CN103962868B - 一面两销精确定位系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一面两销精确定位系统,其要点是:包括工作台、圆柱销定位装置、菱形销定位装置和控制系统。控制系统包括第一动力装置和第二动力装置。由第一动力装置带动第一柱塞在圆柱销的柱塞孔中运动,通过向上挤压液性塑料使圆柱销向上运动并将其定位部插入工件相应的定位孔中并使圆柱销的定位部产生相应的塑性形变而膨胀,减小圆柱销与工件上相应的定位孔之间的间隙。由第二动力装置带动第二柱塞在菱形销的柱塞孔中运动,通过向上挤压液性塑料使菱形销向上运动并将其定位部插入工件相应的定位孔中并使菱形销的定位部产生相应的塑性形变而膨胀,减小菱形销与工件上相应的定位孔之间的间隙。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域,具体涉及一种用于工件精确定位的一面两销精确定位系统及其控制方法。
背景技术
在机械制造过程中,采用一面两孔定位的工件易于实现工艺过程中的基准统一,保证工件各加工表面的相互位置精度,且具有支承面大、支承刚度好、结构简单可靠、装卸工件方便等优点,所以广泛应用于各种专用机床和自动线的工艺装备中。由于一批工件的各定位孔尺寸存在公差,所以传统的用于一面两孔工件定位的一面两销定位装置为避免其定位销与工件定位孔发生干涉,设计时必须保证各定位销与相应的定位孔之间具有最小间隙,由于该间隙的存在,使得工件在定位装置上定位时,会产生X和Y方向上的位移误差和转角误差,会导致定位系统存在较大的定位误差,影响加工精度,降低加工效率和品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、定位精确且效率高的一面两销精确定位系统及其控制方法。
实现本发明目的一面两销精确定位系统的基本技术方案是:一种一面两销精确定位系统,其结构特点是:包括工作台、圆柱销定位装置、菱形销定位装置和控制系统。控制系统包括第一动力装置和第二动力装置。
工作台包括主箱体。主箱体包括上面板、下底板、左侧板、右侧板。上面板、左侧板、下底板和右侧板依次相互连接成截面为矩形的具有腔体的主箱体。上面板的下侧左右两侧分别设有左安装柱和右安装柱。左安装柱沿上下向设有贯穿其和上面板上下的左销孔,且左销孔与腔体相通。右安装柱沿上下向设有贯穿其和上面板上下的右销孔,右销孔与腔体相通。第一动力装置和第二动力装置均设置在主箱体中。
圆柱销定位装置包括圆柱销和第一柱塞。圆柱销整体呈圆柱台阶状,直径由上至下逐渐增大。圆柱销设有开口向下的柱塞孔。圆柱销自上而下依次分为定位部、导向部和复位弹簧座部。定位部为薄壁结构。圆柱销由其导向部由下向上安装且滑动设置在左安装柱中,且由复位弹簧座部对圆柱销向上运动时进行轴向的限位。第一柱塞滑动密封设置在圆柱销的柱塞孔中,且第一柱塞与圆柱销形成的密闭腔体中设有液性塑料。由第一动力装置带动第一柱塞在圆柱销的柱塞孔中运动,通过向上挤压液性塑料使圆柱销向上运动并将其定位部插入工件相应的定位孔中,在圆柱销受到限位而停止向上运动后继续挤压液性塑料使圆柱销的定位部产生相应的塑性形变而膨胀,减小圆柱销与工件上相应的的定位孔之间的间隙。
菱形销定位装置包括菱形销和第二柱塞。菱形销设有开口向下的柱塞孔。菱形销自上而下依次分为定位部、导向部和复位弹簧座部。定位部呈菱形销状,定位部为薄壁结构。菱形销由其导向部由下向上安装且滑动设置在右安装柱中,且由复位弹簧座部对菱形销向上运动时进行轴向的限位。菱形销的长轴方向与圆柱销中心和菱形销中心的连线方向相互垂直设置。第二柱塞滑动密封设置在菱形销的柱塞孔中,且第二柱塞与菱形销形成的密闭腔体中设有液性塑料。由第二动力装置带动第二柱塞在菱形销的柱塞孔中运动,通过向上挤压液性塑料使菱形销向上运动并将其定位部插入工件相应的定位孔中,在菱形销受到限位而停止向上运动后继续挤压液性塑料使菱形销的定位部产生相应的塑性形变而膨胀,减小菱形销与工件上相应的定位孔之间的间隙。
以上述一面两销精确定位系统的基本技术方案为基础的技术方案是:工作台还包括左导套和右导套。左导套固定设置在上面板的左销孔中,右导套固定设置在上面板的右销孔中。
圆柱销定位装置还包括第一复位弹簧。圆柱销为一体件,采用40Cr制成。圆柱销的定位部的上部设有导向倒角,该倒角的度数为8度-15度。导向部的外径与工作台的左导套的孔径相对应。复位弹簧座部包括径向限位部和轴向限位部。圆柱销由下向上安装且滑动设置在工作台的左导套中。第一复位弹簧上部相应部位套在上面板的左安装柱上,下部相应部位套在复位弹簧座部的径向限位部上,第一复位弹簧位于工作台的上面板与复位弹簧座部的轴向限位部之间处于压缩状态。
菱形销定位装置还包括第二复位弹簧。菱形销为一体件,采用40Cr制成。菱形销的定位部的上部设有导向倒角,该倒角的度数为8度-15度。导向部的外径与工作台的右导套的孔径相对应。复位弹簧座部包括径向限位部和轴向限位部。菱形销由下向上安装且滑动设置在工作台的右导套中。第二复位弹簧上部相应部位套在上面板的右安装柱上,下部相应部位套在复位弹簧座部的径向限位部上,第二复位弹簧位于工作台的上面板与复位弹簧座部的轴向限位部之间处于压缩状态。
以上述一面两销精确定位系统的技术方案为基础的技术方案是:还包括导向装置。菱形销定位装置的菱形销的复位弹簧座部的轴向限位部的外周上沿其轴向设有贯穿其上下的开口向右的周向限位槽。导向装置包括支座和导向平键。支座固定设置在工作台的右侧板上。导向平键固定设置在支座的左端上,由其轴线沿上下向设置,且位于菱形销定位装置的菱形销的复位弹簧座部的轴向限位部的周向限位槽中,从而对菱形销在周向上进行限位,防止其转动。
以上述一面两销精确定位系统的各相应技术方案为基础的技术方案是:圆柱销定位装置的第一柱塞上部设有第一密封圈槽组,第一密封圈槽组包括1至2个左密封圈槽,各左密封圈槽中均设有相应的左密封圈。第一柱塞还设有第一排气孔。第一排气孔包括竖直段和水平段。竖直段为沿第一柱塞的轴向设置在第一柱塞的中部的盲孔,开口向上。水平段为沿第一柱塞的径向设置在第一柱塞的下部的通孔,将竖直段与外部相连通,且水平段(22-3-2)设有内螺纹。水平段中设有相应的第一螺堵。
菱形销定位装置的第二柱塞上部设有第二密封圈槽组,第二密封圈槽组包括1至2个右密封圈槽,各个右密封圈槽中均设有相应的右密封圈。第二柱塞还设有第二排气孔。第二排气孔包括竖直段和水平段。竖直段为沿第二柱塞的轴向设置在第二柱塞的中部的盲孔,开口向上。水平段为沿第二柱塞的径向设置在第二柱塞的下部的通孔,将竖直段与外部相连通,且水平段设有内螺纹。水平段中设有相应的第二螺堵。
以上述一面两销精确定位系统的相应技术方案为基础的技术方案是:工作台的主箱体为铸造一体,主箱体还包括中间加强筋板。中间加强筋板沿前后向铅垂设置在上面板的中部与下底板的中部之间,中间加强筋板将腔体分为左腔体和右腔体。下底板左右两侧分别设有左下安装孔和右下安装孔。左下安装孔和右下安装孔均沿上下向贯穿下底板上下。左下安装孔与左腔体相通,且与左销孔同轴。右下安装孔与右腔体相通,且与右销孔同轴。右侧板的上部上设有贯穿其左右的右通孔。前封板固定设置在主箱体的前侧上,且从前方向后将腔体罩住。后封板固定设置在主箱体的后侧上,且从后方向前将腔体罩住。下底板上设有2个油管孔,2个油管孔分别与左腔体和右腔体相通。
以上述一面两销精确定位系统的技术方案为基础的技术方案是:控制系统还包括液压控制系统。
圆柱销定位装置的第一柱塞下部设有连接部。连接部呈上小下大的圆柱台阶状,连接部的下部设有外螺纹。
菱形销定位装置的第二柱塞下部设有连接部。连接部呈上小下大的圆柱台阶状,连接部的下部设有外螺纹。
第一动力装置为第一单作用液压缸。第一单作用液压缸包括第一缸体、第一活塞杆和第一缸盖。第一单作用液压缸由其第一缸体固定设置在工作台的下底板上,且其第一缸体的相应部位位于左液压缸安装孔中。第一缸体的上部设有第一泄漏油口。第一活塞杆整体呈上小下大的圆柱台阶状。第一活塞杆的上部中央设有开口向上的上小下大的阶梯孔。第一活塞杆的上端前后两侧对称设有经过切削后形成的两夹持平面。第一活塞杆的下部设有第一活塞杆密封槽。第一活塞杆密封槽中设有相应的第一Y型密封圈。第一活塞杆的下部相应部位滑动密封设置在第一缸体中,第一活塞杆的上部相应部位向上伸出第一缸体外,位于左腔体中,且与圆柱销定位装置的第一柱塞同轴。阶梯孔的位于上侧的孔径较小的孔段设有与圆柱销定位装置的第一柱塞的连接部的下部外螺纹相配合的内螺纹。圆柱销定位装置的第一柱塞的连接部的下部旋合过第一活塞杆的阶梯孔的上部孔段后位于阶梯孔的下侧的孔径较大的孔段中,从而通过第一活塞杆的上下运动带动第一柱塞在圆柱销中上下运动并挤压第一柱塞与圆柱销21形成的密闭腔体中设置的液性塑料,使圆柱销21的定位部产生相应的形变。第一缸盖密闭固定设置在第一缸体的下端上。第一缸盖上设有进油口。第一缸盖的进油口与液压控制系统管路连接。
第二动力装置为第二单作用液压缸。第二单作用液压缸包括第二缸体、第二活塞杆和第二缸盖。第二单作用液压缸由其第二缸体固定设置在工作台的下底板上,且其第二缸体的相应部位位于右液压缸安装孔中。第二缸体的上部设有第二泄漏油口。第二活塞杆整体呈上小下大的圆柱台阶状。第二活塞杆的上部中央设有开口向上的上小下大的阶梯孔。第二活塞杆的上端前后两侧对称设有经过切削后形成的两夹持平面。第二活塞杆的下部设有第二活塞杆密封槽。第二活塞杆密封槽中设有相应的第二Y型密封圈。第二活塞杆的下部相应部位滑动密封设置在第二缸体中,第二活塞杆的上部相应部位向上伸出第二缸体外,位于右腔体中,且与菱形销定位装置的第二柱塞同轴。阶梯孔的位于上侧的孔径较小的孔段设有与菱形销定位装置的第二柱塞的连接部的下部外螺纹相配合的内螺纹。菱形销定位装置的第二柱塞的连接部的下部旋合过第二活塞杆的阶梯孔的上部孔段后位于阶梯孔的下侧的孔径较大的孔段中,从而通过第二活塞杆的上下运动带动第二柱塞在菱形销中上下运动并挤压第二柱塞与菱形销形成的密闭腔体中设置的液性塑料,使菱形销的定位部产生相应的形变。第二缸盖密闭固定设置在第二缸体的下端上。第二缸盖上设有进油口。第二缸盖的进油口与液压控制系统管路连接。
以上述一面两销精确定位系统的技术方案为基础的技术方案是:液压控制系统包括油箱、液压泵、溢流阀、减压阀、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀、顺序阀、二位二通电磁换向阀、压力继电器、第一单向调速阀、第二单向调速阀、第一行程开关和第二行程开关。
