[发明专利]将工具可拆卸地连接到操纵机构上的装置

说明书

本发明涉及一种将工具可拆卸地连接到操纵机构上的装置，该装置包括一个工具夹持器和一个安装在操纵机构上的偶合部件，据此该工具夹持器和偶合部件的每一个上都包括有锁紧装置通过牢靠的联锁将工具夹持器可拆卸地连接到偶合部件上。本发明具体涉及上面提及那种类型的一种装置，它可以用作在工业自动机上进行气动和/或电动的换工具机构的接合件。

自动操作的和计算机控制的操纵机构在工件的制造和搬运方面，尤其在批量生产中例如在各种装置和另件的安装或装配方面，在将电气和电子元件放置在印刷电路板上或类似的基板上等方面日益显示其重要性。这类操纵机构通常包括一个在其上安装有一个工具的工具夹持器，该工具在一定的结构限度内有一定程度的活动自由度并用以加工上述工件。应当指出的是此文所用的术语“工具”应按广义来理解，不仅指像钻削装置、动力操作的螺丝刀等之类的加工工具，还包括抓取钳、真空夹钳、在工件上涂布粘合剂的装置、测量和试验工具、用于工件盘的装卸机构等等。

只要这种操纵机构仅仅需要满足一种工作要求、例如将一个另件由储料槽中取出并放入一个经过该操纵机构的工件中，在操纵机构的臂上安装适用于此工作的工具不会出现任何问题。但是如只加工小批量，或者当一些操纵机构必须适应几种不同的工作时，那样就必须确保能实现快速工具更换而不发生任何问题，如有可能全自动化。

为此目的，在美国专利4，636，135号中公开了一种装置，该装置包括一个安装在自动机的臂上的偶合部件和一个可牢靠地锁紧在该偶合部件内、并可从偶合部件上拆卸下来的工具夹持器。由于许多工具、例如抓取钳、都是气动或电动的，该偶合部件要配置有一个在工具夹持器接到其上时跟设置在工具夹持器上的空气入口立即连通的压缩空气接头。此外，在偶合部件和工具夹持器上都设有适合于在工具夹持器装在偶合部件上时接合上的电接头。这样，就有可能事先将一个气动或电动的工具安装在工具夹持器上并配备工具和工具夹持器间所需的空气和/或电接头。

但是，根据美国专利4，636，135号所介绍的装置，有两个问题不能解决或者只能部分地解决;一方面这种装置不是通用的，而是只适用于那种只需用单独一个空气供给接头的气动工具。此外还必须考虑外加接头，例如供压缩空气的外加接头，或者通向真空源的接头，这就导致这种装置不适合用以自动换工具。另一方面，工具夹持器相对于偶合部件的、从而是对操纵机构的定位准确度，特别是重复定位准确度是不能令人满意的。因为根据操纵机构技术领域内的最新水平，操纵机构是能够掌握一个在0.05毫米内的预定目标范围，即使该操纵机构的臂需要重复地返回同一目标位置;非常重要的是该工具相对于操纵机构的臂的位置在自动工具更换以后也要精确地定位并保持住。在操纵机构要实现多个或一系列不同的操作从而在每个操作后必须换工具的情况下，这一点是最重要的。

本发明的一个目的是避免上述的各种缺陷并改进上述类型的装置，使其能够用于一个操纵机构所操作的几乎每一种工具。

本发明的另一个目的是提供一种所提到的类型的、很适用于自动工具更换并避免在工具更换以后还需要用人手来接上附加的空气或电气接头的装置。

本发明还有另外一个目的是提供一种装置，在该装置中工具相对于操纵机构的臂的位置是经精确地界定的，并且这个精确界定的位置即使在工具频繁更换的情况下以及在工具夹持器和/或偶合部件由于频繁的工具更换而磨损的情况下也能保持住。

本发明提供了一种将一个工具可拆卸地连接至操纵机构上的装置，该装置包括一个工具夹持器和一个安装在该操纵机构上的偶合部件。该工具夹持器和偶合部件的每一个上都包括有锁紧装置通过牢靠的联锁将工具夹持器可拆卸地连接到偶合部件上。

偶合部件具有一个自由外露正面表面，工具夹持器在连接至偶合部件上时就靠置在该正面表面上。

为了自动实现偶合部件和工具夹持器之间空气的和电气的连接，该偶合部件含有多个通到自由外露正面表面上的通道和多个电接触构件，这些构件的端部都位于自由外露正面表面的部位之内。

为了保证该工具夹持器相对于偶合部件精确地定位，该偶合部件含有多个定心销伸出于自由外露正面表面以外并带有一个锥形拔梢的头部，该定心销设置靠近自由外露正面表面。

此外，该工具夹持器含有一个表面部分，该表面部分在通过所述锁紧装置将工具夹持器连接至所述偶合部件上时适应于靠置在偶合部件的自由外露正面表面上。工具夹持器的表面部分上设置有多个其位置与在偶合部件内的所述通道相对应的通道，并设置有多个电触点对应于设置在偶合部件内的所述电接触构件。