一种智能机床换刀机械手的制作方法

本发明涉及换刀机械技术领域，具体为一种智能机床换刀机械手。

背景技术

目前加工中采用的自动换刀机构，以圆盘式机械手刀库为主流，其特征是刀仓整体为垂直放置，需要换刀时，待换位置刀套带着刀具转为垂直状态，由凸轮结构的机械手臂同时抓着待换刀具和主轴刀具同时进行交换，或刀具以垂直状态放在刀仓的各个刀位，换刀时整个刀库推到主轴侧，配合主轴的上下移动以及刀库的旋转进行换刀。

但现有换刀机构受机械手在与刀库旋转切换时，受其机械手与刀库转动换刀后产生的扭矩影响，机械手手爪往往与刀具抓合部位存在偏差，机械手与主轴刀具安装位置进行换位易出现漏换现象，换刀稳定性差，同时换刀机械手夹合位置换刀、释放时机均利用机械手与主轴位置的对接完成，换刀效率受机械手垂直升降影响，效率过低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供了一种智能机床换刀机械手，通过机械手转动结构间的联轴配合，以其通过轴部之间的相对转动及离心力消除机械手转动时产生的扭矩，避免机械手转动幅度过大出现位置偏位，同时手爪夹合刀具部位利用弹簧压合锁销方式进行活动式固定，保证了机械手夹合结构稳固性，解决了现有的换刀机械手易在转动换刀时受转动扭矩影响导致换刀位置出现偏差甚至漏换，换刀手爪位置夹合不牢固、释放刀具结构换刀效率过低的问题。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种智能机床换刀机械手，包括机械手轴座、主轴杆和轴圈，所述主轴杆贯穿于机械手轴座中部，所述主轴杆右端与轴圈转动连接，所述主轴杆与轴圈连接处外侧套接有连接盘，所述主轴杆为一种金属钢质实心柱体，所述连接盘内开槽设置有t型槽，所述t型槽内嵌入设置有联轴节与内环夹圈，所述内环夹圈套接于联轴节外侧，所述内环夹圈外壁与t型槽内壁紧密贴合，所述主轴杆与联轴节转动连接，所述联轴节右侧与轴圈转动连接，所述轴圈贯穿于t型槽右侧，所述轴圈与t型槽连接处嵌入设置有滚珠，所述轴圈右侧套接有安装底座，所述轴圈与安装底座中部贯穿设置有轴承盘，所述轴承盘为一种实心金属柱体，所述轴承盘右侧固定连接有套轴；所述套轴中部套接有臂杆，所述臂杆中部转动连接有转轴环，所述转轴环为一种中空金属套环，所述套轴与转轴环转动连接，所述臂杆左右两端对称设置有一对手爪，所述手爪与臂杆连接处开槽设置有侧槽，所述侧槽内嵌入设置有锁销，所述侧槽中部贯通设置有卡槽，所述卡槽贯穿于臂杆上下两端。

优选地，所述连接盘为一种内凹型的金属圆盘，且连接盘上端槽口与机械手轴座过盈连接，所述连接盘外侧边缘均匀分布有螺栓孔。

优选地，所述滚珠至少设有六对，且滚珠上下两端分别与t型槽内壁、轴圈外壁活动连接。

优选地，所述轴圈呈圆柱形，且轴圈左右两端轴径呈凸型头结构，所述轴圈表面开孔设置有至少六个限位用卡孔。

优选地，所述手爪呈半圆环形结构，且手爪中部开槽有爪槽，所述侧槽横向贯穿于爪槽内侧。

优选地，所述锁销呈柱状，且锁销外侧套接有压簧，所述锁销外侧压簧与侧槽左侧槽壁紧密贴合，且锁销中部贯穿设置有圆孔，所述锁销中部圆孔与卡槽槽径纵向对齐。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该种智能机床换刀机械手，在安装时，利用机械手本身主轴杆与机床换刀部位制动结构对接，并通过连接盘外圈螺孔以及底部设有的安装底座来与机床进行对接固定，在使用时通过机床的制动使得主轴杆沿机械手轴座中部作转动式从动，通过主轴杆的相对转动带动内侧连接有的联轴节以及下端轴圈，主轴杆、联轴节以及轴圈在转动过程中，利用内部内环夹圈、滚珠先后与t型槽内壁作相对活动，来在主轴杆通过联轴节、轴圈传递动能时，以相对活动抵消主轴杆以及机械手本身整体结构转动时产生的偏离扭矩，避免机械手转动幅度过大、扭矩增大而造成的机械手换刀偏位，保证了机械手在换刀过程中的稳定性；

2、且该种智能机床换刀机械手，在利用主轴杆、轴圈、联轴节以及与轴圈相连接的轴承盘作制动转动时，通过套轴与机械手臂杆转轴环的连接固定，在使臂杆在轴圈、轴承盘转动时，沿套轴中部作圆周转动，过程中利用臂杆左右两端设有的手爪来抓合待换刀具，相比于传统换刀机械的抓合结构，该种手爪利用半圆环型结构在勾合，并利用结构槽径内壁固定刀具的同时，通过弹簧式的锁销至侧槽口弹出来将刀具固定手爪位置，并在换刀过程中利用锁销口与卡槽的对位，来在机床制动结构与刀库垂直上升时，通过锁销口对位限位锁销弹出，较之传统机械手传统抓合方式，该种机械手通过锁销限位以及环形手爪结构，保证了待换刀具的抓合精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的机械手轴座内部结构示意图。