油箱中设有吸油管。液压泵具有吸油口和出油口。
溢流阀具有进油口和出油口。
减压阀具有进油口和出油口。
第一二位三通电磁换向阀具有第一进油口、第二进油口和出油口。
第二二位三通电磁换向阀具有进油口、回油口和出油口。
顺序阀具有进油口和出油口。
二位二通电磁换向阀具有进油口和出油口。
压力继电器具有进油口。
第一单向调速阀具有进油口和出油口。
第二单向调速阀具有进油口和出油口。
油箱通过其吸油管与液压泵的吸油口管路连接。
从液压泵的出油口出来的油液分为三路。第一路,液压泵的出油口管路连接第一二位三通电磁换向阀的第二进油口。第二路,液压泵的出油口管路连接溢流阀的进油口,液压泵的出油口经液压泵的出油口与第一二位三通电磁换向阀的第二进油口之间的管路与溢流阀的进油口连接。第三路,液压泵的出油口管路连接减压阀的进油口。液压泵的出油口经液压泵的出油口与第一二位三通电磁换向阀的第二进油口之间的管路与减压阀的进油口连接。减压阀的出油口管路连接第一二位三通电磁换向阀的第一进油口。
溢流阀的出油口管路连接油箱。
第一二位三通电磁换向阀的出油口管路连接第二二位三通电磁换向阀的进油口。第二二位三通电磁换向阀的回油口管路连接油箱。
第二二位三通电磁换向阀的出油口出来的油液分为三路。第一路,第二二位三通电磁换向阀的出油口管路连接第一单向调速阀的进油口。第二路,第二二位三通电磁换向阀的出油口管路连接顺序阀的进油口,第二二位三通电磁换向阀的出油口经第二二位三通电磁换向阀的出油口与第一单向调速阀的进油口之间的管路与顺序阀的进油口连接。第三路,第二二位三通电磁换向阀的出油口管路连接二位二通电磁换向阀的进油口,第二二位三通电磁换向阀的出油口经第二二位三通电磁换向阀的出油口与第一单向调速阀的进油口之间的管路与二位二通电磁换向阀的进油口连接。
顺序阀的出油口管路连接第二单向调速阀的进油口。二位二通电磁换向阀的出油口管路连接在顺序阀的出油口与第二单向调速阀的进油口之间的管路上。压力继电器的进油口管路连接在顺序阀的出油口与第二单向调速阀的进油口之间的管路上。
第一单向调速阀的出油口管路连接第一单作用液压缸的第一缸盖的进油口。
第二单向调速阀的出油口管路连接第二单作用液压缸的第二缸盖的进油口。
第一单作用液压缸的第一缸体的第一泄漏油口管路连接油箱。
第二单作用液压缸的第二缸体的第二泄漏油口管路连接油箱。
第一行程开关固定设置在工作台的左侧板的右侧上,位于圆柱销定位装置的圆柱销的左侧,第一行程开关处于未被压下状态。第二行程开关固定设置在工作台的上面板的下侧上,位于菱形销定位装置的菱形销的左侧,第二行程开关处于未被压下状态。
实现本发明目的的一面两销精确定位系统的控制方法的技术方案:采用的一面两销精确定位系统为上述相应的一面两销精确定位系统。其步骤为:
1、对工件进行初定位:第一行程开关和第二行程开关均处于未被压下状态。使第二二位三通电磁换向阀的电磁铁得电,阀芯移动,第二二位三通电磁换向阀换向,使其进油口与出油口相通,回油口通油箱7-1。
液压泵的出油口的油液进入减压阀的进油口,经减压阀减压后的压力为1.5MPa至3MPa。经减压阀的出油口进入第一二位三通电磁换向阀的第一进油口,第一二位三通电磁换向阀的第一进油口的油液经过该阀的内部通道进入第一二位三通电磁换向阀的出油口,第一二位三通电磁换向阀出油口的油液进入到第二二位三通电磁换向阀的进油口,第二二位三通电磁换向阀进油口的油液通过该阀的内部通道进入到第二二位三通电磁换向阀的出油口。第二二位三通电磁换向阀的出油口的油液分两路:
第一路:第二二位三通电磁换向阀的出油口的油液进入第一单向调速阀的进油口,第一单向调速阀进油口的油液经过其内部的调速阀控制流量后进入到第一单作用液压缸的第一缸盖上的进油口后进入到第一单作用液压缸的第一缸体内,从而推动第一活塞杆向上运动,第一活塞杆带动圆柱销定位装置的第一柱塞向上运动,第一柱塞通过液性塑料带动圆柱销克服第一复位弹簧的弹簧力向上运动,直至圆柱销的径向限位部的上端面与工作台的上面板的左安装柱的下端面相接触,此时圆柱销的定位部插入工件的左侧相应的定位孔中实现圆柱销对工件的初定位。
第二路:第二二位三通电磁换向阀的出油口的油液进入二位二通电磁换向阀的进油口,二位二通电磁换向阀的进油口的油液通过该阀的内部通道进入二位二通电磁换向阀出油口,二位二通电磁换向阀出油口的油液进入第二单向调速阀的进油口,第二单向调速阀进油口的油液经过其内部的调速阀控制流量后进入到第二单作用液压缸的第二缸盖上的进油口后进入到第二单作用液压缸的第二缸体内从而推动第二活塞杆向上运动,第二活塞杆带动菱形销定位装置的第二柱塞向上运动,第二柱塞通过液性塑料带动菱形销克服第二复位弹簧33的弹簧力向上运动,直至菱形销的径向限位部的上端面与工作台的上面板的右安装柱的下端面相接触,此时菱形销的定位部插入工件的右侧相应的定位孔中实现菱形销对工件的初定位。此时第二二位三通电磁换向阀的出油口的油液压力与减压阀的出油口的压力相同,顺序阀调定的压力为9MPa,顺序阀进行精确定位:当圆柱销和菱形销对工件初定位完成时,第一行程开关和第二行程开关均处于压下状态,行程开关的电触点闭合,发出电信号,此时第一行程开关和第二行程开关的电讯号共同使第一二位三通电磁换向阀的电磁铁和二位二通电磁换向阀的电磁铁得电。第一二位三通电磁换向阀的电磁铁得电后,阀芯移动,第一二位三通电磁换向阀换向,使其第二进油口与出油口相通,第一进油口不通。二位二通电磁换向阀的电磁铁得电后,阀芯移动,二位二通电磁换向阀换向,其进油口与出油口不能相通。
此时,液压泵的出油口的油液直接进入第一二位三通电磁换向阀的第二进油口,不再经过减压阀减压。此时由溢流阀设定调节压力为8MPa至12MPa。第一二位三通电磁换向阀的第二进油口的油液通过该阀的内部通道到达该阀的出油口,第一二位三通电磁换向阀的出油口的油液进入第二二位三通电磁换向阀的进油口,第二二位三通电磁换向阀的出油口的油液进入第一单向调速阀的进油口,第一单向调速阀的进油口的油液经过其内部的调速阀继续进入到第一单作用液压缸的第一缸盖上的进油口后进入到第一单作用液压缸的第一缸体内,第一缸体内的油液推动第一活塞杆继续向上运动,第一活塞杆带动第一柱塞向上运动挤压液性塑料,使液性塑料产生25MPa至35MPa的压强,从而液性塑料使圆柱销的定位部产生相应的膨胀形变,利用其产生的径向膨胀形变,减少或消除圆柱销的定位部与工件的左侧相应的定位孔之间的间隙,实现精确定位。
当进入第一单作用液压缸的第一缸体内的油液的压力小于溢流阀设定的调节压力1至2MPa时,顺序阀打开,第二二位三通电磁换向阀的出油口的油液进入顺序阀的进油口,顺序阀的进油口的油液通过该阀的内部通道到达顺序阀的出油口,顺序阀的出油口的油液进入第二单向调速阀的进油口,第二单向调速阀的进油口的油液经过其内部的调速阀进入到第二单作用液压缸的第二缸盖上的进油口后进入到第二单作用液压缸的第二缸体内,第二缸体内的油液推动第二活塞杆继续向上运动,第二活塞杆带动第二柱塞向上运动挤压液性塑料,使液性塑料产生25MPa至35MPa的压强,从而液性塑料使菱形销产生相应的膨胀形变,利用其产生的径向膨胀形变,减少或消除菱形销的定位部与工件的右侧相应的定位孔之间的间隙。当第二缸体内的油液压力与第一缸体内的油液的压力相同时,进入第一缸体和第二缸体内的油液压力继续升高到溢流阀的调节压力时,最终使两定位销中的液性塑料的压强继续升高至相应压力,两定位销与相应的定位孔之间的间隙继续减小或消除,实现精确定位。
当压力继电器的进油口的压力达到其设定压力也即与溢流阀的调节压力相同时,压力继电器发出电信号,由另外配备的相应的夹紧装置对工件进行夹紧后再由相应的加工设备对工件进行切削加工等操作。
3、解除对工件的定位:当对工件相应的加工完成后,首先夹紧装置松开工件,工件松开动作完成后发出电信号,使第二二位三通电磁换向阀和二位二通电磁换向阀的电磁铁同时失电。第二二位三通电磁换向阀失电后,阀芯在其复位弹簧的作用下移动,处于左位,使其进油口堵死,出油口与回油口相通并与油箱相通。二位二通电磁换向阀失电后,阀芯在其复位弹簧的作用下移动,处于下位,使其进油口与出油口相通。
圆柱销定位装置的第一复位弹簧推动圆柱销向下运动,圆柱销通过其内部的液性塑料推动第一柱塞下移,第一柱塞带动第一单作用液压缸的第一活塞杆下移。
第一单作用液压缸的第一活塞杆向下推动第一缸体中油液进入第一缸盖上的进油口,进油口的油液进入第一单向调速阀的出油口,出油口的油液通过第一单向调速阀内部的单向阀进入进油口,第一单向调速阀的进油口的油液进入第二二位三通电磁换向阀的出油口,出油口的油液通过第二二位三通电磁换向阀的内部通道进入回油口,第二二位三通电磁换向阀的回油口的油液流入油箱。
菱形销定位装置的第二复位弹簧带动菱形销向下运动,菱形销通过其内部的液性塑料推动第二柱塞下移,第二柱塞带动第二单作用液压缸的第二活塞杆下移。
第二单作用液压缸的第二活塞杆向下推动第二缸体中的油液进入第二缸盖上的进油口,进油口的油液进入第二单向调速阀的出油口,出油口的油液通过第二单向调速阀内部的单向阀进入进油口,第二单向调速阀的进油口的油液进入二位二通电磁换向阀的出油口,出油口的油液通过二位二通电磁换向阀的内部通道进入到二位二通电磁换向阀的进油口,进油口的油液进入第二二位三通电磁换向阀的出油口,出油口的油液通过第二二位三通电磁换向阀的内部通道进入回油口,第二二位三通电磁换向阀的回油口的油液流入油箱。
从而圆柱销和菱形销逐步下移而脱离工件的相应的定位孔而回到起始位,完成了一个精确定位工作循环。
本发明具有积极的效果:(1)本发明结构简单、通过挤压液性塑料使圆柱销的定位部和菱形销的定位部产生相应的塑性形变而膨胀,利用其产生的径向膨胀减小或基本消除了圆柱销和菱形销与工件上相应的定位孔之间的间隙,从而达到减小或基本消除定位误差的目的,大大提高一面两销定位系统的定位精度,可减小加工误差,有利于提高加工精度;或可在满足加工精度的前提下,降低其它方面的加工要求,从而大大降低了生产加工成本。
(2)本发明的圆柱销定位装置的圆柱销选用40Cr,热处理后硬度为HRC42,其强度高、耐磨性好且热处理变形小。圆柱销的上部设有导向倒角,便于插入定位孔中。
(3)本发明的菱形销定位装置的菱形销也选用40Cr,热处理后硬度为HRC42,其强度高、耐磨性好且热处理变形小。菱形销的上部设有导向倒角,便于插入定位孔中。
