CN105598306B - 一种自适应板料定位机构 - Google Patents

一种自适应板料定位机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自适应板料定位机构，属于机床技术领域。该定位机构的板料承载平台的一侧边沿设有供板料抵靠的定位挡边，板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿设有羊角架，羊角架所在平面平行于板料承载平台的顶面，羊角架的角部连接有垂直于板料承载平台顶面的羊角架铰轴，羊角架铰轴的下端铰接在羊角架驱动块上；羊角架的两个端头分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的羊角架滚轮轴，羊角架滚轮轴上分别安装有羊角架滚轮。羊角架驱动块支撑于X1导轨上并可沿X1导轨平移，X1导轨固定于板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿。板料承载平台的两边沿分别设有X曲柄和Y曲柄。该定位机构能够对异形板材进行可靠定位。

Description

一种自适应板料定位机构
技术领域
本发明涉及一种机床，特别涉及一种自适应板料定位机构，属于机床技术领域。
背景技术
金属板料零件在进行冲孔、激光切割、折弯加工前必须进行精确定位。传统的板料定位机构包括板料承载平台，板料承载平台上均匀分布有多个滚动钢球以减小板料移动时的摩擦力,板料承载平台相互垂直的两条边分别设有供板料边沿抵靠的定位挡边，板料被置于板料承载平台上后，被推向定位挡边，直至板料边沿抵靠在定位挡边上，从而使板料获得定位。
传统的板料定位机构存在如下不足之处：1.必须依靠直角边进行定位，如果板料零件为任意形状时就不能实现稳定定位。2.当板料零件的尺寸和形状发生变化时，必须对定位装置进行重新调整和设置，这就导致自动化生产线在加工不同零件时，必须停机操作，严重影响生产效率；3.如图1所示，如果板料零件的某个角首先接触到定位挡边2时（定位挡指可以移动），定位挡边和定位挡指与板料之间会产生摩擦力f，容易出现作用于板料的合力的作用线在摩擦角之内产生自锁现象，导致板料被卡死不能沿定位挡边和定位挡指滑动，也就使得板料的定位失败。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种自适应板料定位机构，能够对异形板材进行可靠定位。
为解决以上技术问题，本发明的一种自适应板料定位机构，包括板料承载平台，所述板料承载平台的一侧边沿设有供板料抵靠的定位挡边，所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿设有羊角架，所述羊角架所在平面平行于所述板料承载平台的顶面，所述羊角架的角部连接有垂直于板料承载平台顶面的羊角架铰轴，所述羊角架铰轴的下端铰接在羊角架驱动块上；所述羊角架的两个端头分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的羊角架滚轮轴，所述羊角架滚轮轴上分别安装有羊角架滚轮。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：当板料的两条相邻边不相互垂直，而是呈锐角或钝角关系时，首先一条边被推靠在定位挡边上，当相邻边接触到羊角架的一个端头时，随着板料的继续推进，羊角架受力产生转动，直至羊角架的两个端头都与板料的边沿产生接触，此时羊角架不再转动，与定位挡边共同对板料形成可靠支撑。板料在向羊角架推进过程中，由于羊角架滚轮的作用，面向羊角架的板料边沿受到的沿该边沿方向的摩擦力极小，在羊角架的两个端头都接触板料边沿之前，该边沿受到的垂直于自身的力也很小，因此板料在该方向不会发生卡死现象，能够实现对不规则形状零件的精确定位。
