一种具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备的制作方法

本发明属于抓取夹持，尤其涉及一种具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备。

背景技术：

1、在利用数控机床对例如手机或平板电脑玻璃盖板等薄片工件进行加工时，需要实现薄片工件的上下料。

2、现有技术中，依靠独立的上下料机器人装载机械手末端执行器（如夹爪或吸盘），由机械手末端执行器夹取或吸取工件，上下料机器人载着末端执行器及薄片工件整体移动，实现薄片工件的上下料。

3、现有技术的不足在于：需要在数控机床外侧专门配备一台上下料机器人，设备成本较高，且需要在数控机床外侧提供安装上下料机器人的空间，导致设备整体占用空间大。

4、因此，实有必要提供一种新的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备解决上述技术问题。

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、基于此，本发明提供了一种具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，以解决现有技术中依靠专门的上下料机械手实现薄片工件上下料的方案存在设备成本高且占用空间大的技术问题。

3、（二）技术方案

4、为解决上述技术问题，本发明提出了一种具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，包括：主轴座、气源座和旋转吸盘装夹头，所述主轴座的底部设有刀柄接口；所述气源座整体为圆环状，且所述气源座可拆卸连接于所述主轴座下部，所述气源座上分别设有用于引入压力气源的座驱动气源气路和用于引入真空气源的座真空气源气路；所述旋转吸盘装夹头包括：刀柄组件、旋转气缸、中空吸盘转臂和物料吸盘；所述刀柄组件为由整体为柱状的刀柄主体和整体为板状的气路块十字交叉组成的一体结构；所述气路块的顶面两端分别设有柄驱动气源接入口和柄真空气源接入口，所述刀柄主体的底部分别设有：与所述柄驱动气源接入口连通的柄驱动气源接出口、与所述柄真空气源接入口连通的柄真空气源接出口；所述旋转气缸可拆卸固定于所述刀柄主体的底部，所述旋转气缸包括：缸驱动气源接入口、缸真空气源接入口和中空气缸杆；所述中空吸盘转臂的两端分别与所述中空气缸杆和物料吸盘固定；所述缸驱动气源接入口与所述柄驱动气源接出口连通，用于向所述旋转气缸内部引入压力气体，以驱动中空气缸杆、中空吸盘转臂及物料吸盘三者整体旋转，所述中空气缸杆的两端分别与柄真空气源接出口和中空吸盘转臂内部连通，用于引入负压，为所述物料吸盘提供真空吸力；所述旋转吸盘装夹头包括装主轴状态；所述旋转吸盘装夹头处于所述装主轴状态时：所述刀柄主体贯穿所述气源座，且所述刀柄主体顶部插入所述刀柄接口且固定于所述主轴座上，所述气路块上表面与所述气源座的下表面抵接，且所述柄驱动气源接入口与座驱动气源气路连通，所述柄真空气源接入口与座真空气源气路连通。

5、（三）有益效果

6、与现有技术相比，本发明的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备在现有数控机床的基础上，增加了气源座和旋转吸盘装夹头，且旋转吸盘装夹头为可拆卸结构，装在主轴座上，能够利用主轴座带动旋转吸盘装夹头移动并吸附薄片工件，在机床内部实现装夹工件的功能。旋转吸盘装夹头取出后，不影响主轴座正常装夹刀具，大大扩展了原有机床的功能，且无需在机床外侧设置独立的机械手装载薄片工件上下料装置，大大降低了设备成本。且不会占用机床外侧空间。此外，本发明的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备中的旋转吸盘装夹头除了具有吸附功能外，还具有旋转功能，能够吸附竖向放置的薄片工件，旋转后，再水平放下；或吸附水平放置的薄片工件，再竖向放下，满足现场薄片工件的实际上下料需求。