(4)本发明的导向装置结构简单,能防止菱形销转动,使菱形销只能在上下方向上运动,确保菱形销的长轴方向与圆柱销中心和菱形销中心的连线方向相互垂直。
(5)本发明的圆柱销定位装置和菱形销定位装置均设有复位弹簧,用于圆柱销和菱形销脱离工件,便于工件的快速安装,提高生产效率。
(6)本发明的液性塑料具有一定的弹性和流动性,物理性能稳定,压缩性极小、不易泄漏的特点。
(7)本发明的工作台结构简单,中部设有中间加强筋板,在另外配备的相应的夹紧装置对工件进行夹紧操作时能承受较大的压力,使用可靠。
(8)本发明的圆柱销定位装置的相应部件、菱形销定位装置的相应部件、导向装置、第一单作用液压缸的相应部分、第二单作用液压缸的相应部分、第一行程开关和第二行程开关均封闭设置在工作台的腔体中,避免了加工工件时产生的碎屑对其造成污染、磨损和撞击破坏,使用寿命大大延长。
(9)本发明控制系统采用液压控制系统,结构简单,自动化程度高,可大大提高生产效率。工件放在工作台上后,液压控制系统进行低压供油,两单作用液压缸的下腔进油,推动相应的活塞和柱塞上行,通过挤压相应的圆柱销和菱形销中的液性塑料带动圆柱销和菱形销克服弹簧力上移,圆柱销和菱形销插入工件相应的定位孔实现初定位;此时两行程开关均处于压下状态,并发出电讯号,液压控制系统转入高压供油,系统先向控制圆柱销的第一单作用液压缸供入高压油,产生的作用力通过第一活塞杆和第一柱塞传递给圆柱销中的液性塑料,液性塑料像液体一样将其所受压力均匀地传递到圆柱销内壁的各个部位,使薄壁定位部外圆产生均匀的塑性形变而膨胀,圆柱销与工件相应的定位孔之间的间隙减小或基本消除,从而减小或消除工件定位的X和Y方向的位移误差,完成圆柱销对工件的精确定位;然后液压系统再向控制菱形销的第二单作用液压缸供入高压油,减小或基本消除菱形销与工件相应的定位孔在长轴方向相接触的相应部位之间的间隙,从而减小或消除工件定位的转角误差,完成菱形销对工件的精确定位。
对工件加工完成后,液压控制系统的第一单作用液压缸和第二单作用液压缸中的油液在圆柱销定位装置的第一复位弹簧和菱形销定位装置的第二复位弹簧的作用下直接回到油箱中,便于快速卸下工件。
(10)本发明控制系统设有溢流阀,从而可以对系统压力进行调定,并将多余的油液通过溢流阀流回油箱。
(11)本发明控制系统设有减压阀,可以对该路压力进行调定。
(12)本发明的圆柱销限制了工件X和Y两个方向的自由度,直接影响了工件的定位精度,是两个定位销中的主定位销;菱形销仅限制工件的旋转自由度,在两定位销中起次要作用,通过控制系统中设置顺序阀,可以实现先圆柱销后菱形销的顺序对工件进行精确定位。
(13)本发明控制系统设有相应的单向调速阀,可以通过调节阀口的开度来调节通过单向调速阀的油液的流量,即控制进入单作用液压缸的油液量,从而控制活塞杆的运动速度,实现对圆柱销和菱形销插入相应的定位孔的速度的调节。
(14)本发明的单作用液压缸的活塞面积大于圆柱销定位装置和菱形销定位装置的柱塞面积,因此具有一定的增压作用,有利于圆柱销和菱形销的定位部产生相应的塑性形变而膨胀,而且能降低系统的功耗,节约能源。
(15)本发明的工作台的上面板的左安装柱的左销孔中设有左导套,右安装柱的右销孔中设有右导套,由于导向套具有较高的加工精度和硬度,从而保证了导向套的使用寿命和较好的导向精度,还能有效的保护主箱体不被磨损。
附图说明
图1为本发明的一面两销精确定位系统的结构示意图;
图2为本发明的一面两销精确定位系统处于定位工件时的工作状态示意图;
图3为图1的俯视图;
图4为图1中的圆柱销定位装置及第一顶紧装置的放大结构示意图;
图5为图4中的圆柱销的示意图;
图6为图5的俯视图;
图7为图4中的圆柱销定位装置的第一柱塞的示意图;
图8为图1中的控制系统的液压缸的活塞杆的放大示意图;
图9为图8的俯视图;
图10为图1中菱形销的放大示意图;
图11为图10的俯视图;
图12为图10的左视图;
图13为图1中的工作台的示意图;
图14为本发明的液压控制系统的原理图。
上述附图中的标记如下:
工作台1,上面板11,左安装柱11-1,左销孔11-1-1,右安装柱11-2,右销孔11-2-1,下底板12,左下安装孔12-1,右下安装孔12-2,左侧板13,右侧板14,右通孔14-1,中间加强筋板15,腔体16,左腔体16-1,右腔体16-2,左导套17,右导套18,
圆柱销定位装置2,圆柱销21,柱塞孔21a,定位部21-1,导向部21-2,复位弹簧座部21-3,径向限位部21-3a,轴向限位部21-3b,第一柱塞22,第一密封圈槽组22-1,左上密封圈槽22-1a,左下密封圈槽22-1b,第一排气孔22-3,竖直段22-3-1,水平段22-3-2,第一螺堵22-4,第一复位弹簧23,
菱形销定位装置3,菱形销31,柱塞孔31a,定位部31-1,导向部31-2,复位弹簧座部31-3,径向限位部31-3a,轴向限位部31-3b,周向限位槽31-3b-1,第二柱塞32,第二复位弹簧33,
导向装置4,支座41,导向平键42,
第一单作用液压缸5,第一缸体51,第一泄漏油口51-1,第一活塞杆52,阶梯孔52-1,夹持平面52-2,第一活塞杆密封槽52-3,第一缸盖53,进油口53-1,
第二单作用液压缸6,第二缸体61,第二泄漏油口61-1,第二活塞杆62,阶梯孔62-1,第二缸盖63,进油口63-1,
液压控制系统7,油箱7-1,吸油管7-1-1,液压泵7-2,吸油口7-2-1,出油口7-2-2,溢流阀7-3,进油口7-3-1,出油口7-3-2,减压阀7-4,进油口7-4-1,出油口7-4-2,第一二位三通电磁换向阀7-5,第一进油口7-5-1,第二进油口7-5-2,出油口7-5-3,第二二位三通电磁换向阀7-6,进油口7-6-1,回油口7-6-2,出油口7-6-3,顺序阀7-7,进油口7-7-1,出油口7-7-2,二位二通电磁换向阀7-8,进油口7-8-1,出油口7-8-2,压力继电器7-9,进油口7-9-1,第一单向调速阀7-10,进油口7-10-1,出油口7-10-2,第二单向调速阀7-11,进油口7-11-1,出油口7-11-2,第一行程开关7-12,第二行程开关7-13,
液性塑料9,工件100。
具体实施方式
本发明的方位的描述按照图1所示的方位进行,也即图1所示的上下左右方向即为描述的上下左右方向,图1所朝的一方为前方,背离图1的一方为后方。
(实施例1)
见图1至图3和图12,本发明的一面两销精确定位系统包括工作台1、圆柱销定位装置2、菱形销定位装置3、导向装置4和控制系统。
见图1至图3和图10,工作台1包括主箱体、前封板和后封板。主箱体为铸造一体件,主箱体包括上面板11、下底板12、左侧板13、右侧板14和中间加强筋板15。上面板11、左侧板13、下底板12和右侧板14依次相互连接成截面为矩形的具有腔体16的主箱体。中间加强筋板15沿前后向铅垂设置在上面板11的中部与下底板12的中部之间,中间加强筋板15将腔体16分为左腔体16-1和右腔体16-2。上面板11的下侧左右两侧分别设有左安装柱11-1和右安装柱11-2。左安装柱11-1沿上下向设有贯穿其和上面板11上下的左销孔11-1-1,且左销孔11-1-1与左腔体16-1相通;左销孔11-1-1中设有左导套17。右安装柱11-2沿上下向设有贯穿其和上面板11上下的右销孔11-2-1,右销孔11-2-1与右腔体16-2相通,右销孔11-2-1中设有右导套18。下底板12左右两侧分别设有左下安装孔12-1和右下安装孔12-2。左下安装孔12-1和右下安装孔12-2均沿上下向贯穿下底板12上下。左下安装孔12-1与左腔体16-1相通,且与左销孔11-1同轴。右下安装孔12-2与右腔体16-2相通,且与右销孔11-2同轴。右侧板14的上部上设有贯穿其左右的右通孔14-1。前封板固定设置在主箱体的前侧上,且从前方向后将腔体16罩住;后封板固定设置在主箱体的后侧上,且从后方向前将腔体16罩住。下底板12上设有2个油管孔,2个油管孔分别与左腔体16-1和右腔体16-2相通,用于相应的油管从外部穿入到左腔体16-1或右腔体16-2中。
见图1、图2和图4至图6,圆柱销定位装置2包括圆柱销21、第一柱塞22和第一复位弹簧23。圆柱销21为一体件,采用40Cr制成,其热处理后硬度为HRC42。圆柱销21整体呈圆柱台阶状,直径由上至下逐渐增大。圆柱销21设有开口向下的柱塞孔21a。圆柱销21自上而下依次分为定位部21-1、导向部21-2和复位弹簧座部21-3。定位部21-1为薄壁结构,也即外径与壁厚的比为15:1至30:1,本实施例为30:1。定位部21-1的上部设有导向倒角,该倒角的度数为8度-15度,本实施例为10度。导向部21-2的外径与工作台1的左导套17的孔径相对应。复位弹簧座部21-3包括径向限位部21-3a和轴向限位部21-3b。圆柱销21由下向上安装且滑动设置在工作台1的左导套17中。第一复位弹簧23上部相应部位套在上面板11的左安装柱11-1上,下部相应部位套在复位弹簧座部21-3的径向限位部21-3a上,第一复位弹簧23位于工作台1的上面板11与复位弹簧座部21-3的轴向限位部21-3b之间处于压缩状态。
见图4和图7,第一柱塞22上部设有第一密封圈槽组22-1,第一密封圈槽组22-1包括1至2个左密封圈槽,本实施例为2个。2个左密封圈槽按其所处的上下位置的不同分为左上密封圈槽22-1a和左下密封圈槽22-1b。2个左密封圈槽中均设有相应的左密封圈。第一柱塞22下部设有连接部22-2。连接部22-2呈上小下大的圆柱台阶状,连接部22-2的下部设有外螺纹。第一柱塞22还设有第一排气孔22-3。第一排气孔22-3包括竖直段22-3-1和水平段22-3-2。竖直段22-3-1为沿第一柱塞22的轴向设置在第一柱塞22的中部的盲孔,开口向上。水平段22-3-2为沿第一柱塞22的径向设置在第一柱塞22的下部的通孔,将竖直段22-3-1与外部相连通,且水平段22-3-2设有内螺纹。水平段22-3-2中设有相应的第一螺堵22-4。第一柱塞22滑动密封设置在圆柱销21的柱塞孔21a中,且第一柱塞22与圆柱销21形成的密闭腔体中设有液性塑料9。本发明的液性塑料9的重量组分是聚氯乙烯树脂含量为12%,磷苯二甲酸二丁脂含量为85%,硬脂酸钙含量为2%,真空油适量1%。先将上述重量比例的聚氯乙烯树脂和硬脂酸钙混合搅拌均匀;再按上述比例将磷苯二甲酸二丁脂和真空油混合搅拌均匀,最后将上述两种混合物均匀混合后放在圆底烧瓶中。将油浴炉中灌入甘油,放在电炉中加热到140℃至160℃左右,本实施例为150℃;将圆底烧瓶放入油浴炉中加热,并在加热过程中不断搅拌,开始时呈白色液体,在不断加热过程中逐渐变成浆糊状,最后变成透明的半液体,能拉长丝。保温10~30分钟,气泡上浮后即可浇灌或压注。液性塑料9的压强一般为20~30MPa,本实例为25MPa。
