CN103433770B - 多工位专用机床耦合定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多工位专用机床耦合定位装置，包括工作台面板，工作台面板上设有刀盘导轨和工件托盘导轨，刀盘导轨上有刀盘移动架，刀盘移动架上安装有刀盘，刀盘上安装有刀具，工件托盘导轨上有工件托盘，工件托盘上安装有工件以及夹紧工件的夹具组件，所述的刀盘移动架和工件托盘上分别设有定位孔；工作台面板下方设有母板，母板上开设有供前述定位孔匹配的精准对位孔；导联杆在外部驱动装置的驱动下，可上下移动穿过母板上的精准对位孔以及工作台面板后，分别进入刀盘移动架和工件托盘上的定位孔，实现刀盘和工件的精准定位。本发明能够将多工位专用机床的每个工位处的工件与相应的刀具之间直接进行定位，精确保证二者的相对位置关系。
Description
技术领域
本发明属于机床技术领域，具体的说，本发明涉及一种用于多工位专用机床的刀具和工件精准定位的耦合定位装置。
背景技术
多工位专用机床生产效率比通用机床高几倍或十几倍。由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置,能缩短设计和制造周期。因此多工位专用机床兼有低成本和高效率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用,并可用以组成自动生产线。多工位专用机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。加工时,工件一般不旋转而由动力装置通过导轨移动到相应工位,由刀具的旋转运动或刀具与工件的相对进给运动,来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。在这个过程中，为了不影响工件的移动，刀具的位置需要做一定的让位，在工件运动到加工位置时刀具再移动到适当位置对刀后进行加工。
在现有多工位专用机床中，工件和刀具之间的位置是分别确定，即工件通过导轨运动到指定位置，刀具也通过自身的导轨运动到相应位置；有的工件安装在一个回转托盘上利用卡销定位。
现有技术中，刀具和工件的定位是相互独立进行，受到导轨精度和运动精度等的限制和影响，刀具和工件的相对位置精度，即对刀精度不足，致使工件的加工精度受到影响。如某公司每年要完成大量的连杆产品出口订单，对于传统的连杆产品，孔距公差约±0.1mm，圆柱度公差约为5～10μm,孔心平行度公差约0.05～0.06/100mm。但是德美等客户对孔距公差约±0.025mm，圆柱度公差约为2.5μm，孔心平行度公差约0.02/100mm。这样，多工位专用机床采用常规的定位对刀方法难以达到要求。
针对现有技术存在的不足，提出本发明。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于多工位专用机床的刀具和工件进行精准定位的耦合定位方法以及耦合定位装置。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种多工位专用机床耦合定位方法，包括以下步骤：
A）依据刀具加工工件时的受力关系，在安装刀盘的刀盘移动架和安装工件的工件托盘上确定定位孔位置，并开设相应的定位孔；
B）在工作台面板下方设置母板，根据设计计算，在母板上开设有与定位孔对应的精准对位孔，在每个精准对位孔安装导联杆；
C）粗定位，刀盘移动架通过刀盘导轨移动至母板相应位置，工件托盘通过工件托盘导轨移动至母板相应位置，使得刀盘移动架和工件托盘的定位孔与母板的精准对位孔粗步对准；
D）精准定位，导联杆向上移动插入刀盘移动架和工件托盘的定位孔中，通过导联杆上端的导正段使得导联杆易于插入定位孔，通过导联杆中部的精密定位段实现定位孔与母板精准对位孔的精准定位，从而实现刀具与工件的精准定位。
一种多工位专用机床耦合定位装置，包括工作台面板，工作台面板上设有刀盘导轨和工件托盘导轨，刀盘导轨上有刀盘移动架，刀盘移动架上安装有刀盘，刀盘上安装有刀具，工件托盘导轨上有工件托盘，工件托盘上安装有工件以及夹紧工件的夹具组件，所述的刀盘移动架和工件托盘上分别设有定位孔；工作台面板下方设有母板，母板上开设有与前述定位孔匹配的精准对位孔；导联杆在外部驱动装置的驱动下，可上下移动穿过母板上的精准对位孔以及工作台面板后，分别进入刀盘移动架和工件托盘上的定位孔，实现刀盘和工件的精准定位。
所述的导联杆的上段为抛物线形的导正段，导正段的下段为精密定位段，导联杆的底端设有限位块。
每一工位母板上的各对位孔相对位置关系由相应工位刀具与工件上定位孔的设计尺寸计算确定。
所述的刀盘移动架和工件托盘上的定位孔为两个以上，所述的精准对位孔以及导联杆与定位孔数量匹配；各对应的定位孔、对位孔、导联杆的定位段三处的直径尺寸高度一致。
本发明的优点及积极效果在于：
本发明能够将多工位专用机床的每个工位处的工件与相应的刀具之间直接进行定位，确保二者的相对位置关系，达到很高（±0.005mm）的定位精度。
术语解释：
多工位专用机床：用于加工特定工件的、特定工序的机床。一般采用多轴、多刀、多工序或多工位同时加工的方式。生产效率比通用机床高几倍或十几倍。多用于加工箱体类或特殊形状的零件。
定位：装夹产品时，确定产品在工艺系统中的正确位置。
