[發明專利]用于自動更換軸的方法和系統

有效

• 申請號: 201880059795.X
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN111093915B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: R·納德雷
• 申請（專利權）人: 菲爾羅伯蒂克斯順從式機器人技術有限公司
• 主分類號: B25J15/04
• 分類號: B25J15/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 趙學超

本發明涉及一種聯軸器。根據一個實施例，聯軸器包括具有軸和錐形的軸段的第一聯接部件。在軸的第一端部上可固定工具(例如磨盤、鉆機等)，并且在軸的第二端部上布置軸肩。聯軸器還包括第二聯接部件，第二聯接部件具有錐形的轂，第一聯接部件的錐形的軸段可引入錐形的轂中以形成錐形座。第二聯接部件還具有可橫向于聯軸器的旋轉軸線移動的固定元件，使得固定元件能夠與軸的軸肩接合。至少一個彈簧布置在聯軸器中，使得該彈簧產生彈力，在固定元件接合的情況下彈力在軸向方向上作用到錐形座上并且使錐形座預加載。

技術領域

本發明涉及一種用于機器人支持的自動更換軸的方法和系統。在待更換的軸上可安裝例如用于機器人支持的磨削裝置的磨盤或其他的可旋轉的工具。

背景技術

在機器人支持的磨削裝置中，通過機械手（例如，工業機器人）引導磨削工具（例如電驅動的具有可旋轉的磨盤的磨床）。在此，磨削工具可以與機械手的所謂的TCP（工具中心點）聯接，從而使得機械手實際上可任意地調節工具的位置和方向。工業機器人通常位置可控，這使得TCP能夠沿著期望的軌跡精確運動。為了在機器人支持的磨削中實現良好效果在多種應用中需要控制過程力（磨削力），這利用傳統的工業機器人通常難以以足夠的精確度實現。工業機器人的大型和重型的臂部段具有大的質量慣性，以便控制機構（閉環控制機構）可足夠快速地對過程力的波動作出響應。為了解決該問題，可在機械手的TCP和磨削工具之間布置（與工業機器人相比相對更小的）直線型致動器，該直線型致動器使得機械手的TCP與磨削工具聯接。直線型致動器在磨削期間僅控制過程力（即，工具抵靠工件的壓緊力），而機械手與直線型致動器一起沿著指定的軌跡以位置可控的方式移動磨削工具。

即使在機器人支持的磨削裝置中通常仍手動地更換磨損的磨盤。雖然有機器人支持的用于更換磨盤的更換站的若干方案，但是已知解決方案相對復雜、難以實現，因此是昂貴的。

本發明的目的是，提供一種系統和一種方法，其以簡單的方式使得能夠機器人支持地自動更換可旋轉的工具（例如磨盤）。

發明內容

本文描述了一種用于機器人支持地加工工件的系統。根據一個實施例，該系統具有包括用于驅動工具的馬達軸的工具機、用于使工具機與機械手聯接的直線型致動器以及用于使工具機的馬達軸與工具聯接的聯軸器。聯軸器的第一聯接部件具有軸和錐形的軸段，其中，在軸的第一端部上可固定工具并且在軸的第二端部上布置軸肩。聯軸器的第二聯接部件與工具機的馬達軸剛性連接并且具有錐形的轂，（第一聯接部件的）錐形的軸段可插入該轂中從而形成錐形座。第二聯接部件還具有可橫向于聯軸器的旋轉軸線移動的固定元件，固定元件布置為使得固定元件可卡合就位在軸的軸肩上。聯軸器包含至少一個彈簧，該至少一個彈簧布置為使得至少一個彈簧產生彈力，在固定元件卡合就位的情況下彈力在軸向方向上作用到錐形座上并且使錐形座預加載。

下面描述了聯軸器。根據一個實施例，聯軸器包括具有軸和錐形的軸段的第一聯接部件。在軸的第一端部上可固定工具（例如磨盤、鉆機等），并且在軸的第二端部上布置軸肩。聯軸器還包括第二聯接部件，第二聯接部件具有錐形的轂，第一聯接部件的錐形的軸段可插入錐形的轂中以形成錐形座。第二聯接部件還具有可橫向于聯軸器的旋轉軸線移動的固定元件，固定元件布置為使得固定元件可卡合就位在軸的軸肩上。至少一個彈簧布置在聯軸器中，使得至少一個彈簧產生彈力，在固定元件卡合就位的情況下彈力在軸向方向上作用到錐形座上并且使錐形座預加載。

另一實施例涉及一種方法，根據該方法借助于機械手首先使聯軸器的第二聯接部件與聯軸器的第一聯接部件同軸地對齊，第一聯接部件已經位于更換站中。然后，使第二聯接部件壓靠到第一聯接部件上，直至第二聯接部件的固定元件卡合就位在第一聯接部件的軸肩上并且形成卡合連接。在聯接之后，可通過提升第二聯接部件也使第一聯接部件從更換站中提起。利用安裝在第一聯接部件上的工具，可通過機械手自動化地在工件上執行（加工）過程。然后將聯軸器以一種方式置入該更換站（或另一更換站）中，使得允許第二聯接部件的固定元件被致動，由此釋放卡合連接。在分離之后，借助于機械手從相應的更換站中移走第二聯接部件，而第一聯接部件保留在更換站中。

附圖說明