见图1、图2、图7和图10至图12,菱形销定位装置3的结构其它部分与圆柱销定位装置2的相同,其不同之处在于圆柱销定位装置2采用的是圆柱销21,而菱形销定位装置3采用的是菱形销31。菱形销定位装置3包括菱形销31、第二柱塞32和第二复位弹簧33。菱形销31为一体件,采用40Cr制成,其热处理后硬度为HRC42。菱形销31设有开口向下的柱塞孔31a。菱形销31自上而下依次分为定位部31-1、导向部31-2和复位弹簧座部31-3。定位部31-1呈菱形销状,定位部31-1为薄壁结构,也即外径与壁厚的比为15:1至30:1,本实施例为30:1。定位部31-1整体呈菱形销形。定位部31-1的上部设有导向倒角,该倒角的度数为8度-15度,本实施例为10度。菱形销31的长轴方向与圆柱销21中心和菱形销31中心的连线方向相互垂直设置。导向部31-2的外径与工作台1的右导套18的孔径相对应。复位弹簧座部31-3包括径向限位部31-3a和轴向限位部31-3b。菱形销31由下向上安装且滑动设置在工作台1的右导套18中。第二复位弹簧33上部相应部位套在上面板11的右安装柱11-2上,下部相应部位套在复位弹簧座部31-3的径向限位部31-3a上,第二复位弹簧33位于工作台1的上面板11与复位弹簧座部31-3的轴向限位部31-3b之间处于压缩状态。复位弹簧座部31-3的轴向限位部31-3b的外周上沿其轴向设有贯穿其上下的开口向右的周向限位槽31-3b-1。
见图1、图2和图7,第二柱塞32与第一柱塞22的结构相同。第二柱塞42上部设有第二密封圈槽组,第二密封圈槽组包括1至2个右密封圈槽,本实施例为2个。2个右密封圈槽按其所处的上下位置的不同分为右上密封圈槽和右下密封圈槽。2个右密封圈槽中均设有相应的右密封圈。第二柱塞32下部设有连接部。连接部呈上小下大的圆柱台阶状,连接部的下部设有外螺纹。第二柱塞32还设有第二排气孔。第二排气孔包括竖直段和水平段。竖直段为沿第二柱塞32的轴向设置在第二柱塞32的中部的盲孔,开口向上。水平段为沿第二柱塞32的径向设置在第二柱塞32的下部的通孔,将竖直段与外部相连通,且水平段设有内螺纹。水平段中设有相应的第二螺堵。第二柱塞32滑动密封设置在菱形销31的柱塞孔31a孔中,且第二柱塞32与菱形销31形成的密闭腔体中同样设有液性塑料9。
见图1至图3,导向装置4包括支座41和导向平键42。支座41固定设置在工作台1的右侧板14上,且其相应部分向左穿过右侧板14的右通孔14-1伸入工作台1的右腔体16-2中。导向平键42固定设置在支座41的左端上,由其轴线沿上下向设置,且位于菱形销定位装置3的菱形销31的复位弹簧座部31-3的轴向限位部31-3b的周向限位槽31-3b-1中,从而对菱形销31在周向上进行限位,防止其转动。
见图1、图2、图4和图14,控制系统包括第一动力装置、第二动力装置和液压控制系统7。
见图1、图2、图4、图8和图9,第一动力装置为第一单作用液压缸5。第一单作用液压缸5包括第一缸体51、第一活塞杆52和第一缸盖53。第一单作用液压缸5由其第一缸体51固定设置在工作台1的下底板12上,且其第一缸体51的相应部位位于左液压缸安装孔12-1中。第一缸体51的上部设有第一泄漏油口51-1。第一活塞杆52整体呈上小下大的圆柱台阶状。第一活塞杆52的上部中央设有开口向上的上小下大的阶梯孔52-1。第一活塞杆52的上端前后两侧对称设有经过切削后形成的两夹持平面52-2。第一活塞杆52的下部设有第一活塞杆密封槽52-3。第一活塞杆密封槽52-3中设有相应的第一Y型密封圈。第一活塞杆52的下部相应部位滑动密封设置在第一缸体51中,第一活塞杆52的上部相应部位向上伸出第一缸体51外,位于左腔体16-1中,且与圆柱销定位装置2的第一柱塞22同轴。阶梯孔52-1的位于上侧的孔径较小的孔段设有与圆柱销定位装置2的第一柱塞22的连接部22-2的下部外螺纹相配合的内螺纹。圆柱销定位装置2的第一柱塞22的连接部22-2的下部旋合过第一活塞杆52的阶梯孔52-1的上部孔段后位于阶梯孔52-1的下侧的孔径较大的孔段中,从而通过第一活塞杆52的上下运动带动第一柱塞22在圆柱销21中上下运动并挤压第一柱塞22与圆柱销21形成的密闭腔体中设置的液性塑料9,使圆柱销21的定位部21-1产生相应的形变。第一缸盖53密闭固定设置在第一缸体51的下端上。第一缸盖53上设有进油口53-1。
第二动力装置为第二单作用液压缸6。第二单作用液压缸6的结构与第一单作用液压缸5的结构相同。第二单作用液压缸6包括第二缸体61、第二活塞杆62和第二缸盖63。第二单作用液压缸6由其第二缸体61固定设置在工作台1的下底板12上,且其第二缸体61的相应部位位于右液压缸安装孔12-2中。第二缸体61的上部设有第二泄漏油口61-1。第二活塞杆62整体呈上小下大的圆柱台阶状。第二活塞杆62的上部中央设有开口向上的上小下大的阶梯孔62-1。第二活塞杆62的上端前后两侧对称设有经过切削后形成的两夹持平面。第二活塞杆62的下部设有第二活塞杆密封槽。第二活塞杆密封槽中设有相应的第二Y型密封圈。第二活塞杆62的下部相应部位滑动密封设置在第二缸体61中,第二活塞杆62的上部相应部位向上伸出第二缸体61外,位于右腔体16-2中,且与菱形销定位装置3的第二柱塞32同轴。阶梯孔62-1的位于上侧的孔径较小的孔段设有与菱形销定位装置3的第二柱塞32的连接部的下部外螺纹相配合的内螺纹。菱形销定位装置3的第二柱塞32的连接部的下部旋合过第二活塞杆62的阶梯孔62-1的上部孔段后位于阶梯孔62-1的下侧的孔径较大的孔段中,从而通过第二活塞杆62的上下运动带动第二柱塞32在菱形销31中上下运动并挤压第二柱塞62与菱形销31形成的密闭腔体中设置的液性塑料9,使菱形销31的定位部31-1产生相应的形变。第二缸盖63密闭固定设置在第二缸体61的下端上。第二缸盖63上设有进油口63-1。
见图14,液压控制系统7包括油箱7-1、液压泵7-2、溢流阀7-3、减压阀7-4、第一二位三通电磁换向阀7-5、第二二位三通电磁换向阀7-6、顺序阀7-7、二位二通电磁换向阀7-8、压力继电器7-9、第一单向调速阀7-10、第二单向调速阀7-11、第一行程开关7-12和第二行程开关7-13。
油箱7-1中设有吸油管7-1-1。液压泵7-2具有吸油口7-2-1和出油口7-2-2。
溢流阀7-3具有进油口7-3-1和出油口7-3-2。
减压阀7-4具有进油口7-4-1和出油口7-4-2。
第一二位三通电磁换向阀7-5具有第一进油口7-5-1、第二进油口7-5-2和出油口7-5-3。
第二二位三通电磁换向阀7-6具有进油口7-6-1、回油口7-6-2和出油口7-6-3。
顺序阀7-7具有进油口7-7-1和出油口7-7-2。
二位二通电磁换向阀7-8具有进油口7-8-1和出油口7-8-2。
压力继电器7-9具有进油口7-9-1。
第一单向调速阀7-10具有进油口7-10-1和出油口7-10-2。
第二单向调速阀7-11具有进油口7-11-1和出油口7-11-2。
油箱7-1通过其吸油管7-1-1与液压泵7-2的吸油口7-2-1管路连接。
从液压泵7-2的出油口7-2-2出来的油液分为三路。第一路,液压泵7-2的出油口7-2-2管路连接第一二位三通电磁换向阀7-5的第二进油口7-5-2;第二路,液压泵7-2的出油口7-2-2管路连接溢流阀7-3的进油口7-3-1,液压泵7-2的出油口7-2-2经液压泵7-2的出油口7-2-2与第一二位三通电磁换向阀7-5的第二进油口7-5-2之间的管路与溢流阀7-3的进油口7-3-1连接;第三路,液压泵7-2的出油口7-2-2管路连接减压阀7-4的进油口7-4-1;液压泵7-2的出油口7-2-2经液压泵7-2的出油口7-2-2与第一二位三通电磁换向阀7-5的第二进油口7-5-2之间的管路与减压阀7-4的进油口7-4-1连接。减压阀7-4的出油口7-4-2管路连接第一二位三通电磁换向阀7-5的第一进油口7-5-1。
溢流阀7-3的出油口7-3-2管路连接油箱7-1。
第一二位三通电磁换向阀7-5的出油口7-5-3管路连接第二二位三通电磁换向阀7-6的进油口7-6-1。第二二位三通电磁换向阀7-6的回油口7-6-2管路连接油箱7-1。
第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3出来的油液分为三路。第一路,第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3管路连接第一单向调速阀7-10的进油口7-10-1;第二路,第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3管路连接顺序阀7-7的进油口7-7-1,第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3经第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3与第一单向调速阀7-10的进油口7-10-1之间的管路与顺序阀7-7的进油口7-7-1连接;第三路,第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3管路连接二位二通电磁换向阀7-8的进油口7-8-1,第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3经第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3与第一单向调速阀7-10的进油口7-10-1之间的管路与二位二通电磁换向阀7-8的进油口7-8-1连接。
