CN216421836U - 一种应用于机床的机械手和机床 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种应用于机床的机械手和机床，机械手包括安装架；第一夹持机构，设置在安装架上，第一夹持机构用于夹持刀具上的刀柄；以及第二夹持机构，设置在安装架上，第二夹持机构用于夹持刀具上的导套。机械手能够自动夹取组装有刀柄和导套的枪钻类刀具，特别是长度较长的枪钻类刀具，由于刀具已经事先组装有刀柄和导套，当机床需要更换刀具时，机械手可以直接夹取组装好的刀具到预定位置，代替了人工拿取刀具，提高了拿取枪钻类刀具的速率。本申请通过设置第一夹持机构夹持刀具上的刀柄，设置第二夹持机构夹持刀具上的导套，在第一夹持机构和第二夹持机构的配合下，能稳定地将组装有刀柄和导套的刀具进行夹持，以平稳地运送刀具。

Description

一种应用于机床的机械手和机床

技术领域

本申请涉及加工机床技术领域，尤其涉及一种应用于机床的机械手和机床。

背景技术

卧式深孔钻机床所用的枪钻类刀具由于长径比比较大，导致枪钻类刀具刚性不足，因此往往需要用到导套以对枪钻类刀具进行导向定位。枪钻类刀具的长度超过一定长度时，枪钻类刀具的中间间隔一定距离还会设置轴承来增强枪钻类刀具的刚性，防止枪钻类刀具在加工过程中产生严重抖动，影响加工效果和枪钻类刀具的寿命。

由于导套和轴承的内径尺寸规格是配合枪钻类刀具的直径尺寸规格来使用的，因此加工不同孔径的工件时便需要更换不同的刀具、导套和轴承。

现有通常是采用人工进行操作，即需要加工不同孔径的工件时，需要人工拿取枪钻类刀具，并重新在枪钻类刀具上安装导套和轴承，从而使得更换枪钻类刀具的速率较慢，导致了机床整体加工效率低下。

实用新型内容

本申请实施例提供一种应用于机床的机械手和机床，可以提高拿取枪钻类刀具的速率。

第一方面，本申请实施例提供一种应用于机床的机械手，所述机床包括刀库，所述刀库中设置有刀具，所述机械手包括：

安装架；

第一夹持机构，设置在所述安装架上，所述第一夹持机构用于夹持刀具上的刀柄；以及

第二夹持机构，设置在所述安装架上，所述第二夹持机构用于夹持所述刀具上的导套。

可选的，所述机械手还包括第三夹持机构，所述第三夹持机构设置在所述安装架上，并且所述第三夹持机构位于所述第一夹持机构和所述第二夹持机构之间，所述第三夹持机构用于夹持所述刀具上的轴承。

可选的，所述机械手还包括第四夹持机构，所述第四夹持机构设置在所述安装架上，并且所述第四夹持机构位于所述第一夹持机构和所述第二夹持机构之间，所述第四夹持机构用于夹持刀杆。