作为本发明的改进，所述羊角架驱动块支撑于X1导轨上并可沿X1导轨平移，所述X1导轨固定于所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿。羊角架驱动块可以带着羊角架在X1导轨上调整位置，可以更好地适应不同批次板料的形状和尺寸的变化，在自动化生产线中，当加工不同零件时无需停机操作，自动化效率高，同时也不会出现卡死现象。X1定位机构具有沿X1导轨的单自由度，能够通过对其支撑位置的调整优化支撑定位。
作为本发明的改进，所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿上设有X驱动块，所述X驱动块上铰接有两根相互平行的X曲柄，两所述X曲柄的远端通过X连杆相连接，所述X连杆的中心铰接有垂直指向板料承载平台顶面的X连杆竖轴；其中一个X曲柄的根部铰接有X曲柄驱动气缸，所述X曲柄驱动气缸的活塞杆端部铰接在另一个X曲柄的中部。X曲柄驱动气缸的活塞杆伸出或缩回，可以驱动X曲柄在X驱动块上左右摆动，板料被放置在板料承载平台上后，X曲柄的远端向定位挡边方向摆动，当X连杆竖轴接触到板料的边沿时，将板料推向定位挡边，直至完全抵靠在定位挡边上获得定位。
作为本发明的进一步改进，所述X连杆竖轴的下端铰接有X定位推杆，所述X定位推杆平行于所述板料承载平台的顶面，所述X定位推杆的两端分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的X定位推杆滚轮轴，所述X定位推杆滚轮轴上分别安装有X定位推杆滚轮。X连杆竖轴产生的推力被传递到X定位推杆上，当X定位推杆的一个端头接触到板料边沿时，X定位推杆受力产生转动，直至X定位推杆的两个端头都与板料的边沿产生接触，此时X定位推杆不再转动，在X曲柄的推动下将板料推向定位挡边。在板料在向定位挡边推进过程中，面向X定位推杆的板料边沿受到的沿该边沿方向的摩擦力很小，在X定位推杆的两个端头都接触板料边沿之前，该边沿受到的垂直于自身的力也很小，因此板料在X方向不会发生卡死现象。X定位推杆的两个端头分别安装X定位推杆滚轮，便于沿板料边沿顺畅地滑动。
作为本发明的进一步改进，所述X驱动块支撑在X导轨上且可沿X导轨平移。X驱动块可以带着X定位机构在X导轨上调整位置，可以更好地适应不同批次板料的形状和尺寸的变化，使板料被推向定位挡边的受力状况更好，X定位推杆滚轮与板料的接触点位置动态可控，能够在在最优位置对板料进行支撑，定位更加稳定；且在自动化生产线中，当加工不同零件时无需停机操作，自动化效率高。
作为本发明的改进，所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿上设有Y驱动块，所述Y驱动块上铰接有两根相互平行的Y曲柄，两所述Y曲柄的远端通过Y连杆相连接，所述Y连杆的中心铰接有垂直指向板料承载平台顶面的Y连杆竖轴；其中一个Y曲柄的根部铰接有Y曲柄驱动气缸，所述Y曲柄驱动气缸的活塞杆端部铰接在另一个Y曲柄的中部。Y曲柄驱动气缸的活塞杆伸出或缩回，可以驱动Y曲柄在Y驱动块上左右摆动，板料被放置在板料承载平台上后，Y曲柄的远端向羊角架方向摆动，当Y连杆竖轴接触到板料的边沿时，将板料推向羊角架，直至完全抵靠在羊角架上获得定位。
作为本发明的进一步改进，所述Y连杆竖轴的下端铰接有Y定位推杆，所述Y定位推杆平行于所述板料承载平台的顶面，所述Y定位推杆的两端分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的Y定位推杆滚轮轴，所述Y定位推杆滚轮轴上分别安装有Y定位推杆滚轮。Y连杆竖轴产生的推力被传递到Y定位推杆上，当Y定位推杆的一个端头接触到板料边沿时，Y定位推杆受力产生转动，直至Y定位推杆的两个端头都与板料的边沿产生接触，此时Y定位推杆不再转动，在Y曲柄的推动下将板料推向定位挡边。在板料在向定位挡边推进过程中，面向Y定位推杆的板料边沿受到的沿该边沿方向的摩擦力很小，在Y定位推杆的两个端头都接触板料边沿之前，该边沿受到的垂直于自身的力也很小，因此板料在Y方向不会发生卡死现象。Y定位推杆的两个端头分别安装Y定位推杆滚轮，便于沿板料边沿顺畅地滑动。