顺序阀7-7的出油口7-7-2管路连接第二单向调速阀7-11的进油口7-11-1。二位二通电磁换向阀7-8的出油口7-8-2管路连接在顺序阀7-7的出油口7-7-2与第二单向调速阀7-11的进油口7-11-1之间的管路上。压力继电器7-9的进油口7-9-1管路连接在顺序阀7-7的出油口7-7-2与第二单向调速阀7-11的进油口7-11-1之间的管路上。
第一单向调速阀7-10的出油口7-10-2管路连接第一单作用液压缸5的第一缸盖53的进油口53-1。
第二单向调速阀7-11的出油口7-11-2管路连接第二单作用液压缸6的第二缸盖63的进油口63-1。
第一单作用液压缸5的第一缸体51的第一泄漏油口51-1管路连接油箱7-1。
第二单作用液压缸6的第二缸体61的第二泄漏油口61-1管路连接油箱7-1。
见图1,第一行程开关7-12固定设置在工作台1的左侧板13的右侧上,位于圆柱销定位装置2的圆柱销21的左侧,第一行程开关7-12处于未被压下状态。第二行程开关7-13固定设置在工作台1的上面板11的下侧上,位于菱形销定位装置3的菱形销31的左侧,第二行程开关7-13处于未被压下状态。
见图1、图2和图14,一面两销精确定位系统的控制方法包括:
1、对工件100进行初定位:第一行程开关7-12和第二行程开关7-13均处于未被压下状态。使第二二位三通电磁换向阀7-6的电磁铁得电,阀芯移动,第二二位三通电磁换向阀7-6换向,使其进油口7-6-1与出油口7-6-3相通,回油口7-6-2通油箱7-1。
液压泵7-2的出油口7-2-2的油液进入减压阀7-4的进油口7-4-1,经减压阀7-4减压后的压力为1.5MPa至3MPa,本实施例为2MPa,经减压阀7-4的出油口7-4-2进入第一二位三通电磁换向阀7-5的第一进油口7-5-1,第一二位三通电磁换向阀7-5的第一进油口7-5-1的油液经过该阀的内部通道进入第一二位三通电磁换向阀7-5的出油口7-5-3,第一二位三通电磁换向阀7-5出油口7-5-3的油液进入到第二二位三通电磁换向阀7-6的进油口7-6-1,第二二位三通电磁换向阀7-6进油口7-6-1的油液通过该阀的内部通道进入到第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-2;第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-2的油液分两路:
第一路:第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3的油液进入第一单向调速阀7-10的进油口7-10-1,第一单向调速阀7-10进油口7-10-1的油液经过其内部的调速阀(单向阀不能通过)控制流量后进入到第一单作用液压缸5的第一缸盖53上的进油口53-1后进入到第一单作用液压缸5的第一缸体51内,从而推动第一活塞杆52向上运动,第一活塞杆52带动圆柱销定位装置2的第一柱塞22向上运动,第一柱塞22通过液性塑料9带动圆柱销21克服第一复位弹簧23的弹簧力向上运动,直至圆柱销21的径向限位部21-3a的上端面与工作台1的上面板11的左安装柱11-1的下端面相接触,此时圆柱销21的定位部21-1插入工件100的左侧相应的定位孔中实现圆柱销21对工件100的初定位。
第二路:第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3的油液进入二位二通电磁换向阀7-8的进油口7-8-1,二位二通电磁换向阀7-8的进油口7-8-1的油液通过该阀的内部通道(此时该阀处于下位,进油口7-8-1与出油口7-8-2相通)进入二位二通电磁换向阀7-8出油口7-8-2,二位二通电磁换向阀7-8出油口7-8-2的油液进入第二单向调速阀7-11的进油口7-11-1,第二单向调速阀7-11进油口7-11-1的油液经过其内部的调速阀(单向阀不能通过)控制流量后进入到第二单作用液压缸6的第二缸盖63上的进油口63-1后进入到第二单作用液压缸6的第二缸体61内从而推动第二活塞杆62向上运动,第二活塞杆62带动菱形销定位装置3的第二柱塞32向上运动,第二柱塞32通过液性塑料9带动菱形销31克服第二复位弹簧33的弹簧力向上运动,直至菱形销31的径向限位部31-3a的上端面与工作台1的上面板11的右安装柱11-2的下端面相接触,此时菱形销31的定位部31-1插入工件100的右侧相应的定位孔中实现菱形销31对工件100的初定位。此时第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3的油液压力为2MPa,顺序阀7-7调定的压力为9MPa,顺序阀7-7不打开。
2、对工件100进行精确定位:
当圆柱销21和菱形销31对工件100初定位完成时,第一行程开关7-12和第二行程开关7-13均处于压下状态,行程开关的电触点闭合,发出电信号,此时第一行程开关7-12和第二行程开关7-13的电讯号共同使第一二位三通电磁换向阀7-5的电磁铁和二位二通电磁换向阀7-8的电磁铁得电。第一二位三通电磁换向阀7-5的电磁铁得电后,阀芯移动,第一二位三通电磁换向阀7-5换向,使其第二进油口7-5-2与出油口7-5-3相通,第一进油口7-5-1不通;二位二通电磁换向阀7-8的电磁铁得电后,阀芯移动,二位二通电磁换向阀7-8换向,其进油口7-8-1与出油口7-8-2不能相通。
此时,液压泵7-2的出油口7-2-2的油液直接进入第一二位三通电磁换向阀7-5的第二进油口7-5-2,不再经过减压阀7-4减压;此时由溢流阀7-11设定调节压力为8MPa至12MPa,本实施例的调节压力为10MPa。第一二位三通电磁换向阀7-5的第二进油口7-5-2的油液通过该阀的内部通道到达该阀的出油口7-5-3,第一二位三通电磁换向阀的出油口7-5-3的油液进入第二二位三通电磁换向阀7-6的进油口7-6-2,第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3的油液进入第一单向调速阀7-10的进油口7-10-1,第一单向调速阀7-10的进油口7-10-1的油液经过其内部的调速阀(单向阀不能通过)继续进入到第一单作用液压缸5的第一缸盖53上的进油口53-1后进入到第一单作用液压缸5的第一缸体51内,第一缸体51内的油液推动第一活塞杆52继续向上运动,第一活塞杆52带动第一柱塞22向上运动挤压液性塑料9,使液性塑料9产生25MPa至35MPa的压强,当第一缸体51内的油液压力为9MPa时,液性塑料9的压强为27MPa,从而液性塑料9使圆柱销21的定位部21-1产生相应的膨胀形变,利用其产生的径向膨胀形变,减少或消除圆柱销21的定位部21-1与工件100的左侧相应的定位孔之间的间隙,达到减少或消除工件定位误差的目的,实现精确定位。
当进入第一单作用液压缸5的第一缸体51内的油液的压力达到9MPa时,顺序阀7-7打开,第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3的油液进入顺序阀7-7的进油口7-7-1,顺序阀7-7的进油口7-7-1的油液通过该阀的内部通道到达顺序阀7-7的出油口7-7-2,顺序阀7-7的出油口7-7-2的油液进入第二单向调速阀7-11的进油口7-11-1,第二单向调速阀7-11的进油口7-11-1的油液经过其内部的调速阀(单向阀不能通过)进入到第二单作用液压缸6的第二缸盖63上的进油口63-1后进入到第二单作用液压缸6的第二缸体61内,第二缸体61内的油液推动第二活塞杆62继续向上运动,第二活塞杆62带动第二柱塞32向上运动挤压液性塑料9,使液性塑料9产生25MPa至35MPa的压强,当系统的压力为9MPa时,液性塑料9的压强为27MPa,从而液性塑料9使菱形销31产生相应的膨胀形变,利用其产生的径向膨胀形变,减少或消除菱形销31的定位部31-1与工件100的右侧相应的定位孔之间的间隙,达到减少工件转角误差的目的。当第二缸体61内的油液压力也达到9MPa时,进入第一缸体51和第二缸体61内的油液压力继续升高到溢流阀的调节压力10MPa时,使两定位销中的液性塑料9的压强继续升高至30MPa,两定位销与相应的定位孔之间的间隙继续减小或基本消除,实现精确定位。
当压力继电器7-9的进油口7-9-1的压力达到其设定压力10MPa时,压力继电器7-9发出电信号,由另外配备的相应的夹紧装置对工件100进行夹紧后再由相应的加工设备对工件100进行切削加工等操作。
3、解除对工件100的定位:
当对工件100相应的加工完成后,首先夹紧装置松开工件100,工件100松开动作完成后发出电信号,使第二二位三通电磁换向阀7-6和二位二通电磁换向阀7-8的电磁铁同时失电。第二二位三通电磁换向阀7-6失电后,阀芯在其复位弹簧的作用下移动,处于左位,使其进油口7-6-1堵死,出油口7-6-3与回油口7-6-2相通并与油箱7-1相通;二位二通电磁换向阀7-8失电后,阀芯在其复位弹簧的作用下移动,处于下位,使其进油口7-8-1与出油口7-8-2相通。
圆柱销定位装置2的第一复位弹簧23推动圆柱销21向下运动,圆柱销21通过其内部的液性塑料9推动第一柱塞22下移,第一柱塞22带动第一单作用液压缸5的第一活塞杆52下移。
第一单作用液压缸5的第一活塞杆52向下推动第一缸体51中油液进入第一缸盖53上的进油口53-1,进油口53-1的油液进入第一单向调速阀7-10的出油口7-10-2,出油口7-10-2的油液通过第一单向调速阀7-10内部的单向阀进入进油口7-10-1,第一单向调速阀7-10的进油口7-10-1的油液进入第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3,出油口7-6-3的油液通过第二二位三通电磁换向阀7-6的内部通道进入回油口7-6-2,第二二位三通电磁换向阀7-6的回油口7-6-2的油液流入油箱7-1。
同理,菱形销定位装置3的第二复位弹簧33带动菱形销31向下运动,菱形销31通过其内部的液性塑料9推动第二柱塞32下移,第二柱塞32带动第二单作用液压缸6的第二活塞杆62下移。
第二单作用液压缸6的第二活塞杆62向下推动第二缸体61中的油液进入第二缸盖63上的进油口63-1,进油口63-1的油液进入第二单向调速阀7-11的出油口7-11-2,出油口7-11-2的油液通过第二单向调速阀7-11内部的单向阀进入进油口7-11-1,第二单向调速阀7-11的进油口7-11-1的油液进入二位二通电磁换向阀7-8的出油口7-8-2,出油口7-8-2的油液通过二位二通电磁换向阀7-8的内部通道进入到二位二通电磁换向阀7-8的进油口7-8-1,进油口7-8-1的油液进入第二二位三通电磁换向阀7-6的出油口7-6-3,出油口7-6-3的油液通过第二二位三通电磁换向阀7-6的内部通道进入回油口7-6-2,第二二位三通电磁换向阀7-6的回油口7-6-2的油液流入油箱7-1。
