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CN103302674B - 一种机械手的工件夹头 - Google Patents

一种机械手的工件夹头 Download PDF

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CN103302674B CN201310283431.9A CN201310283431A CN103302674B CN 103302674 B CN103302674 B CN 103302674B CN 201310283431 A CN201310283431 A CN 201310283431A CN 103302674 B CN103302674 B CN 103302674B
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Abstract

本发明提供了一种机械手的工件夹头，属于机械技术领域。它解决了现有的机械臂的夹头与工件连接不稳定、夹取过程复杂的问题。本机械手的工件夹头设置于机械手的前端，包括呈筒状的连接套以及设置于连接套内呈柱状的顶杆，顶杆与连接套周向固定，连接套的前端部具有若干条沿轴向开设的缺口，并且在连接套的前端部沿口外侧具有能够卡住工件的卡接部，顶杆的内端可以与一装于机械手中的一动力件相联，在该动力件的作用下使顶杆前端相对于连接套的前端口伸缩，并且当顶杆向前伸出时顶杆通过挤压连接套的前端部使其前端口张开。它具有连接牢固、稳定性高、实用价值高等优点。

Description

一种机械手的工件夹头
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种机械手的工件夹头，尤其涉及一种针对水龙头的机械手夹头。
背景技术
在制造业中，为了保证产品品质和美观感，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，尤其是卫浴水龙头，在铸造外形和机加尺寸等方面存在左右偏差、壁厚不一、形位各异等问题，无法利用专用机床进行加工。常规的抛光是利用人工在砂带机和布轮机上进行的，由于抛光摩擦发热并且抛光过程中产生大量的金属粉尘，这种作业环境对人体伤害大，而且由于人工作业的不稳定性，不容易进行抛光深度的准确定位，所以作业效率低，无法充分保证抛光产品的统一性和稳定性。
由于人工打磨的不稳定性以及对人体健康的危害，目前，基本上都是采用自动打磨的，它指的是利用机械臂抓取工件后，可将工件在打磨机上按照设定的路径轨迹打磨抛光，这样的打磨方式效率高并且可降低工人的劳动强度。传统的机械臂在夹取工件时，机械臂前端的夹头会伸入工件内，然后通过夹头前端若干个爪部周向顶在工件的内侧壁上，利用爪部向工件的内侧壁施加作用力而将工件抓取起来，那么由于夹头与工件仅通过爪部向工件内侧壁施力而并无专门的定位机构，因此夹头前端的各个爪部无法保证处于同一平面上，这样容易对产品表面抛光的统一性造成影响，而且夹头与工件之间连接的稳定性也不够好。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种夹取方便、与工件连接更加牢固的机械手的工件夹头。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种机械手的工件夹头，设置于机械手的前端，包括呈筒状的连接套以及设置于连接套内呈柱状的顶杆，其特征在于，所述的顶杆与连接套周向固定，所述的连接套的前端部具有若干条沿轴向开设的缺口，并且在所述的连接套的前端部沿口外侧具有能够卡住工件的卡接部，所述顶杆的内端可以与一装于机械手中的一动力件相联，在该动力件的作用下使所述的顶杆前端相对于所述的连接套的前端口伸缩，并且当顶杆向前伸出时所述的顶杆通过挤压所述的连接套的前端部使其前端口张开。
本机械手的工件夹头在夹取工件时，夹头伸入工件内，在动力件的作用下顶杆前端相对于连接套前端伸出，由于连接套前端部沿轴向开设有若干条缺口，因此连接套的前端部具有弹性，当顶杆前端伸出时会向外挤压连接套的前端部，连接套的前端口从而向外扩张，随着顶杆的不断伸出，连接套的前端口逐渐扩张至与工件的内侧壁相贴合，而连接套前端部沿口外侧的卡接部就会卡住工件的内侧壁，这样夹头就将工件牢固地夹持住。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的顶杆的前端部呈锥形，所述的连接套前端部沿口内侧具有环形挡条，所述的顶杆的前端部抵靠在挡条上。