作为本发明的进一步改进，所述Y驱动块支撑在Y导轨上且可沿Y导轨平移。Y驱动块可以带着Y定位机构在Y导轨上调整位置，可以更好地适应不同批次板料的形状和尺寸的变化，使板料被推向羊角架的受力状况更好，Y定位推杆滚轮与板料的接触点位置动态可控，能够在在最优位置对板料进行支撑，定位更加稳定；且在自动化生产线中，当加工不同零件时无需停机操作，自动化效率高。
作为本发明的改进，所述X1导轨平行于所述X导轨。
附图说明
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，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。
图1为现有定位机构发生自锁时的受力状态分析图。
图2为本发明自适应板料定位机构的主视图。
图3为图2的立体图。
图4为X驱动块在X导轨上向定位挡边方向移动后的工作状态图。
图5为板料承载平台的立体图。
图6为本发明自适应板料定位机构的对于异形板料的工作状态图二。
图7为本发明自适应板料定位机构的对于异形板料的工作状态图三。
图8为本发明自适应板料定位机构的受力状态分析图。
图中：1.板料承载平台；1a.滚动钢球；2.定位挡边；3.板料；4.X1导轨；5.羊角架驱动块；6.羊角架；6a.羊角架铰轴；6b.羊角架滚轮轴；6c.羊角架滚轮；7.X导轨；8.X驱动块；9.X曲柄；9a.X连杆竖轴；9b.X定位推杆；9c.X定位推杆滚轮轴；9d.X定位推杆滚轮；10.X曲柄驱动气缸；11.Y导轨；12.Y驱动块；13.Y曲柄；13a.Y连杆竖轴；13b.Y定位推杆；13c.Y定位推杆滚轮轴；13d.Y定位推杆滚轮；14.Y曲柄驱动气缸。
具体实施方式
如图2至图8所示，本发明的自适应板料定位机构包括板料承载平台1，板料承载平台1上均匀分布有多个滚动钢球1a,板料承载平台1的一侧边沿设有供板料抵靠的定位挡边2，板料承载平台1与定位挡边相邻侧的边沿设有羊角架6，羊角架6所在平面平行于板料承载平台1的顶面，羊角架6的角部连接有垂直于板料承载平台顶面的羊角架铰轴6a，羊角架铰轴6a的下端铰接在羊角架驱动块5上；羊角架6的两个端头分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的羊角架滚轮轴6b，羊角架滚轮轴6b上分别安装有羊角架滚轮6c。
当板料3的两条相邻边不相互垂直，而是呈锐角或钝角关系时，首先一条边被推靠在定位挡边2上，当相邻边接触到羊角架6的一个端头时，随着板料3的继续推进，羊角架6受力产生转动，直至羊角架6的两个端头都与板料3的边沿产生接触，此时羊角架6不再转动，与定位挡边2共同对板料3形成可靠支撑。板料3在向羊角架6推进过程中，由于羊角架滚轮6c的作用，面向羊角架6的板料边沿受到的沿该边沿方向的摩擦力极小，在羊角架6的两个端头都接触板料边沿之前，该边沿受到的垂直于自身的力也很小，因此板料3在该方向不会发生卡死现象，能够实现对不规则形状零件的精确定位。
羊角架驱动块5支撑于X1导轨4上并可沿X1导轨4平移，X1导轨4固定于板料承载平台1与定位挡边相邻侧的边沿。X1导轨4可以平行于X导轨7。羊角架驱动块5可以带着羊角架6在X1导轨4上调整位置，可以更好地适应不同批次板料的形状和尺寸的变化，在自动化生产线中，当加工不同零件时无需停机操作，自动化效率高，同时也不会出现卡死现象。
板料承载平台1与定位挡边相邻侧的边沿上设有X驱动块8，X驱动块8上铰接有两根相互平行的X曲柄9，两X曲柄9的远端通过X连杆相连接，X连杆的中心铰接有垂直指向板料承载平台顶面的X连杆竖轴9a；其中一个X曲柄的根部铰接有X曲柄驱动气缸10，X曲柄驱动气缸10的活塞杆端部铰接在另一个X曲柄的中部。X曲柄驱动气缸10的活塞杆伸出或缩回，可以驱动X曲柄9在X驱动块8上左右摆动，板料被放置在板料承载平台1上后，X曲柄的远端向定位挡边2方向摆动，当X连杆竖轴9a接触到板料的边沿时，将板料推向定位挡边2，直至完全抵靠在定位挡边2上获得定位。