从而圆柱销21和菱形销31逐步下移而脱离工件100的相应的定位孔而回到起始位,完成了一个精确定位工作循环。
以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以作出各种变换和变化,具体应用过程中还可以根据上述实施例的启发进行相应的改造,因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种一面两销精确定位系统,其特征在于:包括工作台(1)、圆柱销定位装置(2)、菱形销定位装置(3)和控制系统;控制系统包括第一动力装置和第二动力装置;
工作台(1)包括主箱体;主箱体包括上面板(11)、下底板(12)、左侧板(13)、右侧板(14);上面板(11)、左侧板(13)、下底板(12)和右侧板(14)依次相互连接成截面为矩形的具有腔体(16)的主箱体;上面板(11)的下侧左右两侧分别设有左安装柱(11-1)和右安装柱(11-2);左安装柱(11-1)沿上下向设有贯穿其和上面板(11)上下的左销孔(11-1-1),且左销孔(11-1-1)与腔体(16)相通;右安装柱(11-2)沿上下向设有贯穿其和上面板(11)上下的右销孔(11-2-1),右销孔(11-2-1)与腔体(16)相通;第一动力装置和第二动力装置均设置在主箱体中;
圆柱销定位装置(2)包括圆柱销(21)和第一柱塞(22);圆柱销(21)整体呈圆柱台阶状,直径由上至下逐渐增大;圆柱销(21)设有开口向下的柱塞孔(21a);圆柱销(21)自上而下依次分为定位部(21-1)、导向部(21-2)和复位弹簧座部(21-3);定位部(21-1)为薄壁结构;圆柱销(21)由其导向部(21-2)由下向上安装且滑动设置在左安装柱(11-1)中,且由复位弹簧座部(21-3)对圆柱销(21)向上运动时进行轴向的限位;第一柱塞(22)滑动密封设置在圆柱销(21)的柱塞孔(21a)中,且第一柱塞(22)与圆柱销(21)形成的密闭腔体中设有液性塑料(9);由第一动力装置带动第一柱塞(22)在圆柱销(21)的柱塞孔(21a)中运动,通过向上挤压液性塑料(9)使圆柱销(21)向上运动并将其定位部(21-1)插入工件(100)相应的定位孔中,在圆柱销(21)受到限位而停止向上运动后继续挤压液性塑料(9)使圆柱销(21)的定位部(21-1)产生相应的塑性形变而膨胀,减小圆柱销(21)与工件(100)上相应的定位孔之间的间隙;
菱形销定位装置(3)包括菱形销(31)和第二柱塞(32);菱形销(31)设有开口向下的柱塞孔(31a);菱形销(31)自上而下依次分为定位部(31-1)、导向部(31-2)和复位弹簧座部(31-3);定位部(31-1)呈菱形销状,定位部(31-1)为薄壁结构;菱形销(31)由其导向部(31-2)由下向上安装且滑动设置在右安装柱(11-2)中,且由复位弹簧座部(31-3)对菱形销(31)向上运动时进行轴向的限位;菱形销(31)的长轴方向与圆柱销(21)中心和菱形销(31)中心的连线方向相互垂直设置;第二柱塞(32)滑动密封设置在菱形销(31)的柱塞孔(31a)中,且第二柱塞(32)与菱形销(31)形成的密闭腔体中设有液性塑料(9);由第二动力装置带动第二柱塞(32)在菱形销(31)的柱塞孔(31a)中运动,通过向上挤压液性塑料(9)使菱形销(31)向上运动并将其定位部(31-1)插入工件(100)相应的定位孔中,在菱形销(31)受到限位而停止向上运动后继续挤压液性塑料(9)使菱形销(31)的定位部(31-1)产生相应的塑性形变而膨胀,减小菱形销(31)与工件(100)上相应的定位孔之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的一面两销精确定位系统,其特征在于:工作台(1)还包括左导套(17)和右导套(18);左导套(17)固定设置在上面板(11)的左销孔(11-1-1)中,右导套(18)固定设置在上面板(11)的右销孔(11-2-1)中;
圆柱销定位装置(2)还包括第一复位弹簧(23);圆柱销(21)为一体件,采用40Cr制成;圆柱销(21)的定位部(21-1)的上部设有导向倒角,该倒角的度数为8度-15度;导向部(21-2)的外径与工作台(1)的左导套(17)的孔径相对应;复位弹簧座部(21-3)包括径向限位部(21-3a)和轴向限位部(21-3b);圆柱销(21)由下向上安装且滑动设置在工作台(1)的左导套(17)中;第一复位弹簧(23)上部相应部位套在上面板(11)的左安装柱(11-1)上,下部相应部位套在复位弹簧座部(21-3)的径向限位部(21-3a)上,第一复位弹簧(23)位于工作台(1)的上面板(11)与复位弹簧座部(21-3)的轴向限位部(21-3b)之间处于压缩状态;
菱形销定位装置(3)还包括第二复位弹簧(33);菱形销(31)为一体件,采用40Cr制成;菱形销(31)的定位部(31-1)的上部设有导向倒角,该倒角的度数为8度-15度;导向部(31-2)的外径与工作台(1)的右导套(18)的孔径相对应;复位弹簧座部(31-3)包括径向限位部(31-3a)和轴向限位部(31-3b);菱形销(31)由下向上安装且滑动设置在工作台(1)的右导套(18)中;第二复位弹簧(33)上部相应部位套在上面板(11)的右安装柱(11-2)上,下部相应部位套在复位弹簧座部(31-3)的径向限位部(31-3a)上,第二复位弹簧(33)位于工作台(1)的上面板(11)与复位弹簧座部(31-3)的轴向限位部(31-3b)之间处于压缩状态。
3.根据权利要求2所述的一面两销精确定位系统,其特征在于:还包括导向装置(4);菱形销定位装置(3)的菱形销(31)的复位弹簧座部(31-3)的轴向限位部(31-3b)的外周上沿其轴向设有贯穿其上下的开口向右的周向限位槽(31-3b-1);导向装置(4)包括支座(41)和导向平键(42);支座(41)固定设置在工作台(1)的右侧板(14)上;导向平键(42)固定设置在支座(41)的左端上,由其轴线沿上下向设置,且位于菱形销定位装置(3)的菱形销(31)的复位弹簧座部(31-3)的轴向限位部(31-3b)的周向限位槽(31-3b-1)中,从而对菱形销(31)在周向上进行限位,防止其转动。
4.根据权利要求1至3之一所述的一面两销精确定位系统,其特征在于:圆柱销定位装置(2)的第一柱塞(22)上部设有第一密封圈槽组(22-1),第一密封圈槽组(22-1)包括1至2个左密封圈槽,各左密封圈槽中均设有相应的左密封圈;第一柱塞(22)还设有第一排气孔(22-3);第一排气孔(22-3)包括竖直段(22-3-1)和水平段(22-3-2);竖直段(22-3-1)为沿第一柱塞(22)的轴向设置在第一柱塞(22)的中部的盲孔,开口向上;水平段(22-3-2)为沿第一柱塞(22)的径向设置在第一柱塞(22)的下部的通孔,将竖直段(22-3-1)与外部相连通,且水平段(22-3-2)设有内螺纹;水平段(22-3-2)中设有相应的第一螺堵(22-4);
菱形销定位装置(3)的第二柱塞(32)上部设有第二密封圈槽组,第二密封圈槽组包括1至2个右密封圈槽,各个右密封圈槽中均设有相应的右密封圈;第二柱塞(32)还设有第二排气孔;第二排气孔包括竖直段和水平段;竖直段为沿第二柱塞(32)的轴向设置在第二柱塞(32)的中部的盲孔,开口向上;水平段为沿第二柱塞(32)的径向设置在第二柱塞(32)的下部的通孔,将竖直段与外部相连通,且水平段设有内螺纹;水平段中设有相应的第二螺堵。
5.根据权利要求1至3之一所述的一面两销精确定位系统,其特征在于:工作台(1)的主箱体为铸造一体,主箱体还包括中间加强筋板(15);中间加强筋板(15)沿前后向铅垂设置在上面板(11)的中部与下底板(12)的中部之间,中间加强筋板(15)将腔体(16)分为左腔体(16-1)和右腔体(16-2);下底板(12)左右两侧分别设有左下安装孔(12-1)和右下安装孔(12-2);左下安装孔(12-1)和右下安装孔(12-2)均沿上下向贯穿下底板(12)上下;左下安装孔(12-1)与左腔体(16-1)相通,且与左销孔(11-1-1)同轴;右下安装孔(12-2)与右腔体(16-2)相通,且与右销孔(11-2-1)同轴;右侧板(14)的上部上设有贯穿其左右的右通孔(14-1);前封板固定设置在主箱体的前侧上,且从前方向后将腔体(16)罩住;后封板固定设置在主箱体的后侧上,且从后方向前将腔体(16)罩住;下底板(12)上设有2个油管孔,2个油管孔分别与左腔体(16-1)和右腔体(16-2)相通。
6.根据权利要求5所述的一面两销精确定位系统,其特征在于:控制系统还包括液压控制系统(7);
圆柱销定位装置(2)的第一柱塞(22)下部设有连接部(22-2);连接部(22-2)呈上小下大的圆柱台阶状,连接部(22-2)的下部设有外螺纹;
菱形销定位装置(3)的第二柱塞(32)下部设有连接部;连接部呈上小下大的圆柱台阶状,连接部的下部设有外螺纹;
第一动力装置为第一单作用液压缸(5);第一单作用液压缸(5)包括第一缸体(51)、第一活塞杆(52)和第一缸盖(53);第一单作用液压缸(5)由其第一缸体(51)固定设置在工作台(1)的下底板(12)上,且其第一缸体(51)的相应部位位于左液压缸安装孔(12-1)中;第一缸体(51)的上部设有第一泄漏油口(51-1);第一活塞杆(52)整体呈上小下大的圆柱台阶状;第一活塞杆(52)的上部中央设有开口向上的上小下大的阶梯孔(52-1);第一活塞杆(52)的上端前后两侧对称设有经过切削后形成的两夹持平面(52-2);第一活塞杆(52)的下部设有第一活塞杆密封槽(52-3);第一活塞杆密封槽(52-3)中设有相应的第一Y型密封圈;第一活塞杆(52)的下部相应部位滑动密封设置在第一缸体(51)中,第一活塞杆(52)的上部相应部位向上伸出第一缸体(51)外,位于左腔体(16-1)中,且与圆柱销定位装置(2)的第一柱塞(22)同轴;阶梯孔(52-1)的位于上侧的孔径较小的孔段设有与圆柱销定位装置(2)的第一柱塞(22)的连接部(22-2)的下部外螺纹相配合的内螺纹;圆柱销定位装置(2)的第一柱塞(22)的连接部(22-2)的下部旋合过第一活塞杆(52)的阶梯孔(52-1)的上部孔段后位于阶梯孔(52-1)的下侧的孔径较大的孔段中,从而通过第一活塞杆(52)的上下运动带动第一柱塞(22)在圆柱销(21)中上下运动并挤压第一柱塞(22)与圆柱销21形成的密闭腔体中设置的液性塑料(9),使圆柱销(21)的定位部(21-1)产生相应的形变;第一缸盖(53)密闭固定设置在第一缸体(51)的下端上;第一缸盖(53)上设有进油口(53-1);第一缸盖(53)的进油口(53-1)与液压控制系统(7)管路连接;