顶杆的前端部呈锥形，当动力件驱动顶杆前端相对于连接套的前端移动时，顶杆的前端会向外推动连接套前端部沿口内侧的环形挡条，环形挡条受力会迫使连接套的前端部向外侧扩张，连接套的前端部向外扩张就可以使连接套的卡接部卡住工件。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的连接套的前端部呈锥形。连接套的前端呈锥形，顶杆受动力件的驱动而向前移动时，顶杆的前端部就会向外挤压连接套的前端部，这样连接套的前端部就会向外扩张。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的连接套的前端部以及顶杆的前端部均呈锥形，所述的顶杆前端部的锥度大于连接套前端部的锥度且顶杆的前端部部分伸出连接套的前端部。
动力件驱动顶杆前端相对于连接套前端向外移动，由于顶杆前端部的锥度大于连接套前端部的锥度，因此当顶杆前端部向外伸出时会将连接套的前端部向外侧挤压扩张。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的卡接部为设置于连接套的前端部沿口外侧的环形凸肩。
当连接套的前端部受顶杆前端部的挤压而向外扩张时，连接套前端部沿口外侧的环形凸肩也会向外扩张，并最终卡在工件的内侧壁上，尤其是当工件为水龙头时，连接套前端部的环形凸肩能够与水龙头内侧壁上螺纹连接段的底部相抵靠。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的顶杆的前端部具有定位凸头。顶杆伸入工件内时，定位凸头能够与工件的内孔相配合从而保证工件与夹头之间不会发生相对转动。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的定位凸头的数量为三个。当工件为水龙头时，顶杆前端部的三个定位凸头刚好能够与水龙头阀芯上的三个流水孔相配合。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的顶杆中部的侧部设有限位块，所述的连接套中部的侧部对应设置有限位槽，所述的限位块位于限位槽内，所述的限位块的宽度与限位槽的槽宽相同且限位槽的长度大于限位块的长度。
限位块的宽度与限位槽的槽宽相同，这样顶杆就不能够相对于连接套发生周向的转动，而又由于限位槽的长度大于限位块的长度，这样顶杆轴向的移动又不会受到限制。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的定位凸头具有贯穿的出气孔，所述的顶杆的内腔呈中空状并与出气孔相连通，所述的顶杆上设有通过出气孔能够向工件内吹气的出气结构。
工件在加工中心加工时其内部残留有许多屑料，在机械手夹取工件进行打磨抛光时，通过顶杆上与出气孔相连通的出气孔向工件内进气，这样就能够将残留在工件内的屑料吹走，即一边打磨抛光，一边又能够对屑料进行清理。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的出气结构包括开设于限位块上的进气孔以及开设于顶杆内侧壁上与限位块上的进气孔位置相对应处的过气孔。
通过限位块上的进气孔与一个气源相联，气源通过过气孔向顶杆内腔充气并最终从定位凸头的出气孔向工件内出气，这样从定位凸头的出气孔中出来的空气就能够将工件内部的铁屑吹走。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的顶杆的侧部开设有两道环形密封槽，所述的环形密封槽与连接套的内侧壁之间设有环形密封圈，所述的顶杆侧部在两道环形密封槽之间还设有环形凹槽，所述的出气结构包括设置于环形凹槽处且与顶杆内腔相通的过气孔以及设置于连接套侧部与过气孔相连通的进气孔，所述的进气孔在顶杆相对于连接套轴向移动时始终位于两道环形密封槽之间。
在连接套侧部的进气孔处连接一个气源，在顶杆移动的过程中，气源通过进气孔以及过气孔而进入到顶杆内腔并最终从定位凸头的出气孔通入工件内进行清理，由于进气孔在顶杆的移动过程中始终处于顶杆侧部的两道环形密封槽之间，因此空气不会从顶杆与连接套之间的间隙泄漏。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的连接套内端的内侧壁上具有挡沿，所述的顶杆的内端外侧具有与挡沿相抵靠的挡肩。当顶杆内端的挡肩与连接套内端内侧壁上的挡沿相抵靠时，顶杆前端相对于连接套前端的伸出量达到最大。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的顶杆的内端部通过螺纹连接有过渡套筒，所述的过渡套筒上设有用于与装于机械手中的动力件相联的连接孔。顶杆通过过渡套筒上的连接孔与动力件相联，动力件同时能够在顶杆的内端口处将顶杆内腔封堵。
