專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)化工具交換接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，特別涉及一種用于連接和更換多種自動(dòng)化作業(yè)末端執(zhí)行工具的接口裝置。
背景技術(shù)：
自動(dòng)化作業(yè)中，當(dāng)有多個(gè)作業(yè)任務(wù)需要完成時(shí)，通常采取多個(gè)自動(dòng)化作業(yè)單元分別完成。這種方法需要布置多個(gè)自動(dòng)化作業(yè)單元，并需要在其間有自動(dòng)化的物流裝置，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)龐大，成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)化工具交換接口裝置，它為末端執(zhí)行工具提供真空或者氣動(dòng)接口，能夠方便快捷地更換多種自動(dòng)化作業(yè)單元末端執(zhí)行工具，保證執(zhí)行工具的重復(fù)定位精度，以完成不同的作業(yè)內(nèi)容，并提供作業(yè)力過(guò)限保護(hù)功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種自動(dòng)化工具交換接口裝置，它包括工具端裝置和固定端裝置；所述工具端裝置包括圓盤(pán)形工具端本體，在其上端面中心設(shè)有球形定心銷(xiāo)，所述球形定心銷(xiāo)頂端有氣孔，所述圓盤(pán)形工具端本體頂部端面有環(huán)形真空槽，頂部邊緣有三個(gè)間隔120°設(shè)有帶銷(xiāo)孔的凸耳，與所述凸耳周向間隔固定角度的位置處裝設(shè)有錐形氣路接口銷(xiāo)；在所述工具端本體下端面有工具安裝螺紋孔、定位圓柱凸臺(tái)和定向銷(xiāo)釘作為與作業(yè)工具安裝的接口；在所述工具端本體的柱面上有給作業(yè)工具供氣的接口和，分別通過(guò)內(nèi)部管道和與所述氣孔和所述錐形氣路接口銷(xiāo)相通；所述固定端裝置包括固定端接口本體，彈性保護(hù)滑套，氣動(dòng)彈性銷(xiāo)釘裝置；所述固定端接口本體下端面設(shè)有定心圓柱孔，其內(nèi)壁上設(shè)有氣路接口；所述固定端接口本體下端面設(shè)有密封圈，兼做定向銷(xiāo)孔的氣路出孔，所述氣路出孔通過(guò)密封圈密封隔離；所述固定端接口本體下端面還設(shè)有真空抽吸孔，它與外壁上的端面真空接口連通；所述固定端接口本體圓柱面上設(shè)有周向間隔120°、并與徑向垂直的三個(gè)安裝面，其上開(kāi)有真空腔和銷(xiāo)釘尾孔；所述銷(xiāo)釘尾孔頂部開(kāi)孔，通過(guò)所述固定端接口本體上端面的真空環(huán)和真空氣路與所述固定端接口本體上的真空接口相通；所述固定端接口本體上端面設(shè)有的彈簧螺栓固定孔；所述彈性保護(hù)滑套包括密珠軸承，外固定體，彈簧調(diào)整螺栓，彈簧；所述密珠軸承裝設(shè)在所述外固定體和所述固定端接口本體的柄之間，三者形成定心精度高可滑動(dòng)的過(guò)盈配合，所述固定端接口本體的柄可在所述彈性保護(hù)滑套內(nèi)上下滑動(dòng)并保持較高軸向精度；所述彈簧調(diào)整螺栓穿過(guò)所述外固定體法蘭片上的開(kāi)口孔擰入與之對(duì)應(yīng)位置的所述固定端接口本體的所述彈簧螺栓固定孔；所述外固定體上設(shè)有安裝螺紋孔、定心凸臺(tái)、定位銷(xiāo)釘，作為和作業(yè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的安裝接口；所述外固定體與所述固定端接口本體之間裝有限位開(kāi)關(guān)；氣動(dòng)彈性銷(xiāo)釘裝置裝設(shè)在所述固定端接口本體的安裝面上，包括銷(xiāo)釘支撐體，銷(xiāo)釘頭，安裝壓板，真空膜片，銷(xiāo)釘尾和彈簧；所述銷(xiāo)釘尾透過(guò)所述真空膜片擰入所述銷(xiāo)釘頭的螺紋孔中，所述真空膜片被所述安裝壓板壓到所述固定端接口本體的安裝面的凸沿上，對(duì)所述真空腔形成密封；所述銷(xiāo)釘尾將所述彈簧壓入所述銷(xiāo)釘尾孔后，可在其中沿徑向滑動(dòng)；所述銷(xiāo)釘頭亦可在同方向上的所述銷(xiāo)釘支撐體的孔內(nèi)滑動(dòng)。
