[發明專利]工具頭更換系統

在審

• 申請號: 202010697949.7
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112238463A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: D·J·博勒二世
• 申請（專利權）人: 奧騰工業自動化（廊坊）有限公司
• 主分類號: B25J15/04
• 分類號: B25J15/04
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

一種包括工具安裝適配器和工具支座的工具更換系統。所述工具安裝適配器被配置為裝配到工具并且選擇性地接合和脫離工具頭。所述工具向被接合的工具頭提供移動以對工件進行加工。所述工具支座定位在附近，以在所述工具頭未被所述工具接合時保持所述工具頭。所述工具支座還可以選擇性地接合和脫離所述工具頭。

技術領域

本發明總體上涉及一種用于更換工具中的工具頭的工具頭更換系統，更具體地，涉及一種具有工具安裝適配器和工具支座的工具頭更換系統，所述工具安裝適配器和所述工具支座各自被配置為與工具頭接合和分離。

背景技術

諸如工業機器人和相關自動化設備的機器人設備被裝備成與工具相連以執行各種不同的加工功能。工具包括工具頭，例如但不限于切削刀片、鉆頭、去毛刺刀片和刷子。在工作周期或工作項目期間，可以將多個不同的工具頭裝配到工具。這對于更換已經磨損或變鈍的工具頭，或者對于允許工具執行不同的任務，例如利用第一工具頭執行切削任務和利用第二工具頭執行去毛刺任務，是必要的。

目前的工具是為手動更換工具頭而設計的。每個工具包括具有用于接收工具頭的接收器的桿。夾頭(collet)沿著桿定位并且向外偏置以與工具頭接合。更換工具頭需要夾頭逆著施加的偏置力沿著桿移動到解鎖位置。解鎖時，可拆下并更換工具頭。更換后，夾頭可以被釋放以與新的工具頭接合。

手動更換工具頭會導致許多缺點。首先，手動更換是耗時的。各個步驟(例如，抓持工具、移動夾頭、移除舊工具頭、插入新工具頭、釋放夾頭以及將工具返回到期望位置)中的每一個都花費時間，從而導致更換工具頭的總的時間段延長。另一個缺點是，當用戶更換工具頭時，機器人設備可能需要斷電。這可能是當用戶在預定的工作包絡內時機器人設備所需的安全預防措施。這防止機器人設備在用戶正使用工具工作時意外地接觸用戶。一旦用戶已經完成并且已經離開工作包絡，就可以重新給機器人設備通電。在執行任何加工功能之前，機器人設備可能需要處理初始化序列。同樣，該斷電、加電和初始化序列可能花費時間，從而降低工作執行的效率。

本文的背景技術部分被提供用于將本發明的實施例置于技術和操作背景中，以幫助本領域技術人員理解其范圍和效用。除非明確指出，否則本文的陳述不能僅因為其包括在背景技術部分中而就被認為是現有技術。

發明內容

為了向本領域技術人員提供基本理解，以下給出本公開的簡要概述。該概述不是對本公開的廣泛闡述，并且不旨在指出本發明的實施例的關鍵/決定性要素或者描繪本發明的范圍。該概要的唯一目的是以簡化形式呈現本文公開的一些概念，作為稍后呈現的更詳細描述的前序。

一個方面涉及一種用于與機器人操作的工具一起使用的工具更換系統，所述工具包括具有用于接收工具頭的開口端的桿。所述工具更換系統包括：工具安裝適配器，其包括：殼體；第一活塞，其可移動地連接到所述殼體；第一腔室，其位于所述殼體內；以及通道，其延伸穿過所述第一活塞并且尺寸適于接收所述桿，所述通道包括沿所述桿延伸的具有錐形寬度的錐形部分。工具支座包括：主體，其具有接收器；第二活塞，其可移動地安裝到所述主體；以及第二腔室，其位于所述主體處。所述第一腔室和所述第二腔室中的每一個包括第一端口和第二端口。所述工具安裝適配器和所述工具支座中的每一個被配置為在鎖定位置和解鎖位置之間移動，在所述鎖定位置，當流體通過所述第一端口被引入時，鎖定到所述工具頭，在所述解鎖位置，當流體通過所述第二端口被引入時，從所述工具頭解鎖。

在另一方面，具有處理電路的控制單元被配置為在所述鎖定位置和所述解鎖位置之間移動所述工具安裝適配器和所述工具支座，其中所述控制單元還被配置為始終將所述工具安裝適配器和所述工具支座中的至少一個定位在所述鎖定位置。

在另一方面，所述第一活塞包括被配置成圍繞所述桿延伸的環形形狀。

在另一方面，所述第一活塞包括定位在所述殼體內的凸緣和延伸穿過所述殼體中的開口的頸部，其中所述錐形部分沿所述頸部定位。