在上述的机械手的工件夹头中，所述的连接套的内端部螺纹连接有定位筒，所述的定位筒的端部具有用于与机械手相联的法兰盘。在将本机械手的工件夹头固定到机械手上时，通过定位盘端部的法兰盘能够使得连接套与机械手的前端相固连。
与现有技术相比，本机械手的工件夹头具有以下优点：
1、本机械手的工件夹头利用顶杆推出连接套时使连接套的前端部向外扩张而使卡接部卡住工件，不仅结构简单，而且夹头与工件之间连接牢固，工件不易脱落和易位；
2、本机械手的工件夹头中顶杆前端的三个定位凸头还能与工件的内孔相配合，夹头与工件之间还不会发生相对转动，同时顶杆与连接套之间通过限位块与限位槽的方式周向固定，工作时稳定性更高，
3、本机械手的工件夹头还可通过顶杆上的出气结构通过出气孔向工件内部充气，从而起到对工件内部的屑料起到清理作用，实用价值更高。
附图说明
图1是本机械手的工件夹头实施例一的立体结构示意图。
图2是本机械手的工件夹头实施例一的剖视图。
图3是本机械手的工件夹头实施例二的出气结构的局部剖视图。
图中，1、连接套；2、顶杆；3、缺口；4、环形凸肩；5、定位凸头；6、限位块；7、限位槽；8、出气孔；9、进气孔；10、出气孔；11、环形密封槽；12、环形密封圈；13、环形凹槽；14、挡沿；15、挡肩；16、过渡套筒；17、连接孔；18、定位筒；19、法兰盘。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1和图2所示，一种机械手的工件夹头，设置于机械手的前端，包括呈筒状的连接套1以及设置于连接套1内呈柱状的顶杆2。连接套1内端的内侧壁上具有挡沿14，顶杆2的内端外侧具有与挡沿14相抵靠的挡肩15，连接套1的内端部螺纹连接有定位筒18，定位筒18的端部具有用于与机械手相联的法兰盘19。顶杆2的内端部通过螺纹连接有过渡套筒16，过渡套筒16上设有用于与装于机械手中的动力件相联的连接孔17，在动力件的作用下顶杆2的前端能够相对于连接套1的前端伸缩。
连接套1的前端部具有若干条沿轴向开设的缺口3，并且在连接套1的前端部沿口外侧具有能够卡住工件的卡接部，连接套1的前端部以及顶杆2的前端部均呈锥形，顶杆2前端部的锥度大于连接套1前端部的锥度且顶杆2的前端部部分伸出连接套1的前端部。在本实施例中，卡接部为设置于连接套1的前端部沿口外侧的环形凸肩4。
顶杆2与连接套1周向固定，顶杆2中部的侧部设有限位块6，连接套1中部的侧部对应设置有限位槽7，限位块6位于限位槽7内，限位块6的宽度与限位槽7的槽宽相同且限位槽7的长度大于限位块6的长度。
如图2所示，顶杆2的前端部具有三个定位凸头5，定位凸头5具有贯穿的出气孔8，顶杆2的内腔呈中空状并与出气孔8相连通，顶杆2上设有与通过出气孔8能够向工件内吹气的出气结构，该出气结构包括开设于限位块6上的进气孔9以及开设于顶杆2内侧壁上与限位块6上的进气孔9位置相对应处的过气孔10。
本机械手的工件夹头通过与连接套1内端螺纹连接的定位筒18上的法兰盘19而固定在机械手的前端，动力件一般采用设置于机械手内的气缸，该气缸的活塞杆从定位筒18内伸入连接套1的内端并与与顶杆2内端通过螺纹连接的过渡套筒16上的连接孔17相联，这样通过气缸的活塞杆就能够带动顶杆2相对于连接套1发生移动。
本机械手的工件夹头对工件进行夹取的过程是这样的：机械手带动夹头移动至工件的上方，然后通过驱动设置于机械手中的气缸工作，气缸的活塞杆带动顶杆2一同向下移动并伸入工件内，由于顶杆2前端部以及连接套1的前端部均呈锥形且顶杆2前端部的锥度大于连接套1前端部的锥度，因此顶杆2向下移动时，顶杆2前端部会向外挤压连接套1的前端部，由于连接套1的前端部沿轴向开设有若干条缺口3，当连接套1的前端部受到向外的挤压力时会向外扩张，随着顶杆2逐渐下移，连接套1前端部不断向外扩张并最终紧贴在工件的内侧壁上，同时设置于连接套1前端部沿口外侧的环形凸肩4会卡在工件的内侧壁上，尤其是当工件为水龙头时，当顶杆2与水龙头阀芯相互顶靠时，位于连接套1前端部沿口外侧的环形凸肩4会牢固地勾住水龙头内侧壁的螺纹连接段的最底端，从而保证夹头与工件之间牢固连接。
