CN106994661A - 工件对接定位装置及工件对接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工件对接定位装置及工件对接方法。所述定位装置包括定位销、套筒、吸附件、止挡件及弹性件；定位销两端分别为定位端和操作端；套筒活动套设于定位销上，套筒与定位销能够在沿定位销长度方向上相对移动，定位销的定位端能够伸出套筒的顶端外或收容于套筒内；吸附件对应于套筒的顶端设置，用于吸附工件而使套筒可移除地固定于工件上；止挡件固定于定位销上，止挡件位于套筒内并可随定位销在套筒内移动；弹性件在套筒内分别与套筒的底端及止挡件抵接；定位销的定位端收容于套筒内时，弹性件在套筒内为压缩状态。本发明能吸附于工件上，在待对接的两工件对齐后自动弹出定位销而完成定位，提高工作效率，增强作业安全性。
Description
技术领域
本发明涉及机械装配领域，特别涉及一种工件对接定位装置及工件对接方法。
背景技术
机械装配行业特别是大型机械建造如船舶建造业，有很多大型设备安装及管路连接时都需要螺栓固定，以往在进行螺栓孔对位时多采用目视或用手持定位销进行定位，甚至使用手指触摸定位，再通过螺栓固定。例如在海洋平台建造过程中，海洋装备的主机等设备重量多在10吨以上，设备在安装于设备基座上时，通常需要多人撬正以使设备螺栓孔与基座螺栓孔对位，而后再由一人穿入螺栓。但两处存在反扭力且有时设备周围空间小无法满足多人多手撬正的情况，给设备的定位安装造成了极大困难，同时由于空间小、施工人员多、使用工具多，因此作业效率低下且安全性差，容易造成安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工件对接定位装置及工件对接方法，解决现有技术中工件对接时采用目视或手持定位销进行定位使得作业效率低下且安全性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种工件对接定位装置，包括定位销、套筒、吸附件、止挡件及弹性件；定位销两端分别为定位端和操作端；套筒活动套设于定位销上，套筒的底端朝向定位销的操作端，套筒的顶端朝向定位销的定位端；套筒与定位销能够在沿定位销长度方向上相对移动，定位销的定位端能够伸出套筒的顶端外或收容于套筒内；吸附件对应于套筒的顶端设置，用于吸附工件而使套筒可移除地固定于工件上；止挡件固定于定位销上，止挡件位于套筒内并可随定位销在套筒内移动；弹性件位于所述套筒内，弹性件两端分别与套筒的底端及所述止挡件抵接；定位销的定位端收容于套筒内时，弹性件在套筒内为压缩状态。
优选地，所述吸附件为磁铁。
优选地，所述吸附件表面与所述套筒的顶端端面平齐。
优选地，所述套筒侧壁外设置有安装耳，所述磁铁固定于安装耳上，从而与套筒相固定。
优选地，所述定位销上设有限位凸块，所述限位凸块与所述止挡件在沿定位销长度方向上具有间隔，限位凸块相对于止挡件靠近定位销的操作端；在定位销的定位端收容于套筒内时，所述限位凸块可在套筒外与套筒卡接配合使定位销自锁。
优选地，所述套筒的底端端面设有可供所述限位凸块穿过的限位孔，限位凸块在套筒外与所述限位孔错开时，限位凸块与套筒相卡接。
优选地，所述止挡件与所述套筒的截面适配。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种工件对接方法，其中，待对接的两工件上分别设有相配合的开孔，两工件分别为第一工件和第二工件；所述方法包括步骤：
将带有定位销的定位装置吸附于第一工件上，其中，定位装置内设有弹性件以通过弹力驱动定位销移动；
使定位销与第一工件的开孔对齐，使得定位销在弹性件弹力作用下穿入第一工件的开孔内；
