CN105397518A - 数字化定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化定位系统，包括定位锁紧系统主体和锁紧法兰，定位锁紧系统主体中设置于壳体内的定位机构和锁紧机构与控制系统相连接，定位机构包括设置于壳体内部的定位柱套，梯形螺杆的一端安装轴承并通过联轴器与电机连接，另一端与定位销固定连接，锁紧机构的回转支承与夹爪连接盘固定设置于定位销出销一端的外侧，导杆一端穿过锁紧爪并固定于夹爪上，另一端由螺母固定，锁紧爪与夹爪之间设置碟簧，齿轮与锁紧驱动电机连接，接近开关设置于定位柱套内壁及壳体与回转支承之间的定位柱套外部法兰上，锁紧法兰底缘形状与锁紧爪的数量配合，系统工作时锁紧法兰可以进入到夹爪连接盘的内部，并压紧到定位柱套的端面上。

Description

数字化定位系统

技术领域

本发明涉及一种数字化锁紧、定位系统，特别是一种在加工装配时对设备进行数字化锁紧、定位的系统。

背景技术

在加工装配中，考虑安全性及使用可靠性要求，有很多设备部件需要进行锁紧、定位。目前普遍采用机械式锁紧装置，其使用广泛，且可靠性高。

机械式锁紧装置的结构类型很多,但其工作原理基本是相同的。按其功能可分为:普通拆装锁紧装置与快速拆装锁紧装置。普通拆装锁紧装置装拆费力、费时、不安全,现在很少采用。为了更好地解决固定部件和移动部件之间的快速拆装锁紧问题，越来越多的锁紧装置被应用到加工装配中，其中最经济实用，且效果较好的方法的就是在两部件之间插上直销来实现定位。直销虽然能保证机构在运动方向上的定位，但现有的锁紧装置只能进行单一的定位或者锁紧，而且目前大多都采用手动插销的方式，这样不仅浪费人力物力，还存在一定的安全隐患。针对以上提到的快速拆装锁紧装置存在的问题，本发明旨在设计一种结构简单，自动化程度高，既便于拆卸又安全可靠的数字化定位系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种精度高，集成化程度高，多功能化的数字化定位系统。为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的数字化定位系统，包括定位锁紧系统主体和锁紧法兰，所述定位锁紧系统主体中设置于壳体内的定位机构和锁紧机构与控制系统相连接，所述控制系统包括定位驱动电机、锁紧驱动电机和接近开关，所述定位驱动电机通过联轴器与定位机构连接，所述定位机构包括设置于壳体内部的定位柱套，定位柱套与联轴器连接的一端设有轴承装置，梯形螺杆的一端安装轴承并通过联轴器与电机联接，另一端与定位销固定连接，所述锁紧驱动电机与锁紧机构连接，锁紧机构的回转支承与夹爪连接盘固定设置于定位销出销一端的外侧，夹爪连接盘上设有两个以上的锁紧爪，导杆一端穿过锁紧爪并固定于夹爪上，另一端由螺母固定，锁紧爪与夹爪之间设置碟簧，所述回转支承与齿轮相啮合，齿轮与锁紧驱动电机连接，设置于定位柱套内壁的接近开关为两个以上，设置于壳体与回转支承之间的轴承外壁上的接近开关为两个，所述回转支承上设有开关触发顶板，所述锁紧法兰底缘形状与锁紧爪的数量相配合，系统工作时锁紧法兰可以进入到夹爪连接盘的内部，并通过锁紧机构将其压紧到定位柱套的端面上。

本发明自动化程度高，可靠性强，操作安全。系统初始状态时，接近开关发出位置信号，由定位驱动电机驱动定位机构，定位销穿过锁紧法兰，完成导向定位后，接近开关发出信号，锁紧驱动电机驱动锁紧机构，对锁紧法兰进行锁紧，此时，系统处于锁紧状态，接近开关再次发出信号，定位驱动电机驱动定位机构的定位销继续向前运动完成整个定位锁紧过程。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的图1的俯视图。