此外，当顶杆2前端部下移至最大距离时，位于顶杆2前端部的三个定位凸头5会插入工件的内孔中，当工件为水龙头时，定位凸头5会插入水龙头阀芯的流水孔中，通过定位凸头5与工件的内孔相互配合来保证夹头与工件之间不会发生相对的转动，这样能够保证工件夹取过程中的稳定性，而且由于顶杆2与连接套1是周向固定的，因此顶杆2与连接套1也不会发生相对的转动。
由于工件在加工中心加工时其内部就会留有许多细小的屑料，因此可以在机械手夹取工件进行打磨抛光前先将顶杆2侧部限位块6上的进气孔9与一个气源相联，通过气源向顶杆2的内腔充气，定位凸头5具有贯穿并与顶杆2内腔相通的出气孔8，这样充入的空气就能够通过出气孔8进入工件内部，这样就能够一边进行打磨抛光，一边对工件内部的屑料进行清理。结束后，将气源与进气孔9分离，然后控制气缸使气缸的活塞杆复位至初始状态，活塞杆带动顶杆2缩回连接套1内，连接套1前端部收缩并与工件相分离，最终使夹头退出工件内。
实施例二
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：如图3所示，本实施例中顶杆2的侧部开设有两道环形密封槽11，环形密封槽11与连接套1的内侧壁之间设有环形密封圈12，顶杆2侧部在两道环形密封槽11之间还设有环形凹槽13，出气结构包括设置于环形凹槽13处且与顶杆2内腔相通的过气孔10以及设置于连接套1侧部与过气孔10相连通的进气孔9，进气孔9在顶杆2相对于连接套1轴向移动时始终位于两道环形密封槽11之间。
通过在连接套1侧部的进气孔9处连接一个气源，在顶杆2移动的过程中，气源通过进气孔9以及过气孔10而进入到顶杆2内腔并最终从定位凸头5的出气孔8通入工件内进行清理，由于进气孔9在顶杆2的移动过程中始终处于顶杆2侧部的两道环形密封槽11之间，因此空气又不会从顶杆2与连接套1之间的间隙泄漏。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种机械手的工件夹头，设置于机械手的前端，包括呈筒状的连接套(1)以及设置于连接套(1)内呈柱状的顶杆(2)，其特征在于，所述的顶杆(2)与连接套(1)周向固定，所述的连接套(1)的前端部具有若干条沿轴向开设的缺口(3)，并且在所述的连接套(1)的前端部沿口外侧具有能够卡住工件的卡接部，所述顶杆(2)的内端用于与一装于机械手中的一动力件相联，在该动力件的作用下使所述的顶杆(2)前端相对于所述的连接套(1)的前端口伸缩，并且当顶杆(2)向前伸出时所述的顶杆(2)通过挤压所述的连接套(1)的前端部使其前端口张开，所述的卡接部为设置于连接套(1)的前端部沿口外侧的环形凸肩(4)，所述的顶杆(2)的前端部具有三个定位凸头(5)。
2.根据权利要求1所述的机械手的工件夹头，其特征在于，所述的连接套(1)的前端部以及顶杆(2)的前端部均呈锥形，所述的顶杆(2)前端部的锥度大于连接套(1)前端部的锥度且顶杆(2)的前端部部分伸出连接套(1)的前端部。
3.根据权利要求1或2所述的机械手的工件夹头，其特征在于，所述的顶杆(2)中部的侧部设有限位块(6)，所述的连接套(1)中部的侧部对应设置有限位槽(7)，所述的限位块(6)位于限位槽(7)内，所述的限位块(6)的宽度与限位槽(7)的槽宽相同且限位槽(7)的长度大于限位块(6)的长度。
4.根据权利要求1所述的机械手的工件夹头，其特征在于，所述的定位凸头(5)具有贯穿的出气孔(8)，所述的顶杆(2)的内腔呈中空状并与出气孔(8)相连通，所述的顶杆(2)上设有通过出气孔(8)能够向工件内吹气的出气结构。
5.根据权利要求4所述的机械手的工件夹头，其特征在于，所述的出气结构包括开设于限位块(6)上的进气孔(9)以及开设于顶杆(2)内侧壁上与限位块(6)上的进气孔(9)位置相对应处的过气孔(10)。
6.根据权利要求1或2所述的机械手的工件夹头，其特征在于，所述的连接套(1)内端的内侧壁上具有挡沿(14)，所述的顶杆(2)的内端外侧具有与挡沿(14)相抵靠的挡肩(15)。
7.根据权利要求1或2所述的机械手的工件夹头，其特征在于，所述的顶杆(2)的内端部通过螺纹连接有过渡套筒(16)，所述的过渡套筒(16)上设有用于与装于机械手中的动力件相联的连接孔(17)。
8.根据权利要求1或2所述的机械手的工件夹头，其特征在于，在上述的机械手的工件夹头中，所述的连接套(1)的内端部螺纹连接有定位筒(18)，所述的定位筒(18)的端部具有用于与机械手相联的法兰盘(19)。
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