[发明专利]一种用于打磨机器人的自动换刀装置

说明书

本发明一种用于打磨机器人的自动换刀装置，包含电磁铁、外罩、换刀轴、夹紧部分和锁紧部分；所述锁紧部分包括锁块、铁柱、限位件、弹簧和四连杆机构；所述夹紧部分包括长连杆、机械爪和托顶；铁柱的上部分伸出限位件外，下部分位于限位件内，铁柱能在限位件内上下往复滑动；电磁铁位于铁柱的正上方；所述托顶位于外罩内，托顶顶部中心处开有进出孔，进出孔的直径小于两个锁块在自然状态下的外边缘之间的最大距离，且大于两个锁块在压缩后外边缘之间的最大距离；托顶的周向上均匀铰接有多个长连杆，每个长连杆穿出外罩并连接有机械爪，机械爪的末端始终位于外罩内且沿外罩径向往复滑动。换刀轴安装和更换过程简单，完全依靠纯机械运动，可靠性高。

技术领域

本发明属于机械加工制造技术领域，具体涉及一种用于打磨机器人的自动换刀装置。

背景技术

目前在磨削加工中，普遍将砂轮直接固定在打磨机器人的打磨主轴上，主要通过人工更换砂轮。在打磨时砂轮磨削面上的磨粒会与工件发生剧烈摩擦，打磨产生的磨屑飞溅，进而出现大量粉尘，因此车间环境恶劣，采用人工换刀会危害到工人的身体健康；此外，对于体积庞大且较为复杂的自由曲面(比如风电叶片)，打磨过程非常复杂，对于不同曲率的曲面需要不同的砂轮进行打磨，因此在打磨过程中需要经常换刀，采用人工换刀方法不仅效率低下，而且工人经常需要通过攀爬来进行换刀，也产生了一定的安全隐患。相对人工换刀，采用自动换刀则能大幅缩短加工时间，降低生产成本，安全性大大提高。

申请号为201911016614.8的文献公开了一种自动更换砂轮装置及其工业机器人，包括备用砂轮传送装置和换装装置等；备用砂轮传送装置将待换备用砂轮推送至传送带上，通过换装装置拆卸砂轮紧固螺母；更换砂轮过程复杂，耗费时间长。

申请号为201820218919.1的文献公开了一种机器人快速更换砂轮的机构，该机构通过滚珠与相应的凹槽配合实现旋转轴与砂轮固定装置的锁紧；由于旋转轴在工作时高速旋转时会产生较大离心力，导致滚珠作离心运动而脱离凹槽，因此该机构的可靠性较低，稳定性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种用于打磨机器人的自动换刀装置。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种用于打磨机器人的自动换刀装置，包含电磁铁、外罩、换刀轴、夹紧部分和锁紧部分；其特征在于，所述锁紧部分包括锁块、铁柱、限位件、弹簧和四连杆机构；所述夹紧部分包括长连杆、机械爪和托顶；

所述锁块为上端大、下端小的变径锁块；限位件固定在外罩的顶部；铁柱的中部设有轴颈，弹簧套装在轴颈部位；铁柱的上部分伸出限位件外，下部分位于限位件内，铁柱能在限位件内上下往复滑动；四连杆机构位于限位件内，铁柱下端连接四连杆机构上端，四连杆机构的左、右端分别与各自的锁块铰接，四连杆机构的下端与限位件的下部铰接；电磁铁位于铁柱的正上方；

所述托顶位于外罩内，托顶顶部中心处开有进出孔，进出孔的直径小于两个锁块在自然状态下的外边缘之间的最大距离，且大于两个锁块在压缩后外边缘之间的最大距离；托顶的周向上均匀铰接有多个长连杆，每个长连杆穿出外罩并连接有机械爪，长连杆能在外罩上上下摆动；机械爪的末端始终位于外罩内且沿外罩径向往复滑动，末端朝向外罩轴线的端面用于夹紧换刀轴；

所述换刀轴能沿轴向伸入外罩内，且换刀轴的最大直径部分与外罩内壁滑动配合安装；换刀轴推动托顶向上运动至最高点时两个锁块卡入托顶内，此时机械爪恰好抱紧换刀轴。

所述外罩为中空柱体，上部具有圆柱形空腔，下部为圆台形空腔，圆柱形空腔内安装托顶和锁紧部分；外罩的侧面均匀开有多个沿外罩轴向的用于长连杆通过的方孔，方孔的下方设有用于限位机械爪的阶梯孔，外罩的圆台形空腔的内壁上呈圆周均匀设有多个用于与换刀轴最大直径部分滑动配合的凸块组；外罩顶部中心开有安装限位件的通孔，电磁铁固定在外罩上方正对通孔的位置。

所述凸块组由两个三角形状的凸块构成，凸块自上而下宽度增大。