用螺钉(29)锁紧，手指(27)下端面与平面夹指(28)锥面之间的距离为夹持零件表面的厚度，当该厚度变化时松开螺钉(29)，调节平面夹指(28)使手指(27)下端面与平面夹指(28)锥面之间的距离等于夹持零件表面的厚度，拧紧螺钉(29)使该距离固定不变，平面夹指(28)上的平面使平面夹指(28)与圆孔接触时形成两点接触，锥面汽缸导杆(25)上端的螺纹柱与汽缸轴上的螺纹孔连接，锥面汽缸导杆(25)下端的外圆锥面压在左右导轨滑台(24)上；当锥面汽缸导杆(25)向下运动时，使导轨滑台(24)向左向右运动，手指(27)撑开，从而使平面夹指(28)撑开，夹紧零件，当锥面汽缸导杆(25)向上运动时，两导轨滑台上连接有弹簧，在弹簧力作用下，平面夹指(28)回复到原来位置，松开夹持的零件。
4.根据权利要求3所述的工业机器人自动砂光夹具，其特征在于其中，双孔夹具的具体结构连接如下汽缸(13)上的汽缸轴(13. 1)加工有内螺孔，汽缸导杆(15)上端加工有螺纹柱(15. 1)，螺纹柱(15. 1)拧在汽缸轴(13. 1)的内螺孔中，汽缸导杆(15)连接在汽缸轴(13. 1)上，当汽缸轴向下运动时，带动汽缸导杆向下运动；汽缸导杆(15)的下端加工有外圆锥面，当汽缸未运动时，汽缸导杆(15)下端的外圆锥面与导轨滑台(24)接触，当汽缸向下运动时，带动汽缸导杆(15)向下运动，汽缸导杆(15)下端的外圆锥面压导轨滑台 (24)，使其向左向右运动，撑开其上的手指夹紧零件；当汽缸导杆(15)向上运动时，在导轨滑台(24)上连接有弹簧，在弹簧力作用下，两导轨滑台(24)靠近，使手指回复到开始状态； 导轨支撑板(21)通过螺钉(21. 1)连接在下支架(12)上，导轨支撑板(21)的左右立板上加工有孔，其中左立板上是小直径光孔，右立板上是大直径螺纹孔，导轨杆(22)从右立板大孔装入，其左端的阶梯轴定位到左立板的小孔中，导轨杆固定螺母(23)连接在右立板的大孔中，导轨杆固定螺母(23)中的小孔定位导轨杆(22)的右阶梯轴，通过导轨固定螺母(23) 将导轨杆(22)固定在导轨支撑板(21)上，导轨滑台(24)空套在导轨杆(22)上并沿导轨杆 (22)左右移动；当汽缸导杆(15)向下移动时，汽缸导杆(15)下端的锥面压导轨滑台(24)， 使其向左向右移动，从而带动横板(26)上的手指(27)向左向右运动，使平面夹指(28)撑开，夹紧零件；当汽缸导杆(15)向上运动时，在弹簧力作用下，导轨滑台(24)靠近，使平面夹指(28)回复到开始状态；其中弹簧由螺钉连接在两个导轨滑台(24)上，横板(26)由螺钉 (26. 1)连接在导轨滑台(24)上；手指(27)的上端螺纹柱连接在横板(26)的螺纹孔中，手指(27)加工有孔，平面夹指(28)插在手指(27)的孔中并用螺钉(29)锁紧，平面夹指(28) 上加工有平面，当平面夹指(28)夹持零件时，该面和孔有两个接触点；当平面夹指(28)夹持零件时，其上的锥面压紧零件下壁，使零件向上运动，从而使零件上表面压紧在手指的下端面上；松开螺钉(29)，调整平面夹指(28)锥面与手指(27)下端面之间的距离，使该距离等于零件的壁厚，再锁紧螺钉(29)。
全文摘要
本发明公开了工业机器人自动砂光夹具，定位盘(1)经凸台(3)、销孔(2)和螺钉孔(4)配合工业机器人末端法兰盘；固定轴(5)连接在支撑侧板上，套筒(6)空套在固定轴(5)上由锁紧螺钉(7)连接在一起；上支架(10)连接在套筒(6)下端，连接板(11)将上支架(10)和下支架(12)连接在一起，汽缸(13)连接在下支架(12)上，汽缸导杆套(14)连接在下支架(12)下端，汽缸导杆套(14)中安装汽缸导杆(15)；夹指套(16)连接汽缸导杆套(14)，夹指(17)安装在夹指套(16)的槽中；本发明利用汽缸为动力源，由汽缸导杆的内孔锥面或外圆锥面使夹指撑开对零件进行夹持，经变位机构对零件九十度旋转，保证加工质量。
文档编号B24B41/06GK102248483SQ20111019646
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者席文飞 申请人:淮安优联工业自动化装备有限公司