第二动力装置为第二单作用液压缸(6);第二单作用液压缸(6)包括第二缸体(61)、第二活塞杆(62)和第二缸盖(63);第二单作用液压缸(6)由其第二缸体(61)固定设置在工作台(1)的下底板(12)上,且其第二缸体(61)的相应部位位于右液压缸安装孔(12-2)中;第二缸体(61)的上部设有第二泄漏油口(61-1);第二活塞杆(62)整体呈上小下大的圆柱台阶状;第二活塞杆(62)的上部中央设有开口向上的上小下大的阶梯孔(62-1);第二活塞杆(62)的上端前后两侧对称设有经过切削后形成的两夹持平面;第二活塞杆(62)的下部设有第二活塞杆密封槽;第二活塞杆密封槽中设有相应的第二Y型密封圈;第二活塞杆(62)的下部相应部位滑动密封设置在第二缸体(61)中,第二活塞杆(62)的上部相应部位向上伸出第二缸体(61)外,位于右腔体(16-2)中,且与菱形销定位装置(3)的第二柱塞(32)同轴;阶梯孔(62-1)的位于上侧的孔径较小的孔段设有与菱形销定位装置(3)的第二柱塞(32)的连接部的下部外螺纹相配合的内螺纹;菱形销定位装置(3)的第二柱塞(32)的连接部的下部旋合过第二活塞杆(62)的阶梯孔(62-1)的上部孔段后位于阶梯孔(62-1)的下侧的孔径较大的孔段中,从而通过第二活塞杆(62)的上下运动带动第二柱塞(32)在菱形销(31)中上下运动并挤压第二柱塞( 32)与菱形销(31)形成的密闭腔体中设置的液性塑料(9),使菱形销(31)的定位部(31-1)产生相应的形变;第二缸盖(63)密闭固定设置在第二缸体(61)的下端上;第二缸盖(63)上设有进油口(63-1);第二缸盖(63)的进油口(63-1)与液压控制系统(7)管路连接。
7.根据权利要求6所述的一面两销精确定位系统,其特征在于:液压控制系统(7)包括油箱(7-1)、液压泵(7-2)、溢流阀(7-3)、减压阀(7-4)、第一二位三通电磁换向阀(7-5)、第二二位三通电磁换向阀(7-6)、顺序阀(7-7)、二位二通电磁换向阀(7-8)、压力继电器(7-9)、第一单向调速阀(7-10)、第二单向调速阀(7-11)、第一行程开关(7-12)和第二行程开关(7-13);
油箱(7-1)中设有吸油管(7-1-1);液压泵(7-2)具有吸油口(7-2-1)和出油口(7-2-2);
溢流阀(7-3)具有进油口(7-3-1)和出油口(7-3-2);
减压阀(7-4)具有进油口(7-4-1)和出油口(7-4-2);
第一二位三通电磁换向阀(7-5)具有第一进油口(7-5-1)、第二进油口(7-5-2)和出油口(7-5-3);
第二二位三通电磁换向阀(7-6)具有进油口(7-6-1)、回油口(7-6-2)和出油口(7-6-3);
顺序阀(7-7)具有进油口(7-7-1)和出油口(7-7-2);
二位二通电磁换向阀(7-8)具有进油口(7-8-1)和出油口(7-8-2);
压力继电器(7-9)具有进油口(7-9-1);
第一单向调速阀(7-10)具有进油口(7-10-1)和出油口(7-10-2);
第二单向调速阀(7-11)具有进油口(7-11-1)和出油口(7-11-2);
油箱(7-1)通过其吸油管(7-1-1)与液压泵(7-2)的吸油口(7-2-1)管路连接;
从液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)出来的油液分为三路;第一路,液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)管路连接第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第二进油口(7-5-2);第二路,液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)管路连接溢流阀(7-3)的进油口(7-3-1),液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)经液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)与第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第二进油口(7-5-2)之间的管路与溢流阀(7-3)的进油口(7-3-1)连接;第三路,液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)管路连接减压阀(7-4)的进油口(7-4-1);液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)经液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)与第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第二进油口(7-5-2)之间的管路与减压阀(7-4)的进油口(7-4-1)连接;减压阀(7-4)的出油口(7-4-2)管路连接第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第一进油口(7-5-1);
溢流阀(7-3)的出油口(7-3-2)管路连接油箱(7-1);
第一二位三通电磁换向阀(7-5)的出油口(7-5-3)管路连接第二二位三通电磁换向阀(7-6)的进油口(7-6-1);第二二位三通电磁换向阀(7-6)的回油口(7-6-2)管路连接油箱(7-1);
第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)出来的油液分为三路;第一路,第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)管路连接第一单向调速阀(7-10)的进油口(7-10-1);第二路,第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)管路连接顺序阀(7-7)的进油口(7-7-1),第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)经第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)与第一单向调速阀(7-10)的进油口(7-10-1)之间的管路与顺序阀(7-7)的进油口(7-7-1)连接;第三路,第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)管路连接二位二通电磁换向阀(7-8)的进油口(7-8-1),第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)经第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)与第一单向调速阀(7-10)的进油口(7-10-1)之间的管路与二位二通电磁换向阀(7-8)的进油口(7-8-1)连接;
顺序阀(7-7)的出油口(7-7-2)管路连接第二单向调速阀(7-11)的进油口(7-11-1);二位二通电磁换向阀(7-8)的出油口(7-8-2)管路连接在顺序阀(7-7)的出油口(7-7-2)与第二单向调速阀(7-11)的进油口(7-11-1)之间的管路上;压力继电器(7-9)的进油口(7-9-1)管路连接在顺序阀(7-7)的出油口(7-7-2)与第二单向调速阀(7-11)的进油口(7-11-1)之间的管路上;
第一单向调速阀(7-10)的出油口(7-10-2)管路连接第一单作用液压缸(5)的第一缸盖(53)的进油口(53-1);
第二单向调速阀(7-11)的出油口(7-11-2)管路连接第二单作用液压缸(6)的第二缸盖(63)的进油口(63-1);
第一单作用液压缸(5)的第一缸体(51)的第一泄漏油口(51-1)管路连接油箱(7-1);
第二单作用液压缸(6)的第二缸体(61)的第二泄漏油口(61-1)管路连接油箱(7-1);
第一行程开关(7-12)固定设置在工作台(1)的左侧板(13)的右侧上,位于圆柱销定位装置(2)的圆柱销(21)的左侧,第一行程开关(7-12)处于未被压下状态;第二行程开关(7-13)固定设置在工作台(1)的上面板(11)的下侧上,位于菱形销定位装置(3)的菱形销(31)的左侧,第二行程开关(7-13)处于未被压下状态。
8.一种一面两销精确定位系统的控制方法,其特征在于:采用的一面两销精确定位系统为权利要求7所述一面两销精确定位系统;其步骤为:
①对工件(100)进行初定位:第一行程开关(7-12)和第二行程开关(7-13)均处于未被压下状态;使第二二位三通电磁换向阀(7-6)的电磁铁得电,阀芯移动,第二二位三通电磁换向阀(7-6)换向,使其进油口(7-6-1)与出油口(7-6-3)相通,回油口(7-6-2)通油箱(7-1);