本發(fā)明提供了工具端裝置和固定端裝置之間的外球面與內(nèi)圓柱面防卡阻配合高精度定心接口、錐銷(xiāo)與內(nèi)圓柱面配合的定向接口、端面真空吸附接口、帶銷(xiāo)孔凸耳和彈性銷(xiāo)釘間的真空吸附失敗自鎖接口、壓縮空氣供給接口、真空供給接口；可以方便、快捷、可靠地更換多種自動(dòng)化作業(yè)單元末端執(zhí)行工具，完成不同的作業(yè)內(nèi)容，并具有作業(yè)力過(guò)限保護(hù)功能。


圖1是本發(fā)明中工具端的剖視圖；。
圖2是本發(fā)明中固定端的剖視圖；。
圖3是圖2的A-A剖視圖；圖4是本發(fā)明中固定端的爆炸軸側(cè)圖；圖5是本發(fā)明的組合剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)各附圖，一種自動(dòng)化工具交換接口裝置，它包括工具端裝置10和固定端裝置30；所述工具端裝置10包括圓盤(pán)形工具端本體11，在其上端面中心設(shè)有球形定心銷(xiāo)12，所述球形定心銷(xiāo)12頂端有氣孔13，所述圓盤(pán)形工具端本體11頂部端面有環(huán)形真空槽14，頂部邊緣有三個(gè)間隔120°設(shè)有帶銷(xiāo)孔15的凸耳16，與所述凸耳16周向間隔固定角度的位置處裝設(shè)有錐形氣路接口銷(xiāo)17；在所述工具端本體11下端面有工具安裝螺紋孔18、定位圓柱凸臺(tái)19和定向銷(xiāo)釘21作為與作業(yè)工具安裝的接口；在所述工具端本體11的柱面上有給作業(yè)工具供氣的接口22和23，分別通過(guò)內(nèi)部管道24和25與所述氣孔13和所述錐形氣路接口銷(xiāo)17相通；所述固定端裝置30包括固定端接口本體31，彈性保護(hù)滑套50，氣動(dòng)彈性銷(xiāo)釘裝置60；所述固定端接口本體31下端面設(shè)有定心圓柱孔32，其內(nèi)壁上設(shè)有氣路接口33；所述固定端接口本體31下端面設(shè)有密封圈34，兼做定向銷(xiāo)孔的氣路出孔35，所述氣路出孔35通過(guò)密封圈36密封隔離；所述固定端接口本體31下端面還設(shè)有真空抽吸孔37，它與外壁上的端面真空接口38連通；所述固定端接口本體31圓柱面上設(shè)有周向間隔120°、并與徑向垂直的三個(gè)安裝面39，其上開(kāi)有真空腔40和銷(xiāo)釘尾孔41；所述銷(xiāo)釘尾孔41頂部開(kāi)孔，通過(guò)所述固定端接口本體31上端面的真空環(huán)42和真空氣路43與所述固定端接口本體31上的真空接口44相通；所述固定端接口本體31上端面設(shè)有的彈簧螺栓固定孔45；所述彈性保護(hù)滑套50包括密珠軸承51，外固定體52，彈簧調(diào)整螺栓53，彈簧54；所述密珠軸承51裝設(shè)在所述外固定體52和所述固定端接口本體31的柄46之間，三者形成定心精度高可滑動(dòng)的過(guò)盈配合，所述固定端接口本體31的柄46可在所述彈性保護(hù)滑套50內(nèi)上下滑動(dòng)并保持較高軸向精度；所述彈簧調(diào)整螺栓53穿過(guò)所述外固定體52法蘭片上的開(kāi)口孔55擰入與之對(duì)應(yīng)位置的所述固定端接口本體31的所述彈簧螺栓固定孔45；所述外固定體52上設(shè)有安裝螺紋孔56、定心凸臺(tái)57、定位銷(xiāo)釘58，作為和作業(yè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的安裝接口；所述外固定體52與所述固定端接口本體31之間裝有限位開(kāi)關(guān)59；氣動(dòng)彈性銷(xiāo)釘裝置60裝設(shè)在所述固定端接口本體31的安裝面39上，包括銷(xiāo)釘支撐體61，銷(xiāo)釘頭62，安裝壓板63，真空膜片64，銷(xiāo)釘尾65和彈簧66；所述銷(xiāo)釘尾65透過(guò)所述真空膜片64擰入所述銷(xiāo)釘頭62的螺紋孔中，所述真空膜片64被所述安裝壓板63壓到所述固定端接口本體31的安裝面39的凸沿上，對(duì)所述真空腔40形成密封；所述銷(xiāo)釘尾65將所述彈簧66壓入所述銷(xiāo)釘尾孔41后，可在其中沿徑向滑動(dòng)；所述銷(xiāo)釘頭62亦可在同方向上的所述銷(xiāo)釘支撐體61的孔內(nèi)滑動(dòng)。