X连杆竖轴9a的下端铰接有X定位推杆9b，X定位推杆9b平行于板料承载平台1的顶面，X定位推杆9b的两端分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的X定位推杆滚轮轴9c，X定位推杆滚轮轴9c上分别安装有X定位推杆滚轮9d。X连杆竖轴9a产生的推力被传递到X定位推杆9b上，当X定位推杆9b的一个端头接触到板料边沿时，X定位推杆9b受力产生转动，直至X定位推杆9b的两个端头都与板料的边沿产生接触，此时X定位推杆9b不再转动，在X曲柄9的推动下将板料推向定位挡边2。在板料在向定位挡边2推进过程中，面向X定位推杆9b的板料边沿受到的沿该边沿方向的摩擦力很小，在X定位推杆9b的两个端头都接触板料边沿之前，该边沿受到的垂直于自身的力也很小，因此板料在X方向不会发生卡死现象。X定位推杆9b的两个端头分别安装X定位推杆滚轮9d，便于沿板料边沿顺畅地滑动。
X驱动块8支撑在X导轨7上且可沿X导轨7平移。X驱动块8可以带着X定位机构在X导轨7上调整位置，可以更好地适应不同批次板料的形状和尺寸的变化，使板料被推向定位挡边2的受力状况更好，X定位推杆滚轮9d与板料的接触点位置动态可控，能够在在最优位置对板料进行支撑，定位更加稳定；且在自动化生产线中，当加工不同零件时无需停机操作，自动化效率高。
板料承载平台1与定位挡边相邻侧的边沿上设有Y驱动块12，Y驱动块12上铰接有两根相互平行的Y曲柄13，两Y曲柄的远端通过Y连杆相连接，Y连杆的中心铰接有垂直指向板料承载平台顶面的Y连杆竖轴13a；其中一个Y曲柄的根部铰接有Y曲柄驱动气缸14，Y曲柄驱动气缸14的活塞杆端部铰接在另一个Y曲柄的中部。Y曲柄驱动气缸14的活塞杆伸出或缩回，可以驱动Y曲柄13在Y驱动块12上左右摆动，板料被放置在板料承载平台1上后，Y曲柄13的远端向羊角架6方向摆动，当Y连杆竖轴13a接触到板料的边沿时，将板料推向羊角架6，直至完全抵靠在羊角架6上获得定位。
Y连杆竖轴13a的下端铰接有Y定位推杆13b，Y定位推杆13b平行于板料承载平台1的顶面，Y定位推杆13b的两端分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的Y定位推杆滚轮轴13c，Y定位推杆滚轮轴13c上分别安装有Y定位推杆滚轮13d。Y连杆竖轴13a产生的推力被传递到Y定位推杆13b上，当Y定位推杆13b的一个端头接触到板料边沿时，Y定位推杆13b受力产生转动，直至Y定位推杆13b的两个端头都与板料的边沿产生接触，此时Y定位推杆13b不再转动，在Y曲柄13的推动下将板料推向定位挡边2。在板料在向定位挡边2推进过程中，面向Y定位推杆13b的板料边沿受到的沿该边沿方向的摩擦力很小，在Y定位推杆13b的两个端头都接触板料边沿之前，该边沿受到的垂直于自身的力也很小，因此板料在Y方向不会发生卡死现象。Y定位推杆13b的两个端头分别安装Y定位推杆滚轮13d，便于沿板料边沿顺畅地滑动。
Y驱动块12支撑在Y导轨11上且可沿Y导轨11平移。Y驱动块12可以带着Y定位机构在Y导轨11上调整位置，可以更好地适应不同批次板料的形状和尺寸的变化，使板料被推向羊角架6的受力状况更好，Y定位推杆滚轮13d与板料的接触点位置动态可控，能够在在最优位置对板料进行支撑，定位更加稳定；且在自动化生产线中，当加工不同零件时无需停机操作，自动化效率高。
本发明的自适应板料定位机构能够对不规则形状不同尺寸的板料进行精确定位，其中X、Y定位机构为平面两自由度机构，能够实现对板料最优位置的支撑定位，定位更加稳定。X1定位机构具有沿X1导轨4的单自由度，能够实现对其支撑位置的调整，优化支撑定位；对板料的定位稳定且准确。