可选的，所述第一夹持机构包括：

第一夹持驱动件，所述第一夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

刀柄夹爪，具有刀柄夹持端，所述第一夹持驱动件用于驱动所述刀柄夹爪开合以使所述刀柄夹持端夹持或松开所述刀柄。

可选的，所述第二夹持机构包括：

第二夹持驱动件，所述第二夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

导套夹爪，具有导套夹持端，所述第二夹持驱动件用于驱动所述导套夹爪开合以使所述导套夹持端夹持或松开所述导套。

可选的，所述刀柄夹持端沿所述刀柄的径向移动以夹持或松开所述刀柄；

所述导套夹持端沿所述导套的径向移动以夹持或松开所述导套。

可选的，所述第三夹持机构包括：

第三夹持驱动件，所述第三夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

轴承夹爪，具有轴承夹持端，所述第三夹持驱动件用于驱动所述轴承夹爪开合以使所述轴承夹持端夹持或松开所述轴承。

可选的，所述轴承夹持端沿所述轴承的轴向移动以夹持或松开所述轴承。

可选的，所述第四夹持机构包括：

第四夹持驱动件，所述第四夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

刀杆夹爪，具有刀杆夹持端，所述第四夹持驱动件用于驱动所述刀杆夹爪开合以使所述刀杆夹持端夹持或松开所述刀杆。

可选的，所述刀杆夹持端沿所述刀杆的径向移动以夹持或松开所述刀杆。

第二方面，本申请实施例还提供了一种机床，包括如上所述的机械手。

本申请实施例提供的应用于机床的机械手，能够自动夹取组装有刀柄和导套的枪钻类刀具，特别是长度较长(诸如长度达到1米或以上)的枪钻类刀具，由于刀具已经事先组装有刀柄和导套，当机床需要更换刀具时，机械手可以直接夹取组装好的刀具到预定位置，代替了人工拿取刀具，提高了拿取枪钻类刀具的速率。其中，通过设置第一夹持机构夹持刀具上的刀柄，设置第二夹持机构夹持刀具上的导套，在第一夹持机构和第二夹持机构的配合下，能稳定地将组装有刀柄和导套的刀具进行夹持，进而能将刀具平稳地运送至需要刀具的工位。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行以下说明，其中在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的刀库的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的机械手夹持第一类刀具时的结构示意图。

图3为图2中第一类刀具的结构示意图。

图4为图3中A处的放大图。

图5为图3中B处的放大图。

图6为本申请实施例提供的机械手夹持第二类刀具时的结构示意图。

图7为本申请实施例提供的机械手的结构示意图。

图8为图7中C处的放大图。

图9为图7中D处的放大图。

图10为图7中E处的放大图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、组件或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例提供了一种应用于机床的机械手，可以提高拿取枪钻类刀具的速率。以下将结合附图对此进行说明。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例提供的机械手30，适用于卧式钻孔机床中，特别适用于卧式深孔钻机床中。其中，机床可以包括卧式钻孔机构和刀库10，刀库10用于放置刀具，通过在卧式钻孔机构上安装钻孔刀具从而可以对工件进行钻孔加工。

需要说明的是，在卧式深孔钻机床中，由于卧式深孔钻机床所使用的枪钻类刀具长径比比较大，会导致枪钻类刀具的刚性不足，因此往往需要用到导套以对枪钻类刀具进行导向定位。当枪钻类刀具的长度超过一定长度时，枪钻类刀具的中间间隔一定距离还会设置轴承来增强枪钻类刀具的刚性，以防止枪钻类刀具在加工过程中产生严重抖动，影响加工效果和枪钻类刀具的寿命。由于导套和轴承的内径尺寸规格是配合枪钻类刀具的直径尺寸规格来使用的，因此加工不同孔径的工件时便需要更换不同的刀具、导套和轴承。现有技术中，当需要加工不同孔径的工件时，需要人工先挑选合适的枪钻类刀具，再将导套和轴承安装在枪钻类刀具上，并人工将刀具放置到卧式钻孔机构中，通过人工拿取刀具的方式使得更换枪钻类刀具的速率较慢，导致了机床整体加工效率低下。

基于此，请参阅图1至图5，图1为本申请实施例提供的刀库的结构示意图，图2为本申请实施例提供的机械手夹持第一类刀具时的结构示意图，图3为图2中第一类刀具的结构示意图，图4为图3中A处的放大图，图5为图3中B处的放大图。本申请实施例提供了一种应用于机床的机械手30，能够自动夹取组装有刀柄1b和导套1c的枪钻类刀具，特别是长度较长(诸如长度达到1米或以上)的枪钻类刀具。其中，组装有相应配件(诸如轴承1d和/或导套1c)的刀具事先收纳在刀库10中，当机床需要更换刀具时，本申请实施例提供的机械手30可以直接将组装好的刀具从刀库10中拿出即可应用在机床中，无需再重新进行组装。机械手30直接夹取组装好的刀具到预定位置，代替了人工拿取刀具，提高了拿取枪钻类刀具的速率。示例性的，刀具可以为长径比很大的枪钻类刀具(此类刀具的长度通常达到1米或以上)，为了便于理解，本申请实施例将长径比很大的枪钻类刀具称为第一类刀具1a，其中，第一类刀具1a具有用于安装在机床主轴上的刀柄1b，诸如现有常用的BT型刀柄，刀柄1b具有第一限位槽11b，第一限位槽11b的延伸方向沿刀柄1b的轴向，刀柄1b还具有第二限位槽12b，第二限位槽12b环绕刀柄1b的周向设置。第一类刀具1a的钻头端设置有用于导向用的导套1c。其中，导套1c为现有常用的导套1c，导套1c具有环绕其自身周向的第三限位槽11c。