技术特征：

1.一种具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，包括：主轴座、气源座和旋转吸盘装夹头，所述主轴座的底部设有刀柄接口；所述气源座整体为圆环状，且所述气源座可拆卸连接于所述主轴座下部，所述气源座上分别设有用于引入压力气源的座驱动气源气路和用于引入真空气源的座真空气源气路；所述旋转吸盘装夹头包括：刀柄组件、旋转气缸、中空吸盘转臂和物料吸盘；所述刀柄组件为由整体为柱状的刀柄主体和整体为板状的气路块十字交叉组成的一体结构；所述气路块的顶面两端分别设有柄驱动气源接入口和柄真空气源接入口，所述刀柄主体的底部分别设有：与所述柄驱动气源接入口连通的柄驱动气源接出口、与所述柄真空气源接入口连通的柄真空气源接出口；所述旋转气缸可拆卸固定于所述刀柄主体的底部，所述旋转气缸包括：缸驱动气源接入口、缸真空气源接入口和中空气缸杆；所述中空吸盘转臂的两端分别与所述中空气缸杆和物料吸盘固定；所述缸驱动气源接入口与所述柄驱动气源接出口连通，用于向所述旋转气缸内部引入压力气体，以驱动中空气缸杆、中空吸盘转臂及物料吸盘三者整体旋转，所述中空气缸杆的两端分别与柄真空气源接出口和中空吸盘转臂内部连通，用于引入负压，为所述物料吸盘提供真空吸力；所述旋转吸盘装夹头包括装主轴状态；所述旋转吸盘装夹头处于所述装主轴状态时：所述刀柄主体贯穿所述气源座，且所述刀柄主体顶部插入所述刀柄接口且固定于所述主轴座上，所述气路块上表面与所述气源座的下表面抵接，且所述柄驱动气源接入口与座驱动气源气路连通，所述柄真空气源接入口与座真空气源气路连通。

2.根据权利要求1所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备还包括刀库刀套和自动换刀装置，所述旋转吸盘装夹头还包括收容刀库状态；所述旋转吸盘装夹头处于所述收容刀库状态状态时，所述刀柄主体顶部安装于所述刀库刀套上，所述自动换刀装置用于实现所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备在所述装主轴状态和收容刀库状态的切换；所述刀柄主体外侧还设有用于所述自动换刀装置装夹的插装凹槽，所述插装凹槽位于所述气路块的下方。

3.根据权利要求1或2所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述旋转气缸还包括：缸筒组件、压缩复位弹簧和活塞组件；所述缸筒组件内设有筒腔，所述中空气缸杆的两端分别为杆内段和杆外段，所述杆内段位于所述筒腔内，所述杆外段伸出所述缸筒组件且与所述中空吸盘转臂相连，所述中空气缸杆与缸筒组件转动相连；所述活塞组件设于所述筒腔内，且所述活塞组件将所述筒腔分隔为压力气体作用腔和弹簧作用腔，且所述活塞组件与缸筒组件滑动相连；所述活塞组件上设有沿轴向贯穿其上的塞孔，所述活塞组件的外侧壁设有凹陷的螺旋驱动槽，中空气缸杆贯穿所述塞孔，且中空气缸杆的外侧还设有凸起并伸入所述螺旋驱动槽的被驱动块，所述被驱动块与螺旋驱动槽滑动相连；所述缸驱动气源接入口和缸真空气源接入口分别设于所述缸筒组件的顶部两侧；所述缸筒组件还包括形成其内的缸驱动气路和缸真空气路；所述缸真空气路的两端分别与所述缸真空气源接入口和杆内段连通，所述缸驱动气路的两端分别与所述缸驱动气源接入口和压力气体作用腔连通；所述压缩复位弹簧位于所述弹簧作用腔内。

4.根据权利要求3所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备还包括可拆卸固定于所述缸筒组件顶部的转接板；所述转接板内设有转接驱动气路和转接真空气路，所述转接驱动气路的两端分别为转接驱动进气端和转接驱动出气端；所述转接真空气路的两端分别为转接真空进气端和转接真空出气端；所述转接驱动进气端位于所述转接板顶部且与所述柄驱动气源接出口连通，所述转接驱动出气端位于所述转接板底部且与所述缸驱动气源接入口连通；所述转接真空进气端位于所述转接板顶部且与所述柄真空气源接出口连通，所述转接真空出气端位于所述转接板底部且与所述缸真空气源接入口连通；所述刀柄主体的底部还设有柄螺纹连接孔，所述柄螺纹连接孔位于所述柄驱动气源接出口和柄真空气源接出口之间；所述转接板为矩形，且所述转接板中心上设有贯穿其上的转接上连接孔，所述转接板四角分别设有一个贯穿其上的转接下连接孔；所述缸筒组件的顶面为与所述转接板底面匹配的矩形平面，且所述缸筒组件的顶面四角分别设有一个缸顶连接孔；所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备还包括第一螺纹连接件，通过所述第一螺纹连接件贯穿所述转接上连接孔且伸入所述柄螺纹连接孔内，实现所述转接板与刀柄主体的固定相连；所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备还包括第二螺纹连接件，通过所述第二螺纹连接件贯穿所述转接下连接孔且伸入所述缸顶连接孔内，实现所述转接板与缸筒组件的固定相连；所述柄驱动气源接出口与柄真空气源接出口之间的距离为p1，所述转接驱动进气端与转接真空进气端之间的距离为p2，p1=p2；所述转接驱动出气端与转接真空出气端之间的距离为p3，所述缸驱动气源接入口与缸真空气源接入口之间的距离为p4，p3=p4；p4＞p1。