对刀：确定工件坐标和刀具坐标的关系，也就是工件和刀具的相对位置关系。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1为本发明的总体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照附图1，本发明的一种多工位专用机床耦合定位装置，包括工作台面板11，工作台面板11上设有刀盘导轨2和工件托盘导轨9，刀盘导轨2上有刀盘移动架3，刀盘移动架3上安装有刀盘4，刀盘4上安装有刀具5，工件托盘导轨9上有工件托盘8，工件托盘8上安装有工件6以及夹紧工件的夹具组件7，刀盘移动架3和工件托盘8上分别设有两个以上的定位孔31、81；工作台面板11下方设有一母板10，母板10上开设有供前述定位孔31、81匹配的精准对位孔101；导联杆1a、导联杆1b、导联杆1c、导联杆1d在外部驱动装置的驱动下，可上下移动穿过母板10上的精准对位孔101a、101b、101c、101d以及工作台面板后，分别进入刀盘移动架3上的定位孔31和工件托盘8上的定位孔81，实现刀盘4和工件6的精准定位，精准对位孔101以及导联杆1a、导联杆1b、导联杆1c、导联杆1d与定位孔31和定位孔81数量匹配。其中，导联杆的上段为抛物线形的导正段12，中部为精密定位段14，导联杆的底端设有限位块13。
本发明的一种多工位专用机床耦合定位装置的定位方法介绍如下，如图1，工件6由夹具组件7装夹在工件托盘8上，在外部驱动装置的作用下沿工件托盘导轨9运动到相应的工位上；刀具5安装在刀盘4上，刀盘4随刀盘架3沿刀盘导轨2运动到相应的位置；这样，刀具5和工件6间就有了相应的粗步定位。工件托盘8和刀盘架3上的定位孔81、31按照选定位置精密加工，母板10上的精准对位孔101a、101b、101c、101d分别按照该工位中刀具5与工件6上各定位孔的设计尺寸计算确定后精确加工。在刀具5和工件6粗步定位后，导联杆1a、导联杆1b、导联杆1c、导联杆1d同步上移l距离，由于母板10、工件托盘8和刀盘架3上各个定位孔的孔径与导联杆的直径相等，所以工件托盘8和刀盘架3的位置精度就与母板10上的孔位一致关联，也就保证了刀具5与工件6的位置精度。导联杆的顶端为抛物线导正段12，能对工件托盘8和刀盘架3的位置进行一定的位置修正。通过导联杆中部的精密定位段14实现精准对位孔对定位孔的精准定位。导联杆底部的限位块13实现导联杆移动的限制定位。在精确定位工件托盘8和刀盘架3后，外部机构再将二者压紧进行加工，加工后，导联杆再同步下移l距离，以便下次加工。
特别说明的是：
1）本发明采用母板、工件托盘和刀盘通过多根导联杆进行耦合定位，导联杆数量的增加可提高定位的精准度，此种变形在本发明的基础上是可预见的，在本发明的保护范围内。
2）本发明的母板确定工件与刀具间的位置关系，涉及每工位的母板分别制作和多个工位的母板整体制作，此种变形在本发明的基础上是可预见的，在本发明的保护范围内。
3）本发明可用于多工位专用机床的各类工序的刀具与工件定位，如：钻削加工、铣削加工等等。
4)工件托盘的定位孔位在各工位可共用，可以根据实际工件形状受力平衡设置。
5）每个工位的刀盘定位孔位根据刀具受力设置。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种多工位专用机床耦合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
A）依据刀具加工工件时的受力关系，在安装刀盘的刀盘移动架和安装工件的工件托盘上确定定位孔位置，并开设相应的定位孔；
B）在工作台面板下方设置母板，根据设计计算，在母板上开设有与定位孔对应的精准对位孔，在每个精准对位孔安装导联杆；
C）粗定位，刀盘移动架通过刀盘导轨移动至母板相应位置，工件托盘通过工件托盘导轨移动至母板相应位置，使得刀盘移动架和工件托盘的定位孔与母板的精准对位孔粗步对准；
D）精准定位，导联杆向上移动插入刀盘移动架和工件托盘的定位孔中，通过导联杆上端的导正段使得导联杆易于插入定位孔，通过导联杆中部的精密定位段实现定位孔与母板精准对位孔的精准定位，从而实现刀具与工件的精准定位。
2.一种多工位专用机床耦合定位装置，包括工作台面板，工作台面板上设有刀盘导轨和工件托盘导轨，刀盘导轨上有刀盘移动架，刀盘移动架上安装有刀盘，刀盘上安装有刀具，工件托盘导轨上有工件托盘，工件托盘上安装有工件以及夹紧工件的夹具组件，其特征在于，所述的刀盘移动架和工件托盘上分别设有定位孔；工作台面板下方设有母板，母板上开设有供前述定位孔匹配的精准对位孔；导联杆在外部驱动装置的驱动下，可上下移动穿过母板上的精准对位孔以及工作台面板后，分别进入刀盘移动架和工件托盘上的定位孔，实现刀盘和工件的精准定位。
3.根据权利要求2所述的一种多工位专用机床耦合定位装置，其特征在于，所述的导联杆的上段为抛物线形的导正段，导正段的下段为精密定位段，导联杆的底端设有限位块；每一工位母板上的各对位孔相对位置关系由相应工位刀具与工件上定位孔的设计尺寸计算确定；所述的刀盘移动架和工件托盘上的定位孔为两个以上，所述的精准对位孔以及导联杆与定位孔数量匹配；各对应的定位孔、对位孔、导联杆的定位段三处的直径尺寸高度一致。
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