工具端裝置10和固定端裝置30間的高精度定心接口，是通過(guò)工具端裝置10的球形釘位銷(xiāo)12插入固定端接口本體31上定心圓柱孔32內(nèi)實(shí)現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)屬于外球面和內(nèi)圓柱面配合，配合采用精度較高的滑配合可以保證工具交換后的定位重復(fù)精度；球柱配合結(jié)構(gòu)可有效的避免插入裝配過(guò)程中的卡阻現(xiàn)象發(fā)生，完成工具端裝置10和固定端裝置30間的端面貼合，利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工具交換。
工具端裝置10和固定端裝置30間的定向，通過(guò)工具端裝置10的錐形氣路接口銷(xiāo)17插入固定端接口本體31上相應(yīng)位置的氣路出孔35內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
工具端裝置10和固定端裝置30間的端面真空吸附，通過(guò)固定端接口本體31下端面上的真空抽吸孔37對(duì)工具端裝置10頂部端面的環(huán)形真空槽14抽真空實(shí)現(xiàn)。
工具端裝置10和固定端裝置30間的真空吸附失敗自鎖接口，通過(guò)工具端裝置10上帶銷(xiāo)孔凸耳16和固定端裝置30的彈性銷(xiāo)釘裝置60實(shí)現(xiàn)，當(dāng)工具端裝置10和固定端裝置30端面貼合后，外裝置控制固定端裝置30的真空接口44通真空，通過(guò)真空氣路43、真空環(huán)42、銷(xiāo)定尾孔41、銷(xiāo)釘尾上的缺口對(duì)真空腔40進(jìn)行抽吸，在外界空氣壓力的作用下，真空膜片64被壓入真空腔40，帶動(dòng)銷(xiāo)釘頭62縮回到銷(xiāo)釘支撐體61孔內(nèi)，銷(xiāo)釘尾65上的彈簧66被壓縮。此時(shí)，固定端裝置30外圓面可插入工具端裝置10上端面的銷(xiāo)孔凸耳16內(nèi)。端面真空接口38開(kāi)始抽真空，端面吸附后，真空接口44斷真空，真空腔40內(nèi)外壓力平衡，銷(xiāo)釘尾65上的彈簧將銷(xiāo)釘頭62頂出，銷(xiāo)釘頭62伸入到工具端裝置10相應(yīng)位置凸耳16的銷(xiāo)孔15內(nèi)，防止端面真空吸附失敗后，工具端跌落。撤下工具端10時(shí)，真空接口44通真空，銷(xiāo)釘頭縮回，端面真空接口38開(kāi)始通壓縮空氣，工具端裝置10和固定端裝置30間實(shí)現(xiàn)端面分離。
二路工具用氣路接口，一路是固定端裝置30的定心孔32內(nèi)壁上氣路接口33，通過(guò)工具端裝置10球形銷(xiāo)12頂部氣孔13，內(nèi)部的管道24，與工具端本體11的柱面上有給工具供氣接口22接通；一路是固定端裝置30的下端面氣路出孔35，通過(guò)在工具端本體11的錐形氣路接口銷(xiāo)17、內(nèi)部的管道24與工具供氣接口23接通。
工具交換后作業(yè)過(guò)程中，一旦工具上的作業(yè)力超過(guò)一定限度，固定端裝置30上的彈簧將被壓縮，固定端裝置30的接口本體31連同工具端裝置10將在彈性滑套50中向上滑動(dòng)，一旦壓縮量超出，外固定體52與接口本體31之間的限位開(kāi)關(guān)59將發(fā)出停機(jī)信號(hào)，從而保護(hù)作業(yè)工件。通過(guò)調(diào)整螺栓53的擰入量，可改變彈簧的預(yù)壓縮長(zhǎng)度，從而改變作業(yè)力保護(hù)的過(guò)限閾值。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)化工具交換接口裝置，它包括工具端裝置[10]和固定端裝置[30]；所述工具端裝置[10]包括圓盤(pán)形工具端本體[11]，在其上端面中心設(shè)有球形定心銷(xiāo)[12]，所述球形定心銷(xiāo)[12]頂端有氣孔[13]，所述圓盤(pán)形工具端本體[11]頂部端面有環(huán)形真空槽[14]，頂部邊緣有三個(gè)間隔120°設(shè)有帶銷(xiāo)孔[15]的凸耳[16]，與所述凸耳[16]周向間隔固定角度的位置處裝設(shè)有錐形氣路接口銷(xiāo)[17]；在所述工具端本體[11]下端面有工具安裝螺紋孔[18]、定位圓柱凸臺(tái)[19]和