5.根据权利要求4所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述缸筒组件包括：缸体、前盖和后盖，所述缸体整体为两端开口的筒状；所述前盖和后盖分别通过第三螺纹连接件固定盖设于所述缸体的两个开口端；所述缸真空气源接入口设于所述后盖顶部，所述缸真空气路形成于所述后盖内；所述缸驱动气源接入口设于所述前盖顶部，所述缸驱动气路形成于所述后盖内；所述缸顶连接孔位于所述缸体的顶面四角。

6.根据权利要求5所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述活塞组件包括活塞筒和活塞盘，所述活塞筒整体为圆筒状，所述塞孔贯穿所述活塞筒，所述活塞盘将所述筒腔分隔为所述压力气体作用腔和弹簧作用腔，所述活塞盘整体为固定环绕所述活塞筒外侧的圆盘状，且所述活塞盘将所述活塞筒分隔为左筒体和右筒体，所述螺旋驱动槽设于所述左筒体外侧壁上，所述左筒体外侧壁远离所述活塞盘的一端还设有凸起的塞滑块，所述缸体的内壁设有凹陷的缸直线滑槽，每个所述塞滑块伸入所述缸直线滑槽内，以实现所述活塞组件与缸筒组件滑动相连；所述活塞盘的外侧设有凹陷的塞密封圈槽，所述塞密封圈槽内设有塞o型密封圈；所述前盖还包括伸入所述筒腔内的盖支撑环，所述右筒体伸入所述盖支撑环内，且二者滑动相连；所述盖支撑环与右筒体外侧壁之间设有撑环内壁密封圈；所述盖支撑环与缸体内壁之间设有撑环外壁密封圈；所述缸驱动气路包括缸驱动气源出口，所述缸驱动气源出口位于所述盖支撑环靠近所述活塞盘的一端，且所述缸驱动气源出口与所述进气槽连通。

7.根据权利要求6所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述中空气缸杆包括气缸杆主体和环状压盘，所述气缸杆主体整体为圆管状，所述气缸杆主体的两端分别为所述杆内段和杆外段，所述环状压盘固定环设于所述杆内段的外侧壁；所述气缸杆主体贯穿所述前盖，且所述气缸杆主体与所述前盖转动相连，所述气缸杆主体与前盖之间设有盖密封圈；所述后盖靠近所述缸体的一侧面上设有凹陷的压盘收容槽，所述环状压盘完全收容于所述压盘收容槽内，所述缸体与所述后盖的结合面为平面，且所述缸体遮盖所述压盘收容槽的槽口边部，以限制所述环状压盘从所述压盘收容槽脱出；所述杆外段的外侧壁上分别设有：杆连通孔、杆扭矩传递平面和杆密封圈槽；所述中空吸盘转臂包括转臂套管和垂直固定于所述转臂套管一侧的转臂主管，所述转臂主管远离所述转臂套管的一端与所述物料吸盘连接；所述转臂套管内壁设有与所述杆扭矩传递平面配合使用的管扭矩传递平面，所述转臂套管整体为与气缸杆主体同轴的管状，且所述转臂套管的一端具有管封口板；所述转臂主管整体为方管状，所述转臂套管套于所述杆外段，且所述管封口板与杆外段的外端面抵接，且所述杆扭矩传递平面与管扭矩传递平面贴合，所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备还包括锁止密封螺母，所述锁止密封螺母贯穿所述管封口板且与所述杆外段螺纹相连，所述锁止密封螺母与管封口板之间具有螺母o型密封圈，所述杆密封圈槽设有杆o型密封圈，所述杆连通孔位于所述螺母o型密封圈和杆o型密封圈之间。