图4是本发明的图1的E-E剖面图。

图5是本发明的图3的F-F剖面图。

图6是本发明的回转支承逆时针旋转70°之后的示意图。

图7是本发明的锁紧法兰的立体图。

图8是本发明定位销伸出状态的立体图。

图9是本发明进行定位锁紧过程的流程图。

图10是本发明进行解锁过程的流程图。

其中：1、定位销；2、梯形螺杆；3、定位柱套；4、回转支承；5、夹爪连接盘；6、锁紧爪；7、碟簧；8、导杆；9、夹爪；10、螺母；11、接近开关一；12、接近开关二；13、接近开关三；14、联轴器；15、锁紧法兰；16、螺母；17、双向推力轴承；18、深沟球轴承；19、壳体；20、定位驱动电机；21、齿轮；22、锁紧驱动电机；23、机械限位块；24、接近开关四；25、接近开关五；26、开关触发顶板。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。参见图2，为本发明数字化定位系统的结构示意图，本发明的数字化定位系统，包括定位锁紧系统主体和锁紧法兰15，定位锁紧系统主体中的定位机构包括设置于壳体19内部的定位柱套3，定位柱套3与联轴器14连接的一端设有轴承装置，如图2所示，该轴承装置可由双向推力轴承17和深沟球轴承18组装而成，梯形螺杆2的一端安装在轴承装置上，另一端与定位销1之间用螺母16固定连接，定位机构通过联轴器14与定位驱动电机20相连，如图2、3、4、5所示，控制系统中的接近开关一11、接近开关二12和接近开关三13均设置于定位柱套的顶部，接近开关四24和接近开关五25设置于壳体19与回转支承4之间的定位柱套外部法兰上，开关触发顶板26设置于回转支承4上，与接近开关四24或接近开关五25接近时，可触发。

锁紧机构中的回转支承4与夹爪连接盘5相配合固定，并设置于定位销1朝向锁紧法兰出销一端的外侧，夹爪连接盘5上设有两个以上的锁紧爪6，导杆8一端穿过锁紧爪并固定于夹爪9上，另一端由螺母10固定，锁紧爪6与夹爪9之间设置碟簧7，确定定位锁紧系统主体与被锁紧装置间所需力的大小，设为F，则碟簧形变产生的力P：

P=

根据所设置的锁紧爪的数量n，可知当整个系统锁紧时单个锁紧爪所需的锁紧力为；则当每个碟簧形变所产生的力大于等于时，便可以对锁紧法兰锁紧，设定每一组碟簧的碟簧数量为x，则碟簧组形变产生的力为，

，即

本发明实施例的锁紧爪为三个，根据以上计算，可得出锁紧爪所需力的大小，根据该力的大小，确定接近开关五25与接近开关四24的位置。回转支承4与齿轮21相啮合，齿轮21与锁紧驱动电机22连接。

锁紧法兰15可根据锁紧爪6的数量设定不同形状的底缘，如图4和图7所示，锁紧法兰15的底缘形状与三个锁紧爪6相配合，使锁紧法兰15可以进入到夹爪连接盘5的内部，并通过锁紧机构将其压紧到定位柱套3的端面上，如图4所示，锁紧法兰15底缘上设有机械限位块23，可在回转支承4逆时针旋转时，起限位、固定作用。

使用时，将定位锁紧系统主体和锁紧法兰分别安装到两台需要定位连接的设备上，将锁紧法兰15安装到夹爪连接盘5的内部，并通过锁紧机构将其压紧到定位柱套3的端面上；操作前，确定锁紧所需力的大小，调整碟簧数量与压缩量，由上述公式分析可知，需确保碟簧形变力；锁紧法兰15与锁紧爪6的位置如图4所示。

参见图9，本系统的控制过程如下：

初始状态时，定位机构中的定位销1处于缩回状态，此时接近开关一11被触发，同时，接近开关四24被触发，系统控制定位驱动电机20开始工作，梯形螺杆2旋转并带动定位销1向锁紧法兰15的方向运动，当定位销1运动到接近开关二12处时，接近开关二12被触发，系统控制定位驱动电机20停止工作，定位销1停止前进，此时定位锁紧系统主体处于定位导向状态，同时命令锁紧驱动电机22开始工作，锁紧驱动电机22驱动齿轮21转动，通过齿轮21传动回转支承4和夹爪连接盘5做逆时针转动，当回转支承4上的开关触发顶板旋转到接近开关五25处时，开关触发顶板26被触发，锁紧爪6与锁紧法兰15底缘相接触并压紧，如本发明实施例图6所示，锁紧爪6旋转70°后与锁紧法兰15底缘相接触并由机械限位块23固定，此时系统完成锁紧过程，开关触发顶板25被触发后系统控制锁紧驱动电机22停止工作，并控制定位驱动电机20再次工作，驱动定位销1继续向锁紧法兰15方向运动，当定位销1运动到接近开关三13处时，系统控制定位驱动电机20停止工作，此时本系统完成整个定位锁紧工作。