将第二工件与第一工件相对，调整两工件的相对位置直至第二工件的开孔与定位销对齐，使得定位销在弹力作用下穿过第一工件继续穿入第二工件的开孔内。
优选地，在定位销穿过第一工件并穿入第二工件的开孔内之后，对两工件实施连接紧固，将定位装置从工件上移除。
优选地，所述定位装置设有磁铁，利用磁性吸附于所述第一工件上。
优选地，在将定位装置吸附于第一工件上之前，使定位销在定位装置内自锁。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明中，定位装置可利用吸附件而固定于工件上，当待对接的两工件上的开孔对齐时，定位销可在弹性件的弹力作用下自动弹出，穿入两工件的开孔内对两工件进行定位。完成定位后，定位装置可从工件上移除，不影响两工件的连接安装。该定位装置能够吸附于其中一工件上，在两工件对齐后自动弹出定位销而完成定位，解决工件特别是大型构件对接时开孔对位难、效率低下且存在安全隐患的难题。本发明的工件对接定位装置结构小巧，构造简单，使用方便，极大地降低了工人的作业强度，提高工作效率，同时增强了作业的安全性。
附图说明
图1是本发明工件对接定位装置优选实施例的结构示意图。
图2是本发明工件对接定位装置优选实施例另一状态下的结构示意图。
图3是本发明工件对接定位装置优选实施例中套筒底端面结构示意图。
图4和图5是本发明工件对接定位装置优选实施例的使用过程图。
附图标记说明如下：10、定位装置；1、定位销；11、定位端；12、操作端；13、把手；14、限位凸块；2、套筒；21、筒体；22、底端板；221、套接孔；222、限位孔；23、顶端板；24、安装耳；3、吸附件；4、止挡件；5、弹性件；20、第一工件；201、开孔；202、对接面；30、第二工件；301、开孔。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明的工件对接定位装置用于两个带开孔的工件对接时的定位，适用于如通过螺栓安装的设备、带法兰盘的构件等。
参阅图1至图3，本实施例的工件对接定位装置10（以下简称“定位装置10”）主要包括定位销1、套筒2、吸附件3、止挡件4和弹性件5。
定位销1为该定位装置10工作时起定位作用的部件，可由圆钢制作而成。定位销1的两端分别为定位端11和操作端12，定位端11削尖为大致呈圆锥形，以便于穿入待对位工件的开孔内。操作端12较优地设置有把手13，以供操作人员手持操作。定位销1的直径可根据工件上的开孔直径调整，小于工件的开孔直径即可，定位销1的长度大于工件的厚度。
套筒2包括筒体21、分别设置于筒体21两端的底端板22和顶端板23；筒体21、底端板22和顶端板23相围合形成一内部设有空腔的柱体结构，底端板22上设有与内部空腔相通的套接孔221，顶端板23上亦设有与内部空腔相通的套接孔（图中未示出）。套筒2的直径根据工件上的开孔进行调整，大于工件的开孔直径即可。
套筒2套设于定位销1上，套筒2的底端板22朝向定位销1的操作端12，顶端板23朝向定位销1的定位端11。
套筒2的套接孔与定位销1活动配合，套筒2与定位销1能够在沿定位销1长度方向上相对移动，定位销1的定位端11可伸出套筒2的顶端板23外或收容于套筒2内。
吸附件3对应于套筒2的顶端设置，用于吸附工件而使套筒2可移除地固定于工件上。
吸附件3较优地为磁铁，通过自身磁性吸附于工件上；在完成定位后也可方便地将定位装置10从工件上移除。
本实施例中，套筒2的筒体21侧壁外设置一安装耳24，磁铁固定于安装耳24上，从而与套筒2相固定。安装耳24上可设置安装孔，磁铁嵌设于安装孔中。较优地，磁铁与套筒2的顶端端面平齐。
在其他实施例中，磁铁可采用多种固定方式与套筒2相固定，且磁铁与套筒2的相对位置关系可根据实际情况灵活设定，例如磁铁套设于套筒2外壁、磁铁位于套筒2内等。