请继续参阅图2，本申请实施例提供的机械手30包括安装架31、第一夹持机构32和第二夹持机构33；其中，第一夹持机构32设置在安装架31上，第一夹持机构32用于夹持刀具上的刀柄1b；第二夹持机构33设置在安装架31上，第二夹持机构33用于夹持刀具上的导套1c。通过设置第一夹持机构32夹持刀具上的刀柄1b，设置第二夹持机构33夹持刀具上的导套1c，在第一夹持机构32和第二夹持机构33的配合下，能稳定地将组装有刀柄1b和导套1c的刀具进行夹持，进而能将刀具平稳地运送至需要刀具的工位。

其中，可以理解的，可以通过六轴机器人驱动机械手30移动以使得机械手30可以在取刀工位以及放刀工位来回切换以实现取刀和换刀。诸如可以将机械手30中的安装架31安装在六轴机器人的输出端上。当然，本申请实施例并不限于通过六轴机器人驱动机械手30移动，机械手30也可以通过其他驱动装置进行驱动，本申请在此不做限制。

其中，当第一类刀具1a上还安装有轴承1d时，为了使得机械手30在夹持刀具时能更加稳定，机械手30还可以包括第三夹持机构34，第三夹持机构34设置在安装架31上，并且第三夹持机构34位于第一夹持机构32和所述第二夹持机构33之间，第三夹持机构34用于夹持组装在刀具上的轴承1d。通过第一夹持机构32夹持刀具上的刀柄1b、第二夹持机构33夹持刀具上的导套1c以及第三夹持机构34夹持刀具上的轴承1d，可以实现多点夹持，提高了夹持刀具的稳定性。可以理解的，当第一类刀具1a上设置有多个沿刀具的轴向分布的轴承1d时，第三夹持机构34也相应的设置成多个，并且各个第三夹持机构34之间的间隔距离与各个轴承1d之间的间隔距离相对应。诸如刀具上组装有三个轴承1d时，则第三夹持机构34也对应设置成三个。

在其他一些实施例中，请参阅图6，图6为本申请实施例提供的机械手夹持第二类刀具时的结构示意图。机械手30不仅用于夹取长度较长的枪钻类刀具，也可以用于夹持长度较短的刀具，为了便于理解，本申请实施例中将长度较短的刀具称为第二类刀具1e，其中，第二类刀具1e需要与刀杆1f配合使用，其中，刀杆1f具有用于安装在机床主轴上的刀柄1b，诸如刀杆1f具有现有常用的BT型刀柄，刀杆1f远离刀柄1b的一端设置有用于夹持第二类刀具1e的筒夹，诸如ER标准筒夹，在其他叫法中，ER标准筒夹也可以称为弹簧夹头，刀杆1f起到加长第二类刀具1e长度的作用。此时，为了能夹持第二类刀具1e，请继续参阅图6，本申请实施例提供的机械手30还可以包括第四夹持机构35，第四夹持机构35设置在安装架31上，并且第四夹持机构35位于第一夹持机构32和第二夹持机构33之间，第四夹持机构35用于夹持刀杆1f。通过第一夹持机构32夹持刀杆1f上的刀柄1b，第二夹持机构33夹持刀杆1f，从而实现了对第二类刀具1e的夹持。

为了更清楚的说明第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35的具体结构，以下将结合附图对第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35的结构进行说明。

