CN106573353A - 工件的自动定心装置以及自动定心方法 - Google Patents

Abstract

配设在旋转台(11)上的气动滑台(20)具有可动台(40)，该可动台(40)设有装载工件W的工件装载面(42a)，利用压缩空气的压力进行上浮，能够在任意方向水平移动。另外，自动定心装置(10)具备：多个止动装置(30)，其具备工件W能抵接的抵接部(31a)，进行工件W的定位；以及按压装置(60)，其按压工件(W)，从而使工件(W)与止动装置(30)的抵接部(31a)抵接。基于此，工件的自动定心装置以及自动定心方法能够以简洁的构造且进行周期短的工件的定心作业。

Description

工件的自动定心装置以及自动定心方法

技术领域

本发明涉及工件的自动定心装置以及自动定心方法，更详细而言，涉及自动校正工件的偏心的工件的自动定心装置以及自动定心方法。

背景技术

在使轴承用滚道圈等工件旋转以进行各种检查、测量的情况下，需要使工件的中心与旋转的测量台的旋转轴对齐的所谓“定心”作业。特别是，在工件大型、且重量大的情况下，由于测量台与工件的摩擦力也变大，因此，即使欲按压工件以修正位置，但是由于工件发生变形，因此存在难以定心这样的问题。

现有技术中，专利文献1中记载的工件的自动定心装置具有：基准台，其进行旋转；可动台，其被装载在基准台上，并固定工件；固定切换单元，其利用液压将可动台相对于基准台切换为固定状态和非固定状态；上浮单元，其利用流体的压力使可动台从基准台上浮；测量装置，其对被固定在可动台上的工件的偏心方向和偏心量进行测量；以及水平移动机构，其使工件与可动台一起在水平方向移动。而且，该自动定心装置基于由测量装置测量的工件的偏心方向和偏心量，来使工件移动以进行定心。

另外，已知一种工件的自动定心装置，具备：面板，其装载工件，并能够围绕基准轴旋转；测量器，其测量工件的偏心方向和偏心量；推杆，其按压面板而使其移动；以及定心单元，其根据测量器的测量结果，控制面板的旋转和推杆，使工件的轴与基准轴一致(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-194530号公报

专利文献2：日本特开2011-83829号公报

发明内容

发明欲解决的技术问题

然而，在专利文献1的自动定心装置中，使用液压作为固定切换单元，并且，使用气压作为上浮单元，存在构造复杂这样的问题。另外，水平移动机构使可动台仅在预定方向水平移动。因此，在进行工件的定心时，基于由测量装置测量的工件的偏心方向，使基准台旋转，然后，利用水平移动机构使可动台与工件一起水平移动所测定的偏心量的量，存在周期变长这样的问题。

另外，专利文献2的自动定心装置中，由于使面板相对于主轴台上浮的机构利用液压进行工作，因此，需要工作油回收机构等，设备变得大型且复杂。另外，工作油有可能污染作业环境，存在改善的余地。进一步地，在专利文献2的定心装置中，需要使面板旋转，以便使按压工件的推杆的按压方向与工件的偏心方向一致，存在周期变长这样的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供构造简洁、且能够进行周期较短的工件的定心作业的工件的自动定心装置以及自动定心方法。

用于解决问题的技术手段

本发明的上述目的通过下述构成实现。

(1)一种工件的自动定心装置，进行所述工件的定心，具有：旋转台，其被旋转驱动；和至少一个工作台，其被配设在所述旋转台上并装载工件，该工件的自动定心装置的特征在于，

所述工作台具有可动台，所述可动台设有装载所述工件的工件装载面，并利用压缩空气的压力而上浮，能够在任意方向水平移动，

所述工件的自动定心装置还具备：

至少一个止动装置，其具备所述工件能够抵接的抵接部，并进行所述工件的定位；以及

按压装置，其对所述工件或所述可动台进行按压，以便使所述工件与所述止动装置的抵接部抵接。

(2)根据上述(1)所述的工件的自动定心装置，其特征在于，

所述止动装置在与所述旋转台的旋转轴正交的平面内被以90°的圆周方向间隔配设多个。

(3)根据上述(1)或(2)所述的工件的自动定心装置，其特征在于，

所述抵接部的位置能够根据所述工件的外径来进行调整。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的工件的自动定心装置，其特征在于，