8.根据权利要求7所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述杆扭矩传递平面为相对设置的两个，且所述杆扭矩传递平面位于所述杆o型密封圈远离所述螺母o型密封圈的一侧，所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备还包括两个锁止螺钉，两个所述锁止螺钉分别贯穿所述转臂套管且分别抵接两个所述杆扭矩传递平面；所述气缸杆主体和环状压盘为一体成型结构；所述环状压盘内径大于所述气缸杆主体的内径，所述压盘收容槽的内壁伸入所述环状压盘内壁，且所述压盘收容槽的内壁与所述环状压盘内壁贴合，且所述压盘收容槽的内壁和所述环状压盘内壁之间设有塞盘o型密封圈。

9.根据权利要求8所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述缸体内部靠近所述后盖的一侧还设有整体为圆柱环状的弹簧座，所述压缩复位弹簧靠近所述后盖的部分套于所述弹簧座上；所述弹簧座的内壁与所述活塞筒滑动相连，所述缸直线滑槽设于所述弹簧座的内壁上，且缸直线滑槽由所述弹簧座的内壁凹陷而成；所述缸直线滑槽的数量为两个，且两个所述缸直线滑槽相对设置，所述塞滑块的数量为两个，每个缸直线滑槽内设有一个所述塞滑块；所述缸体的侧壁设有用于为所述活塞盘限位的活塞左限位台阶，所述盖支撑环靠近所述后盖的端面为活塞右限位面，所述活塞盘远离所述左筒体的端面设有凹陷的进气槽；所述螺旋驱动槽的数量为两条，两条所述螺旋驱动槽均匀环绕所述活塞筒的中心轴线设置，且所述螺旋驱动槽和塞滑块相间设置；所述被驱动块的数量为两个，每个所述螺旋驱动槽内设有一个所述被驱动块。

10.根据权利要求9所述的具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，其特征在于，所述柄真空气源接入口设有凹陷而成的柄密封圈槽，所述柄密封圈槽内设有柄o型密封圈，所述柄驱动气源接入口设有直通气通接头，所述直通气通接头的上部为凸起的圆锥状，所述直通气通接头的下部固定卡接于所述柄驱动气源接入口内壁，所述直通气通接头的上部环设有接头o型密封圈，所述座驱动气源气路的下部开口处设有与所述直通气通接头下端匹配的座密封锥面；所述旋转吸盘装夹头处于所述装主轴状态时：所述柄o型密封圈抵接所述气路块下表面；所述直通气通接头的上部伸入座驱动气源气路内，所述接头o型密封圈分别与所述直通气通接头外侧壁和座密封锥面抵接；所述气路块整体为长方形，且所述气路块的两个短边具有与所述气源座平齐的圆弧形凸起；所述主轴座的底部还包括环绕所述刀柄接口设置的多个轴座螺接口，所述气源座对应所述轴座螺接口的位置设有座连接孔，所述座连接孔与气路块的正上方错开设置；所述具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备还包括座螺纹连接件，所述座螺纹连接件贯穿所述座连接孔且伸入所述轴座螺接口内，实现气源座与主轴座的固定相连。

技术总结本发明公开了一种具有旋转吸盘装夹头的薄片工件机内装夹设备，包括：主轴座、气源座和旋转吸盘装夹头，主轴座的底部设有刀柄接口；气源座可拆卸连接于主轴座下部，气源座上分别设有座驱动气源气路和座真空气源气路；旋转吸盘装夹头包括：刀柄组件、旋转气缸、中空吸盘转臂和物料吸盘；刀柄组件为由刀柄主体和气路块十字交叉组成的一体结构；旋转气缸固定于刀柄主体的底部。与现有技术相比，本发明利用主轴座带动旋转吸盘装夹头移动并吸附薄片工件，在机床内部实现装夹工件的功能，利用主轴座代替上下料机械手，大大降低了成本，且不会占用机床外侧空间。旋转吸盘装夹头除了具有吸附功能外，还具有旋转功能，满足工件角度调整的需求。技术研发人员：欧海石,张谭荣,聂后建,李荣受保护的技术使用者：湖南伊米森科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23