图3为本发明的臂杆内部结构示意图。

图中标记：1机械手轴座、2主轴杆、3连接盘、4轴圈、5安装底座、6臂杆、7套轴、8手爪、9联轴节、10内环夹圈、11t型槽、12滚珠、13轴承盘、14侧槽、15转轴环、16卡槽、17锁销。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-3，一种智能机床换刀机械手，包括机械手轴座1、主轴杆2和轴圈4，所述主轴杆2贯穿于机械手轴座1中部，所述主轴杆2右端与轴圈4转动连接，所述主轴杆2与轴圈4连接处外侧套接有连接盘3，所述主轴杆2为一种金属钢质实心柱体，所述连接盘3内开槽设置有t型槽11，所述t型槽11内嵌入设置有联轴节9与内环夹圈10，所述内环夹圈10套接于联轴节9外侧，所述内环夹圈10外壁与t型槽11内壁紧密贴合，所述主轴杆2与联轴节9转动连接，所述联轴节9右侧与轴圈4转动连接，所述轴圈4贯穿于t型槽11右侧，所述轴圈4与t型槽11连接处嵌入设置有滚珠12，所述轴圈4右侧套接有安装底座5，所述轴圈4与安装底座5中部贯穿设置有轴承盘13，所述轴承盘13为一种实心金属柱体，所述轴承盘13右侧固定连接有套轴7，在安装时，将之主轴杆2上端与机床制动部位相对接，并利用螺栓将之连接盘3与安装底座5与机床固定，工作时机床制动设备带动主轴杆2转动，主轴杆2转动带动下端与之连接的联轴节9与轴圈4，主轴杆2、联轴节9与轴圈4转动过程中，以轴圈4下端轴承盘13以及套轴7的转动，来带动下端臂杆6沿套轴7作圆周转动；所述套轴7中部套接有臂杆6，所述臂杆6中部转动连接有转轴环15，所述转轴环15为一种中空金属套环，所述套轴7与转轴环15转动连接，所述臂杆6左右两端对称设置有一对手爪8，所述手爪8与臂杆6连接处开槽设置有侧槽14，所述侧槽14内嵌入设置有锁销17，所述侧槽14中部贯通设置有卡槽16，所述卡槽16贯穿于臂杆6上下两端，臂杆6受轴圈4带动而沿套轴7作圆周转动过程中，通过臂杆6左右两端手爪8抓合机床中刀库与主轴刀具，抓合时利用手爪8环形结构以及侧槽14中锁销17的弹出，来利用锁销17在手爪8槽壁中与刀具侧壁卡接，来固定刀具。

综上所述，所述连接盘3为一种内凹型的金属圆盘，且连接盘3上端槽口与机械手轴座1过盈连接，所述连接盘3外侧边缘均匀分布有螺栓孔，在安装时，利用连接盘3外侧边缘的螺栓孔与机床安装位置相对接，保证机械手局部的结构固定，利用其连接盘3与机械手轴座1的过盈连接，来在机械手转动时，利用连接盘3与机械手轴座1的连接部位承受其扭矩，保证结构稳固。

所述滚珠12至少设有六对，且滚珠12上下两端分别与t型槽11内壁、轴圈4外壁活动连接，在轴圈4沿t型槽11内壁转动时，通过轴圈4外壁转动摩擦滚珠12，使得滚珠12在t型槽11内作相对活动，减小轴圈4在转动时与t型槽11对接部位的扭矩。

所述轴圈4呈圆柱形，且轴圈4左右两端轴径呈凸型头结构，所述轴圈4表面开孔设置有至少六个限位用卡孔，轴圈4在与机床固定时，可通过螺栓与轴圈4外壁卡孔对接，来限制轴圈4的可转动区间大小，从而定制机械手的转动幅度大小，提高了机械手的适用性。

所述手爪8呈半圆环形结构，且手爪8中部开槽有爪槽，所述侧槽14横向贯穿于爪槽内侧，在手爪8与机床刀库及其主轴刀具对位时，利用手爪8半圆环型爪槽抓合刀具并进行固定，避免传统机械手抓合部位的夹合结构夹合效率慢，牢固性差的问题。

所述锁销17呈柱状，且锁销17外侧套接有压簧，所述锁销17外侧压簧与侧槽14左侧槽壁紧密贴合，且锁销17中部贯穿设置有圆孔，所述锁销17中部圆孔与卡槽16槽径纵向对齐，在手爪8利用其爪槽结构抓合刀具时，可通过锁销17受压簧弹力作用后，沿侧槽14槽口弹出来侧向固定刀具于爪槽中，保证手爪8的抓合稳固性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。