所述工作台具备原点回归机构，所述原点回归机构使所述可动台回归到预定的原点位置。

(5)一种工件的自动定心方法，使用了上述(1)～(4)中任一项所述的工件的自动定心装置，所述工件的自动定心方法的特征在于，

所述工件的自动定心方法具备以下工序：

向所述工作台供给压缩空气，利用压缩空气的压力使所述可动台上浮的工序；

将所述工件装载在所述可动台的工件装载面上的工序；

利用所述按压装置对所述工件或所述可动台进行按压，使所述工件与所述可动台一起在水平方向移动，使所述工件与所述止动装置抵接，对所述工件进行定心的工序；以及

截断向所述工作台的压缩空气的供给，使所述可动台下降的工序。

(6)根据上述(5)所述的工件的自动定心方法，其特征在于，

所述工作台具备使所述可动台回归到预定的原点位置的原点回归机构，

所述工件的自动定心方法具备以下工序：

在所述可动台的上浮工序之后，使所述原点回归机构的定位销上升，将所述可动台回归到预定的原点位置的工序；以及

在所述工件的装载工序之前或之后，使所述原点回归机构的定位销下降的工序。

发明效果

根据本发明的工件的自动定心装置，工作台具有可动台，该可动台设置有装载工件的工件装载面，并利用压缩空气的压力上浮，能向任意方向水平移动，另外，自动定心装置具备：至少一个止动装置，其具备工件能够抵接的抵接部，进行工件的定位；以及按压装置，其按压工件或可动台，以便使工件与止动装置的抵接部抵接。因此，本发明的工件的自动定心装置利用压缩空气的压力使可动台上浮，因此，即使是大型且重量大的工件，也能够将工件以极低的摩擦力水平移动，另外，与使用液压的自动定心装置相比，不会使作业环境恶化，能够以简洁的构造构成装置。进一步地，该自动定心装置不测量偏心量、偏心方向，而是通过将工件抵接到止动装置，从而进行定心，因此，能够缩短周期。

另外，根据本发明的工件的自动定心方法，具备以下工序：向工作台供给压缩空气，通过压缩空气的压力使可动台上浮的工序；将工件装载在可动台的工件装载面的工序；利用按压装置按压工件或可动台，使工件与可动台一起在水平方向移动，使工件与止动装置的抵接部抵接，对工件进行定心的工序；以及，截断压缩空气向工作台的供给，使可动台下降的工序。因此，本发明的工件的自动定心方法利用压缩空气的压力使可动台上浮，因此，即使是大型且重量大的工件，也能够将工件以极低的摩擦力水平移动，另外，与使用液压的自动定心装置相比，不会使作业环境恶化，能够以简洁的构造构成装置。另外，该自动定心方法不测量偏心量、偏心方向，而是通过将工件抵接到止动装置，从而进行定心，因此，能够缩短周期。

附图说明

图1是示出本发明涉及的工件的自动定心装置的构成的俯视图。

图2是图1的自动定心装置的纵剖视图。

图3的(a)是工作台的俯视图，(b)是(a)的III-III线剖视图，(c)是(a)的III′-III′线剖视图。

图4是示出第1变形例的自动定心装置的构成的俯视图。

图5是示出第2变形例的自动定心装置的构成的俯视图。

附图标记说明

10 自动定心装置

11 旋转台

17 伺服马达(驱动装置)

20 气动滑台(工作台)

30 止动装置

31 抵接部件

40 可动台

42 工件装载部

42a 工件装载面

50 原点回归机构

60 按压装置

CL 轴心(旋转台的旋转轴)

W 工件

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的一实施方式涉及的自动定心装置以及自动定心方法进行详细说明。

如图1和图2所示，自动定心装置10具备：旋转台11，其被伺服马达(驱动装置)17旋转驱动；多个(本实施方式中，4个)气动滑台(工作台)20，其装载工件W；多个(本实施方式中，2个)止动装置30，其进行工件W的定位；以及按压装置60，其由对放置在气动滑台20上的工件W进行按压以使工件W在水平方向移动的机器人等构成。

旋转台11被固定在旋转轴14的上端，该旋转轴14经由多个轴承13以自由旋转地被支承于轴壳12。另外，在旋转轴14的下端，安装有动力传递部件16，经由动力传递部件16向旋转轴14传递来自伺服马达17的驱动力。基于此，旋转台11利用伺服马达17的驱动力，以旋转轴14的轴心CL为旋转中心，向顺时针方向和逆时针方向这两个方向旋转。

在旋转台11上，4个气动滑台20被等间隔(90°间隔)地配置在轴心CL周围，例如，装载轴承用滚道圈等工件W。也可以参照图3，各气动滑台20具有：大致长方形状的台主体22，其被固定在旋转台11上；以及可动台40，其被配置为利用压缩空气的压力而上浮，并相对于台主体22向任意方向自由地水平移动。