定向銷(xiāo)釘[21]作為與作業(yè)工具安裝的接口；在所述工具端本體[11]的柱面上有給作業(yè)工具供氣的接口[22]和[23]，分別通過(guò)內(nèi)部管道[24]和[25]與所述氣孔[13]和所述錐形氣路接口銷(xiāo)[17]相通；所述固定端裝置[30]包括固定端接口本體[31]，彈性保護(hù)滑套[50]，氣動(dòng)彈性銷(xiāo)釘裝置[60]；所述固定端接口本體[31]下端面設(shè)有定心圓柱孔[32]，其內(nèi)壁上設(shè)有氣路接口[33]；所述固定端接口本體[31]下端面設(shè)有密封圈[34]，兼做定向銷(xiāo)孔的氣路出孔[35]，所述氣路出孔[35]通過(guò)密封圈[36]密封隔離；所述固定端接口本體[31]下端面還設(shè)有真空抽吸孔[37]，它與外壁上的端面真空接口[38]連通；所述固定端接口本體[31]圓柱面上設(shè)有周向間隔120°、并與徑向垂直的三個(gè)安裝面[39]，其上開(kāi)有真空腔[40]和銷(xiāo)釘尾孔[41]；所述銷(xiāo)釘尾孔[41]頂部開(kāi)孔，通過(guò)所述固定端接口本體[31]上端面的真空環(huán)[42]和真空氣路[43]與所述固定端接口本體[31]上的真空接口[44]相通；所述固定端接口本體[31]上端面設(shè)有的彈簧螺栓固定孔[45]；所述彈性保護(hù)滑套[50]包括密珠軸承[51]，外固定體[52]，彈簧調(diào)整螺栓[53]，彈簧[54]；所述密珠軸承[51]裝設(shè)在所述外固定體[52]和所述固定端接口本體[31]的柄[46]之間，三者形成定心精度高可滑動(dòng)的過(guò)盈配合，所述固定端接口本體[31]的柄[46]可在所述彈性保護(hù)滑套[50]內(nèi)上下滑動(dòng)并保持較高軸向精度；所述彈簧調(diào)整螺栓[53]穿過(guò)所述外固定體[52]法蘭片上的開(kāi)口孔[55]擰入與之對(duì)應(yīng)位置的所述固定端接口本體[31]的所述彈簧螺栓固定孔[45]；所述外固定體[52]上設(shè)有安裝螺紋孔[56]、定心凸臺(tái)[57]、定位銷(xiāo)釘[58]，作為和作業(yè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的安裝接口；所述外固定體[52]與所述固定端接口本體[31]之間裝有限位開(kāi)關(guān)[59]；氣動(dòng)彈性銷(xiāo)釘裝置[60]裝設(shè)在所述固定端接口本體[31]的安裝面[39]上，包括銷(xiāo)釘支撐體[61]，銷(xiāo)釘頭[62]，安裝壓板[63]，真空膜片[64]，銷(xiāo)釘尾[65]和彈簧[66]；所述銷(xiāo)釘尾[65]透過(guò)所述真空膜片[64]擰入所述銷(xiāo)釘頭[62]的螺紋孔中，所述真空膜片[64]被所述安裝壓板[63]壓到所述固定端接口本體[31]的安裝面[39]的凸沿上，對(duì)所述真空腔[40]形成密封；所述銷(xiāo)釘尾[65]將所述彈簧[66]壓入所述銷(xiāo)釘尾孔[41]后，可在其中沿徑向滑動(dòng)；所述銷(xiāo)釘頭[62]亦可在同方向上的所述銷(xiāo)釘支撐體[61]的孔內(nèi)滑動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，特別涉及一種用于連接和更換多種自動(dòng)化作業(yè)末端執(zhí)行工具的接口裝置。其技術(shù)方案是本發(fā)明提供了工具端裝置和固定端裝置之間的外球面與內(nèi)圓柱面防卡阻配合高精度定心接口、錐銷(xiāo)與內(nèi)圓柱面配合的定向接口、端面真空吸附接口、帶銷(xiāo)孔凸耳和彈性銷(xiāo)釘間的真空吸附失敗自鎖接口、壓縮空氣供給接口、真空供給接口；可以方便、快捷、可靠地更換多種自動(dòng)化作業(yè)單元末端執(zhí)行工具，完成不同的作業(yè)內(nèi)容，并具有作業(yè)力過(guò)限保護(hù)功能。
文檔編號(hào)B23Q11/00GK101032798SQ20071009742
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者葛根焰, 楊銀剛, 楊斌, 黃亮, 姜春福 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第二炮兵裝備研究院第四研究所