液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)的油液进入减压阀(7-4)的进油口(7-4-1),经减压阀(7-4)减压后的压力为1.5MPa至3MPa;经减压阀(7-4)的出油口(7-4-2)进入第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第一进油口(7-5-1),第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第一进油口(7-5-1)的油液经过该阀的内部通道进入第一二位三通电磁换向阀(7-5)的出油口(7-5-3),第一二位三通电磁换向阀(7-5)出油口(7-5-3)的油液进入到第二二位三通电磁换向阀(7-6)的进油口(7-6-1),第二二位三通电磁换向阀(7-6)进油口(7-6-1)的油液通过该阀的内部通道进入到第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-2);第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-2)的油液分两路:
第一路:第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)的油液进入第一单向调速阀(7-10)的进油口(7-10-1),第一单向调速阀(7-10)进油口(7-10-1)的油液经过其内部的调速阀控制流量后进入到第一单作用液压缸(5)的第一缸盖(53)上的进油口(53-1)后进入到第一单作用液压缸(5)的第一缸体(51)内,从而推动第一活塞杆(52)向上运动,第一活塞杆(52)带动圆柱销定位装置(2)的第一柱塞(22)向上运动,第一柱塞(22)通过液性塑料(9)带动圆柱销(21)克服第一复位弹簧(23)的弹簧力向上运动,直至圆柱销(21)的径向限位部(21-3a)的上端面与工作台(1)的上面板(11)的左安装柱(11-1)的下端面相接触,此时圆柱销(21)的定位部(21-1)插入工件(100)的左侧相应的定位孔中实现圆柱销(21)对工件(100)的初定位;
第二路:第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)的油液进入二位二通电磁换向阀(7-8)的进油口(7-8-1),二位二通电磁换向阀(7-8)的进油口(7-8-1)的油液通过该阀的内部通道进入二位二通电磁换向阀(7-8)出油口(7-8-2),二位二通电磁换向阀(7-8)出油口(7-8-2)的油液进入第二单向调速阀(7-11)的进油口(7-11-1),第二单向调速阀(7-11)进油口(7-11-1)的油液经过其内部的调速阀控制流量后进入到第二单作用液压缸(6)的第二缸盖(63)上的进油口(63-1)后进入到第二单作用液压缸(6)的第二缸体(61)内从而推动第二活塞杆(62)向上运动,第二活塞杆(62)带动菱形销定位装置(3)的第二柱塞(32)向上运动,第二柱塞(32)通过液性塑料(9)带动菱形销(31)克服第二复位弹簧33的弹簧力向上运动,直至菱形销(31)的径向限位部(31-3a)的上端面与工作台(1)的上面板(11)的右安装柱(11-2)的下端面相接触,此时菱形销(31)的定位部(31-1)插入工件(100)的右侧相应的定位孔中实现菱形销(31)对工件(100)的初定位;此时第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)的油液压力与减压阀(7-4)的出油口(7-4-2)的压力相同,顺序阀(7-7)调定的压力为9MPa,顺序阀(7-7)不打开;
②对工件(100)进行精确定位:当圆柱销(21)和菱形销(31)对工件(100)初定位完成时,第一行程开关(7-12)和第二行程开关(7-13)均处于压下状态,行程开关的电触点闭合,发出电信号,此时第一行程开关(7-12)和第二行程开关(7-13)的电讯号共同使第一二位三通电磁换向阀(7-5)的电磁铁和二位二通电磁换向阀(7-8)的电磁铁得电;第一二位三通电磁换向阀(7-5)的电磁铁得电后,阀芯移动,第一二位三通电磁换向阀(7-5)换向,使其第二进油口(7-5-2)与出油口(7-5-3)相通,第一进油口(7-5-1)不通;二位二通电磁换向阀(7-8)的电磁铁得电后,阀芯移动,二位二通电磁换向阀(7-8)换向,其进油口(7-8-1)与出油口(7-8-2)不能相通;
此时,液压泵(7-2)的出油口(7-2-2)的油液直接进入第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第二进油口(7-5-2),不再经过减压阀(7-4)减压;此时由溢流阀(7-3)设定调节压力为8MPa至12MPa;第一二位三通电磁换向阀(7-5)的第二进油口(7-5-2)的油液通过该阀的内部通道到达该阀的出油口(7-5-3),第一二位三通电磁换向阀的出油口(7-5-3)的油液进入第二二位三通电磁换向阀(7-6)的进油口(7-6-2),第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)的油液进入第一单向调速阀(7-10)的进油口(7-10-1),第一单向调速阀(7-10)的进油口(7-10-1)的油液经过其内部的调速阀继续进入到第一单作用液压缸(5)的第一缸盖(53)上的进油口(53-1)后进入到第一单作用液压缸(5)的第一缸体(51)内,第一缸体(51)内的油液推动第一活塞杆(52)继续向上运动,第一活塞杆(52)带动第一柱塞(22)向上运动挤压液性塑料(9),使液性塑料(9)产生25MPa至35MPa的压强,从而液性塑料(9)使圆柱销(21)的定位部(21-1)产生相应的膨胀形变,利用其产生的径向膨胀形变,减少或消除圆柱销(21)的定位部(21-1)与工件(100)的左侧相应的定位孔之间的间隙,实现精确定位;
当进入第一单作用液压缸(5)的第一缸体(51)内的油液的压力小于溢流阀(7-3)设定的调节压力1至2MPa时,顺序阀(7-7)打开,第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3)的油液进入顺序阀(7-7)的进油口(7-7-1),顺序阀(7-7)的进油口(7-7-1)的油液通过该阀的内部通道到达顺序阀(7-7)的出油口(7-7-2),顺序阀(7-7)的出油口(7-7-2)的油液进入第二单向调速阀(7-11)的进油口(7-11-1),第二单向调速阀(7-11)的进油口(7-11-1)的油液经过其内部的调速阀进入到第二单作用液压缸(6)的第二缸盖(63)上的进油口(63-1)后进入到第二单作用液压缸(6)的第二缸体(61)内,第二缸体(61)内的油液推动第二活塞杆(62)继续向上运动,第二活塞杆(62)带动第二柱塞(32)向上运动挤压液性塑料(9),使液性塑料(9)产生25MPa至35MPa的压强,从而液性塑料(9)使菱形销(31)产生相应的膨胀形变,利用其产生的径向膨胀形变,减少或消除菱形销(31)的定位部(31-1)与工件(100)的右侧相应的定位孔之间的间隙;当第二缸体(61)内的油液压力与第一缸体(51)内的油液的压力相同时,进入第一缸体(51)和第二缸体(61)内的油液压力继续升高到溢流阀的调节压力时,最终使两定位销中的液性塑料(9)的压强继续升高至相应压力,两定位销与相应的定位孔之间的间隙继续减小或消除,实现精确定位;
当压力继电器(7-9)的进油口(7-9-1)的压力达到其设定压力也即与溢流阀的调节压力相同时,压力继电器(7-9)发出电信号,由另外配备的相应的夹紧装置对工件(100)进行夹紧后再由相应的加工设备对工件(100)进行切削加工操作;
③解除对工件(100)的定位:当对工件(100)相应的加工完成后,首先夹紧装置松开工件(100),工件(100)松开动作完成后发出电信号,使第二二位三通电磁换向阀(7-6)和二位二通电磁换向阀(7-8)的电磁铁同时失电;第二二位三通电磁换向阀(7-6)失电后,阀芯在其复位弹簧的作用下移动,处于左位,使其进油口(7-6-1)堵死,出油口(7-6-3)与回油口(7-6-2)相通并与油箱(7-1)相通;二位二通电磁换向阀(7-8)失电后,阀芯在其复位弹簧的作用下移动,处于下位,使其进油口(7-8-1)与出油口(7-8-2)相通;
圆柱销定位装置(2)的第一复位弹簧(23)推动圆柱销(21)向下运动,圆柱销(21)通过其内部的液性塑料(9)推动第一柱塞(22)下移,第一柱塞(22)带动第一单作用液压缸(5)的第一活塞杆(52)下移;
第一单作用液压缸(5)的第一活塞杆(52)向下推动第一缸体(51)中油液进入第一缸盖(53)上的进油口(53-1),进油口(53-1)的油液进入第一单向调速阀(7-10)的出油口(7-10-2),出油口(7-10-2)的油液通过第一单向调速阀(7-10)内部的单向阀进入进油口(7-10-1),第一单向调速阀(7-10)的进油口(7-10-1)的油液进入第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3),出油口(7-6-3)的油液通过第二二位三通电磁换向阀(7-6)的内部通道进入回油口(7-6-2),第二二位三通电磁换向阀(7-6)的回油口(7-6-2)的油液流入油箱(7-1);
菱形销定位装置(3)的第二复位弹簧(33)带动菱形销(31)向下运动,菱形销(31)通过其内部的液性塑料(9)推动第二柱塞(32)下移,第二柱塞(32)带动第二单作用液压缸(6)的第二活塞杆(62)下移;
第二单作用液压缸(6)的第二活塞杆(62)向下推动第二缸体(61)中的油液进入第二缸盖(63)上的进油口(63-1),进油口(63-1)的油液进入第二单向调速阀(7-11)的出油口(7-11-2),出油口(7-11-2)的油液通过第二单向调速阀(7-11)内部的单向阀进入进油口(7-11-1),第二单向调速阀(7-11)的进油口(7-11-1)的油液进入二位二通电磁换向阀(7-8)的出油口(7-8-2),出油口(7-8-2)的油液通过二位二通电磁换向阀(7-8)的内部通道进入到二位二通电磁换向阀(7-8)的进油口(7-8-1),进油口(7-8-1)的油液进入第二二位三通电磁换向阀(7-6)的出油口(7-6-3),出油口(7-6-3)的油液通过第二二位三通电磁换向阀(7-6)的内部通道进入回油口(7-6-2),第二二位三通电磁换向阀(7-6)的回油口(7-6-2)的油液流入油箱(7-1);
从而圆柱销(21)和菱形销(31)逐步下移而脱离工件(100)的相应的定位孔而回到起始位,完成了一个精确定位工作循环。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160511 Termination date: 20200428 |