可动台40具有：大致长方形状的基部41，其被收容在台主体22内，在上下具有承受压缩空气的压力的表面；大致长方形状的工件装载部42，其被配置在台主体22的上方，在上表面设置有工件装载面42a；以及连接部43，其在基部41的短边方向中央部将基部41与工件装载部42连接。基部41和连接部43的长边被形成为大致相等的长度，另一方面，工件装载部42的长边被形成为比基部41和连接部43的长边更长。以下，如图3(a)～(c)所示，将可动台40的长边方向即基部41、工件装载部42和连接部43的长边方向称为X方向，将可动台40的短边方向即基部41、工件装载部42和连接部43的短边方向称为Y方向。

台主体22具有：下侧主体部23和一对上侧主体部24、24，其与可动台40的基部41的上下表面分别对置；一对短边侧壁部25、25，其被下侧主体部23和一对上侧主体部24、24夹持，覆盖基部41的Y方向侧面；以及一对长边侧壁部26，其被固定在下侧主体部23的X方向端面，覆盖基部41和连接部43的X方向侧面。一对上侧主体部24、24在以收容可动台40的连接部43的方式彼此隔开的状态下沿X方向平行地配置。

在一对上侧主体部24、24与连接部43之间、以及一对短边侧壁部25、25与基部41之间，分别设置有Y方向间隙y1、y2。另外，在一对长边侧壁部26与连接部43及基部41之间，分别设有X方向间隙x1。基于此，可动台40被配置为在Y方向间隙y1、y2(具体而言，y1和y2中小的一方)和X方向间隙x1的范围内相对于台主体22自由地水平移动。

基部41的厚度被设定为比短边侧壁部25的厚度小一些，基部41被配置为在下侧主体部23的上表面23a和一对上侧主体部24、24的下表面24a之间，在上下方向具有微小的间隙。

在下侧主体部23的上表面23a和一对上侧主体部24、24的下表面24a形成有用于吐出压缩空气的槽28、29。在槽28、29上连通有空气通路46，该空气通路46设置在下侧主体部23、上侧主体部24、24和短边侧壁部25。空气通路46还连接着将旋转轴14在轴方向贯穿的空气供给用的孔(未图示)，连通到与未图示的空气压缩机连接的空气通路(未图示)。

从空气压缩机经由空气通路46供给的压缩空气从槽28、29吐出，从而在台主体22与可动台40之间构成静压轴承，使可动台40相对于台主体22上浮，并能够以摩擦阻力极少的状态将可动台40向任意方向水平移动。理想的是，在空气通路46的恰当的位置，配设节流孔等固定节流阀、或者使用了板簧等的可变节流阀，使压缩空气稳定地向槽28、29供给。

需要说明的是，可动台40和台主体22只要是构成静压轴承，且装载工件W的可动台40向任意方向自由地水平移动，则不限于本实施方式。

另外，如图2所示，自动定心装置10对每个气动滑台20具有原点回归机构50，该原点回归机构50使可动台40回归到预定的原点位置。原点回归机构50包括：一对定位销51，其在旋转台11的孔内以及被固定于台主体22的孔的衬套54内滑动，前端被形成为锥状；一对锥状凹部52，其与定位销51对置地被形成在可动台40的下表面；以及气缸53，其在上下方向驱动定位销51。一对定位销51能滑动地嵌合于衬套54，并在与可动台40接近或分开的方向移动，该衬套54被固定在下侧主体部23。

原点回归机构50通过使气缸53工作，并使一对定位销51向上方移动，将锥状的前端卡合到一对锥状凹部52，从而使可动台40回归到原点位置。基于此，即使反复进行工件W的定心作业，也能够在每次进行定心作业时通过利用原点回归机构50使可动台40的位置复原，从而确保可动台40的可移动距离，并可靠地进行定心动作。

止动装置30如图1和图2所示，在与旋转轴14的轴心CL正交的平面内，在气动滑台20的侧方以90°的圆周方向间隔配置2台。2台水平移动机构32的轴中心线C被设定为穿过旋转台11的轴心CL。