解锁时，接近开关三13和接近开关五25处于触发状态，系统控制定位驱动电机20开始工作，定位销1缩回，当定位销1运动至接近开关一11处时，接近开关一11被触发，定位驱动电机20停止工作，系统控制锁紧驱动电机22开始工作，锁紧驱动电机22驱动齿轮21转动，通过齿轮21传动回转支承4和夹爪连接盘5做顺时针转动，当开发触发顶板26运动至接近开关四24处时，开发触发顶板26被触发，系统控制锁紧驱动电机22停止工作，系统完成解锁工作。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (10)

1.一种数字化定位系统，其特征在于：包括定位锁紧系统主体和锁紧法兰（15），所述定位锁紧系统主体中设置于壳体（19）内的定位机构和锁紧机构与控制系统相连接，所述控制系统包括定位驱动电机（20）、锁紧驱动电机（22）和接近开关，所述定位驱动电机（20）通过联轴器（14）与定位机构连接，所述定位机构包括设置于壳体内部的定位柱套（3），定位柱套（3）内部有定位销（1），梯形螺杆（2）一端与定位销（1）连接，另一端装有轴承并通过联轴器（14）与驱动电机连接，所述锁紧驱动电机（22）与锁紧机构连接，锁紧机构的回转支承（4）与夹爪连接盘（5）固定设置于定位销（1）出销一端的外侧，夹爪连接盘（5）上设有两个以上的锁紧爪（6），导杆（8）一端穿过锁紧爪（6）并固定于夹爪（9）上，另一端由螺母（10）固定，锁紧爪（6）与夹爪（9）之间设置碟簧（7），所述回转支承（4）与齿轮（21）相啮合，齿轮（21）与锁紧驱动电机（22）连接，有两个以上的接近开关设置于定位柱套（3）的内壁上，设置于壳体（19）与回转支承（4）之间的定位柱套外部法兰上的接近开关有两个，所述回转支承（4）上设有开关触发顶板（26），所述锁紧法兰（15）底缘形状与锁紧爪（6）的数量相配合，锁紧法兰（15）可进入到夹爪连接盘（5）的内部，并通过锁紧机构将其压紧到定位柱套（3）的端面上。

2.如权利要求1所述的数字化定位系统，所述锁紧爪（6）的数量为n，定位锁紧系统主体与被锁紧装置间所需力的大小为F，每个碟簧形变所产生的力大于等于。

3.如权利要求2所述的数字化定位系统，所述锁紧爪（6）的数量为3个。

4.如权利要求1至3所述的数字化定位系统，所述锁紧法兰（15）底缘上设有机械限位块（23）。

5.如权利要求1至3所述的数字化定位系统，所述锁紧爪（6）逆时针旋转70°，锁紧法兰（15）被锁紧。

6.如权利要求4所述的数字化定位系统，所述锁紧爪（6）逆时针旋转70°，锁紧法兰（15）被锁紧。

7.如权利要求1至3所述的数字化定位系统，所述轴承装置由双向推力轴承（17）和深沟球轴承（18）组成。

8.如权利要求4所述的的数字化定位系统，所述轴承装置由双向推力轴承（17）和深沟球轴承（18）组成。

9.如权利要求5所述的数字化定位系统，所述轴承装置由双向推力轴承（17）和深沟球轴承（18）组成。

10.一种利用权利要求1所述的数字化定位系统进行锁紧定位的方法，其特征在于：初始状态时，接近开关一（11）和接近开关四（24）被触发，定位驱动电机（20）开始工作，定位机构向前运动，当运动至接近开关二（12）处时，定位机构停止工作，锁紧机构开始工作，当锁紧机构运动至接近开关五（25）处时，锁紧机构停止工作，定位机构再次工作，当定位机构运动至接近开关三（13）处时，定位机构停止工作。