示例性的，请参阅图2和图7，图7为本申请实施例提供的机械手的结构示意图。第一夹持机构32包括第一夹持驱动件321和刀柄夹爪322，第一夹持驱动件321安装在安装架31上；刀柄夹爪322具有刀柄夹持端3221，第一夹持驱动件321用于驱动刀柄夹爪322开合以使刀柄夹持端3221夹持或松开刀柄1b。其中，第一夹持驱动件321可以采用手指气缸，将刀柄夹爪322设置在手指气缸的活动手指上，从而可以通过手指气缸驱动刀柄夹持端3221开合。

其中，刀柄夹持端3221沿刀柄1b的径向移动以夹持或松开刀柄1b，此种夹持方式能更稳固的夹持刀柄1b。

刀柄夹持端3221的形状与刀柄1b的形状相适配。其中，为了能更稳定的夹持刀柄1b，请参阅图8并结合图4，图8为图7中C处的放大图。可以在刀柄夹持端3221设置与刀柄1b中的第二限位槽12b相适配的刀柄限位部3222，当刀柄夹持端3221夹持刀柄1b时，刀柄限位部3222位于刀柄1b的第二限位槽12b内，从而能提高夹持刀柄1b的稳定性。

示例性的，请继续参阅图2和图7，第二夹持机构33包括第二夹持驱动件331和导套夹爪332，第二夹持驱动件331安装在安装架31上；导套夹爪332具有导套夹持端3321，第二夹持驱动件331用于驱动导套夹爪332开合以使导套夹持端3321夹持或松开导套1c。其中，第二夹持驱动件331可以采用手指气缸，将导套夹爪332设置在手指气缸的活动手指上，从而可以通过手指气缸驱动导套夹持端3321开合。其中，导套夹持端3321沿导套1c的径向移动以夹持或松开导套1c。此种夹持方式能更稳固的夹持导套1c。

导套夹持端3321的形状与导套1c的形状相适配。其中，为了能更稳定的夹持导套1c，请参阅图9并结合图5，图9为图7中D处的放大图。可以在导套夹持端3321设置与导套1c中的第三限位槽11c相适配的导套限位部3322，当导套夹持端3321夹持导套1c时，导套限位部3322位于导套1c的第三限位槽11c内，从而能提高夹持导套1c的稳定性。

示例性的，请继续参阅图2和图7，第三夹持机构34包括第三夹持驱动件341和轴承夹爪342，第三夹持驱动件341安装在安装架31上；轴承夹爪342具有轴承夹持端3421，第三夹持驱动件341用于驱动轴承夹爪342开合以使轴承夹持端3421夹持或松开轴承1d。其中，第三夹持驱动件341可以采用手指气缸，将轴承夹爪342设置在手指气缸的活动手指上，从而可以通过手指气缸驱动轴承夹持端3421开合。其中，轴承夹持端3421沿轴承1d的轴向移动以夹持或松开轴承1d。通过沿轴承1d的轴向夹持轴承1d，能实现更稳固的夹持轴承1d。请参阅图10并结合图2，图10为图7中E处的放大图。可以在轴承夹持端3421设置与轴承1d的外圈相适配的夹持凹槽3422，当轴承夹持端3421沿轴向夹持轴承1d时，轴承1d的外圈一部分能被夹持在夹持凹槽3422内，从而能提高夹持轴承1d的稳定性。

示例性的，请继续参阅图6和图7，第四夹持机构35包括第四夹持驱动件351和刀杆夹爪352，第四夹持驱动件351安装在安装架31上；刀杆夹爪352具有刀杆夹持端3521，第四夹持驱动件351用于驱动刀杆夹爪352开合以使刀杆夹持端3521夹持或松开刀杆1f。其中，第四夹持驱动件351可以采用手指气缸，将刀杆夹爪352设置在手指气缸的活动手指上，从而可以通过手指气缸驱动刀杆夹持端3521开合。其中，刀杆夹持端3521沿刀杆1f的径向移动以夹持或松开刀杆1f。此种夹持方式能更稳固的夹持刀杆1f。刀杆夹持端3521的形状与刀杆1f的形状相适配，以提高夹持刀杆1f的稳定性。