各个止动装置30具有：固定部件38；支承部件34，其通过上下移动机构39而相对于固定部件38在上下方向移动；以及抵接部件31，其通过水平移动机构32而相对于支承部件34在水平方向移动。上下移动机构39具有：直线导轨37，其在上下方向引导支承部件34；以及滚珠丝杠机构36，其利用未图示的伺服马达的驱动力使支承部件34在上下方向移动。另外，水平移动机构32也具有：直线导轨33，其在水平方向引导抵接部件31；以及未图示的滚珠丝杠机构，其利用伺服马达35的驱动力使抵接部件31在水平方向移动。抵接部件31具有与工件W的外周面抵接的抵接部31a，能够利用水平移动机构32和上下移动机构39相对于轴心CL进退，并且能够在上下方向移动。

2台止动装置30由未图示的控制装置分别独立地控制。控制装置对多个工件W存储有各个工件W的中心与旋转台11的中心一致的抵接部31a的位置。而且，根据工件W控制伺服马达35，使抵接部31a位于根据每个工件W而决定的预定位置。需要说明的是，通过独立地控制止动装置30，从而能够容易地应对工件W的真圆度、厚度偏差等误差。

按压装置60相对于以90°的圆周方向间隔配置的2台水平移动机构32，被配置在距圆周方向等间隔(135°)分开的2台水平移动机构32较远的一侧的中间位置，在使工件W在水平方向移动的同时与止动装置30的抵接部31a抵接，从而使工件W的中心与旋转台11的中心一致，进行定心。

需要说明的是，在工件W水平移动时，可动台40利用从槽28、29吐出的压缩空气而稍微从台主体22上浮，因此，能够以几乎没有摩擦阻力的状态在任意的水平方向移动。

接着，针对利用自动定心装置10进行的工件W的自动定心方法进行说明。

首先，基于来自未图示的控制装置的指令，使止动装置30的伺服马达35工作，使2个抵接部31a根据工件W的外径、高度而预先移动到预定的位置。接着，使从压缩机经由空气通路46供给的压缩空气从槽28、29吐出，从而利用压缩空气的压力使可动台40相对于台主体22上浮。然后，使原点回归机构50的气缸53工作，使一对定位销51与形成在可动台40的下表面的一对锥状凹部52卡合，使可动台40位于原点位置。

接着，工件W被以不与2个抵接部31a接触的方式装载在可动台40的工件装载面42a上。然后，使气缸53工作，使一对定位销51下降，解除定位销51与锥状凹部52的卡合。需要说明的是，定位销51的下降也可以是在工件W被装载在工件装载面42a上之前。

接着，利用按压装置60对工件W进行按压，使工件W与可动台40一起以无摩擦阻力的状态在水平方向移动，使工件W同时与2台止动装置30的抵接部31a抵接，进行工件W的定心。截断压缩空气向槽28、29的供给，从而使已被定心的可动台40下降，装载在台主体22上，进一步地，使2台止动装置30的抵接部31a后退到退避位置。然后，一边利用伺服马达17使旋转台11旋转，一边进行工件W的检查、测量等作业。

如上所述，根据本实施方式的自动定心装置10，气动滑台20具有可动台40，该可动台40设有装载工件W的工件装载面42a，利于压缩空气的压力上浮，并在能任意方向水平移动，另外，自动定心装置10具备：多个止动装置30，其具有工件W能抵接的抵接部31a，，进行工件W的定位；以及按压装置60，其按压工件W，以便使工件W与止动装置30的抵接部31a抵接。因此，自动定心装置10利用压缩空气的压力使可动台40上浮，因此，即使是大型且重量大的工件W，也能够将工件W以极低的摩擦力水平移动，另外，即使与使用了液压的自动定心装置相比，也不可能使作业环境恶化，能够以简洁的构造构成装置。进一步地，自动定心装置10不测量偏心量、偏心方向而是通过将工件W与止动装置30抵接，从而进行定心，因此，能够缩短周期。

另外，止动装置30在与旋转台11的旋转轴14正交的平面内，以90°的圆周方向间隔配设多个，因此，不需要像现有的定心装置那样，使工件W的偏心方向与水平移动机构的方向一致，能够通过工件W的1次水平移动进行工件W的定心，能够时间短且高效地作业。

进一步地，抵接部31a的位置能够根据工件W的外径进行调整，因此，能够与工件W的真圆度、厚度偏差等误差成分对应地，独立地驱动止动装置30。另外，止动装置30能够容易地对应多种工件W。