如图8所示，本发明的自适应板料定位机构不会出现自锁，卡死现象，本发明的羊角架滚轮6c、X定位推杆滚轮9d和Y定位推杆滚轮13d沿板料边沿的方向几乎不存在摩擦力，对板料边沿产生的推力F均指向所在边沿的法线方向，滚轮沿板料边缘滚动，有利于板料的滑动，能够实现更稳定的定位。滚轮与板料的接触点位置动态可控，能够在在最优位置对板料进行支撑。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种自适应板料定位机构，包括板料承载平台，所述板料承载平台的一侧边沿设有供板料抵靠的定位挡边，其特征在于：所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿设有羊角架，所述羊角架所在平面平行于所述板料承载平台的顶面，所述羊角架的角部连接有垂直于板料承载平台顶面的羊角架铰轴，所述羊角架铰轴的下端铰接在羊角架驱动块上；所述羊角架的两个端头分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的羊角架滚轮轴，所述羊角架滚轮轴上分别安装有羊角架滚轮。
2.根据权利要求1所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述羊角架驱动块支撑于X1导轨上并可沿X1导轨平移，所述X1导轨固定于所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿。
3.根据权利要求1或2所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿上设有X驱动块，所述X驱动块上铰接有两根相互平行的X曲柄，两所述X曲柄的远端通过X连杆相连接，所述X连杆的中心铰接有垂直指向板料承载平台顶面的X连杆竖轴；其中一个X曲柄的根部铰接有X曲柄驱动气缸，所述X曲柄驱动气缸的活塞杆端部铰接在另一个X曲柄的中部。
4.根据权利要求3所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述X连杆竖轴的下端铰接有X定位推杆，所述X定位推杆平行于所述板料承载平台的顶面，所述X定位推杆的两端分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的X定位推杆滚轮轴，所述X定位推杆滚轮轴上分别安装有X定位推杆滚轮。
5.根据权利要求3所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述X驱动块支撑在X导轨上且可沿X导轨平移。
6.根据权利要求1或2所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述板料承载平台与定位挡边相邻侧的边沿上设有Y驱动块，所述Y驱动块上铰接有两根相互平行的Y曲柄，两所述Y曲柄的远端通过Y连杆相连接，所述Y连杆的中心铰接有垂直指向板料承载平台顶面的Y连杆竖轴；其中一个Y曲柄的根部铰接有Y曲柄驱动气缸，所述Y曲柄驱动气缸的活塞杆端部铰接在另一个Y曲柄的中部。
7.根据权利要求6所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述Y连杆竖轴的下端铰接有Y定位推杆，所述Y定位推杆平行于所述板料承载平台的顶面，所述Y定位推杆的两端分别安装有轴线垂直于板料承载平台顶面的Y定位推杆滚轮轴，所述Y定位推杆滚轮轴上分别安装有Y定位推杆滚轮。
8.根据权利要求6所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述Y驱动块支撑在Y导轨上且可沿Y导轨平移。
9.根据权利要求5所述的自适应板料定位机构，其特征在于：所述X1导轨平行于所述X导轨。
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Denomination of invention: An adaptive sheet metal positioning mechanism

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Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Yangzhou branch

Pledgor: Jiangsu Yangli CNC Machine Tools Co.,Ltd.

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