[发明专利]用于钻孔机的自动刀具头放置和组装设备

权利要求书

1.一种用于更换钻孔机上的刀具头的自动化系统，包括：

多轴机器人，该多轴机器人在该多轴机器人的操作臂的端部上具有刀具头末端执行器；

刀具头盒，该刀具头盒设置成靠近多轴机器人并在其中存储多个刀具头；和

钻管，该钻管设置在钻管支撑件中，旋转和平移固定装置邻近机器人并布置成将钻管与设置在距钻管选定的纵向距离处的工件对准。

2.根据权利要求1所述的系统，其中坐标系由所述机器人在所述钻孔机的底板上的位置限定，所述坐标系限定每个刀具头在所述刀具头盒和所述钻管的末端中的位置。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括自动控制系统，该自动控制系统被构造为自动确定所述机器人末端执行器、刀具头盒、刀具头套管盒和所述钻管的末端的位置。

4.根据权利要求1所述的系统，其中每个刀具头包括用于组装到钻管压头的适配器。

5.如权利要求1所述的系统，还包括设置在所述操作臂上的照相机。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述照相机包括二维或三维照相机中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的系统，其中由所述照相机产生的图像被传送至所述机器人，以便使所述机器人臂将刀具头与所述钻管对准。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在所述末端执行器附近的多轴载荷单元，其中由所述多轴载荷单元进行的力和扭矩的测量被所述机器人用来调节所述机器人末端执行器取向，使得所述刀具头和所述钻管的同心度保持在预定的装配公差内。

9.一种用于更换机器上的刀具头的方法，包括：

使用多轴机器人从盒中提起刀具头；

使用机器人将刀具头附接到钻管的末端；

使钻管旋转并纵向平移以机加工工件；

通过移动钻管从工件上纵向地取回刀具头；和

使用机器人断开刀具头，更换断开的刀具头进入盒中并从盒中取回不同的刀具头以附接到钻管。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括使用所述机器人将不同的刀具头附接到所述钻管并且使用所述不同的刀具头来机加工所述工件。

11.根据权利要求9所述的方法，其中每个刀具头包括用于将所述刀具头组装到钻管压头的刀具头适配器。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，通过参照所述盒、所述钻管和所述机器人到所选定的坐标系的位置来自动地执行提升所述刀具头、附接所述刀具头、机加工所述工件、取回所述刀具头以及断开所述刀具头和更换所述盒中的所述刀具头。

13.如权利要求9所述的方法，还包括在所述机器人的末端执行器附近生成至少一二维图像，其中所述图像用来使所述机器人臂将所述刀具头与所述钻管对准。

14.根据权利要求9所述的方法，还包括沿着靠近所述机器人上的末端执行器的多个轴测量力，其中所述力测量由所述机器人用来调整机器人末端执行器取向，使得所述刀具头和所述钻管的同心度保持在预定的组装公差内。

15.如权利要求9所述的方法，其中使用所述机器人断开所述刀具头还包括：

为机器人配备扭矩放大器。