另外，气动滑台20具备使可动台40回归到预定的原点位置的原点回归机构50，因此，能够确保可动台40的可移动距离，能够可靠地进行定心动作。

另外，根据本实施方式的工件的自动定心方法，具有以下工序：向气动滑台20供给压缩空气，利用压缩空气的压力使可动台40上浮的工序；将工件W装载在可动台40的工件装载面42a上的工序；利用按压装置60对工件W进行按压，使工件W与可动台40一起在水平方向移动，使工件W与止动装置30的抵接部31a抵接，对工件W进行定心的工序；以及截断向气动滑台20的压缩空气的供给，使可动台40下降的工序。因此，自动定心方法利用压缩空气的压力使可动台40上浮，因此，即使是大型且重量大的工件W，也能够以极低的摩擦力将工件W水平移动，另外，与使用了液压的自动定心装置相比，不可能使作业环境恶化，能够以简洁的构造构成装置。进一步地，自动定心方法不测量偏心量、偏心方向，而是通过将工件W与止动装置30抵接，从而进行定心，因此，能够缩短周期。

另外，具备以下工序：在可动台40的上浮工序之后，使原点回归机构50的定位销51上升，将可动台40回归到预定的原点位置的工序；以及在工件W的装载工序之前或之后，使原点回归机构50的定位销51下降的工序，因此，能够确实且迅速地进行用于工件W的定心作业的准备。特别是，如果在工件W的装载工序之后使定位销51下降，则在装载了工件W时，可动台40不会偏移，能够将工件W稳定地装载在工件装载面42a。

需要说明的是，本发明不限于上述实施方式和变形例，能够进行适当的变形、改良等。

例如，在上述实施方式中，将4台气动滑台20以等间隔(90°间隔)配置在轴心CL周围，从而缓解因工件供给时可动台40与工件W的摩擦力而引起的工件的弹性形变。但是，在本发明中，气动滑台20的数量未被限定。

例如，在用途被限定为以极低的摩擦力进行工件W的定心等的情况下，也可以如图4所示的第1变形例的自动定心装置10那样，是在旋转台11的中央配置1台气动滑台20的构成。

另外，根据气动滑台20的负荷容量，也可以如图5所示的第2变形例的自动定心装置10那样，是3个气动滑台20在周方向被以120°间隔配置的构成。

本发明的按压装置60虽然可以如本实施方式那样对工件W进行按压，但是也可以对已上浮的可动台进行按压。

另外，止动装置只要是具有构成抵接部的具备正交的2个平面的部件，且能够水平且上下驱动，则也可以构成为一台。

本申请基于2014年6月4日提出的日本专利申请2014-116131号，将其全部内容结合于此，作为参考。

Claims (6)

1.一种工件的自动定心装置，进行所述工件的定心，具有：旋转台，其被旋转驱动；和至少一个工作台，其被配设在所述旋转台上并装载工件，该工件的自动定心装置的特征在于，

所述工作台具有可动台，所述可动台设有装载所述工件的工件装载面，并利用压缩空气的压力而上浮，能够在任意方向水平移动，

所述工件的自动定心装置还具备：

至少一个止动装置，其具备所述工件能够抵接的抵接部，并进行所述工件的定位；以及

按压装置，其对所述工件或所述可动台进行按压，以便使所述工件与所述止动装置的抵接部抵接。

2.根据权利要求1所述的工件的自动定心装置，其特征在于，

所述止动装置在与所述旋转台的旋转轴正交的平面内被以90°的圆周方向间隔配设多个。

3.根据权利要求1或2所述的工件的自动定心装置，其特征在于，

所述抵接部的位置能够根据所述工件的外径来进行调整。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的工件的自动定心装置，其特征在于，

所述工作台具备原点回归机构，所述原点回归机构使所述可动台回归到预定的原点位置。

5.一种工件的自动定心方法，使用了权利要求1～4中任一项所述的工件的自动定心装置，其特征在于，

所述工件的自动定心方法具备以下工序：

向所述工作台供给压缩空气，利用压缩空气的压力使所述可动台上浮的工序；

将所述工件装载在所述可动台的工件装载面上的工序；

利用所述按压装置对所述工件或所述可动台进行按压，使所述工件与所述可动台一起在水平方向移动，使所述工件与所述止动装置抵接，对所述工件进行定心的工序；以及

截断向所述工作台的压缩空气的供给，使所述可动台下降的工序。

6.根据权利要求5所述的工件的自动定心方法，其特征在于，

所述工作台具备使所述可动台回归到预定的原点位置的原点回归机构，

所述工件的自动定心方法具备以下工序：

在所述可动台的上浮工序之后，使所述原点回归机构的定位销上升，将所述可动台回归到预定的原点位置的工序；以及

在所述工件的装载工序之前或之后，使所述原点回归机构的定位销下降的工序。