在一些实施例中，为了提高机械手30的通用性，可以将第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35设置为相互之间相对距离可调。示例性的，通过紧固件诸如螺丝将第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35安装在安装架31上，第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35被配置成：当拧松紧固件时，第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35之间的相对距离可以调动，当第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35调节到合适的位置上后，拧紧紧固件，从而将第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35重新固定在安装架31上，以实现第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35设置为相互之间相对距离可调。

其中，还可以将第一夹持机构32、第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35设置为在竖直方向上高度可调，以第一夹持机构32为例进行说明，如图7所示，第一夹持机构32可以通过调节板36固定在安装架31上，在调节板36上设置竖直延伸的调节槽，螺钉穿设在调节槽，并在拧紧螺钉时螺钉能将第一夹持机构32固定在调节板36上，从而实现将第一夹持机构32固定在安装架31上，当需要调节第一夹持机构32的高度时，拧松螺钉以能上下调节第一夹持机构32，当第一夹持机构32调节到合适高度时，拧紧螺钉从而再次将第一夹持机构32固定在安装架31上。

可以理解的，第二夹持机构33、第三夹持机构34和第四夹持机构35可以采用与第一夹持机构32类似或相同的固定方式固定在安装架31上。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的用于夹取刀具的机械手进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种应用于机床的机械手，其特征在于，所述机床包括刀库，所述刀库中设置有刀具，所述机械手包括：

安装架；

第一夹持机构，设置在所述安装架上，所述第一夹持机构用于夹持刀具上的刀柄；以及

第二夹持机构，设置在所述安装架上，所述第二夹持机构用于夹持所述刀具上的导套。

2.根据权利要求1所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述机械手还包括第三夹持机构，所述第三夹持机构设置在所述安装架上，并且所述第三夹持机构位于所述第一夹持机构和所述第二夹持机构之间，所述第三夹持机构用于夹持所述刀具上的轴承。

3.根据权利要求2所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述机械手还包括第四夹持机构，所述第四夹持机构设置在所述安装架上，并且所述第四夹持机构位于所述第一夹持机构和所述第二夹持机构之间，所述第四夹持机构用于夹持刀杆。

4.根据权利要求1所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述第一夹持机构包括：

第一夹持驱动件，所述第一夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

刀柄夹爪，具有刀柄夹持端，所述第一夹持驱动件用于驱动所述刀柄夹爪开合以使所述刀柄夹持端夹持或松开所述刀柄。

5.根据权利要求4所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述第二夹持机构包括：

第二夹持驱动件，所述第二夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

导套夹爪，具有导套夹持端，所述第二夹持驱动件用于驱动所述导套夹爪开合以使所述导套夹持端夹持或松开所述导套。

6.根据权利要求5所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述刀柄夹持端沿所述刀柄的径向移动以夹持或松开所述刀柄；

所述导套夹持端沿所述导套的径向移动以夹持或松开所述导套。

7.根据权利要求2所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述第三夹持机构包括：

第三夹持驱动件，所述第三夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

轴承夹爪，具有轴承夹持端，所述第三夹持驱动件用于驱动所述轴承夹爪开合以使所述轴承夹持端夹持或松开所述轴承。

8.根据权利要求7所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述轴承夹持端沿所述轴承的轴向移动以夹持或松开所述轴承。

9.根据权利要求3所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述第四夹持机构包括：

第四夹持驱动件，所述第四夹持驱动件安装在所述安装架上；以及

刀杆夹爪，具有刀杆夹持端，所述第四夹持驱动件用于驱动所述刀杆夹爪开合以使所述刀杆夹持端夹持或松开所述刀杆。

10.根据权利要求9所述的应用于机床的机械手，其特征在于，所述刀杆夹持端沿所述刀杆的径向移动以夹持或松开所述刀杆。

11.一种机床，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的机械手。

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