止挡件4固定于定位销1上，止挡件4位于套筒2内并可随定位销1在套筒2内移动。
较优地，止挡件4与套筒2的截面适配，止挡件4与套筒2的筒体21相配合，对定位销1的移动起到导向作用，减小定位销1在套筒2内的晃动。
弹性件5位于套筒2内，弹性件5两端分别与套筒2的底端板22以及止挡件4抵接。弹性件5可根据其自身弹力驱动止挡件4相对于套筒2移动，从而驱动与止挡件4固定的定位销1相对于套筒2移动。
本实施例中，弹性件5为弹簧，弹簧套设于定位销1上。在其他实施例中，弹性件5并不限定于为弹簧，也可以为其他具有弹性的零件。
如图1所示，当定位销1的定位端11收容于套筒2内时，弹性件5在套筒2内为压缩状态。此时，在弹性件5回复力作用下，定位销1的定位端11有向外伸出套筒2顶端板23的运动趋势。在没有其他外力作用时，弹性件5释放推动止挡件4往套筒2的顶端板23方向移动，定位销1被弹出而使定位端11伸出套筒2外。定位销1的定位端11完全伸出套筒2外的状态如图2所示，此时，止挡件4与顶端板23接触，弹性件5可为自由状态或略被压缩的状态。
较优地，定位销1上还设有限位凸块14，该限位凸块14与止挡件4沿定位销1长度方向上具有间隔，限位凸块14相对于止挡件4靠近定位销1的操作端12。在定位销1的定位端11收容于套筒2内时，该限位凸块14可在套筒2外与套筒2的底端板22卡接配合使定位销1自锁。此时，限位凸块14由套筒2的底端板22所限制，克服弹性件5的回复力，避免定位销1被弹性件5弹出，临时固定定位销1，实现定位销1的自锁。
参阅图3，套筒2的底端板22上设有可供限位凸块14穿过的限位孔222，该限位孔222与套接孔221相连通。当限位凸块14与限位孔222对齐时，限位凸块14可随着定位销1的移动穿过该限位孔222；当限位凸块14位于套筒2外时，转动定位销1使限位凸块14与限位孔222错开，即可使限位凸块14与底端板22卡接，从而克服弹性件5回复力使定位销1自锁。
采用本发明的上述定位装置10，能够按照如下工件对接方法实现两工件的对接。参阅图4和图5，将两待对接的工件分别命名为第一工件20和第二工件30，第一工件20上设有开孔201，第二工件30上设有开孔301。
该工件对接方法大致包括以下步骤。
步骤S10：将定位装置10吸附于第一工件20上；其中，根据上述所介绍的定位装置10的结构，在该步骤S10中，定位装置10位于第一工件20对接面202的背面，定位装置10的套筒2的顶端板23与第一工件20相对，在吸附件3的磁性吸附作用下，使得套筒2与第一工件20相对固定。第一工件20的对接面202即其与第二工件30贴合接触的面。
步骤S20：调整定位装置10在第一工件20上的位置，使定位装置10的定位销1与第一工件20的开孔201对齐，使得定位销1在弹性件5弹力作用下穿入第一工件20的开孔201内，如图4所示。
步骤S30：将第二工件30与第一工件20相对，调整两工件20、30的相对位置直至第二工件30的开孔301与定位销1对齐，此时，定位销1将在弹力作用下穿过第一工件20继续穿入第二工件30的开孔301内，如图5所示；该步骤S20中，可利用其它工装移动第一工件20或第二工件30的位置，从而调整两工件20、30的相对位置。
步骤S40：对两工件20、30实施连接紧固，将定位装置10从工件20、30上移除。
按照本发明定位装置10的优选结构，在步骤S10之前还可以包括步骤S00：使定位销1在定位装置10内自锁。具体地，可通过手持把手13拔出定位销1，使定位销1上的限位凸块14穿过套筒2底端板22上的限位孔222而位于套筒2外，转动定位销1使得限位凸块14与限位孔222错开，使定位销1自锁固定。而后在步骤S10中，当定位销1与第一工件20的开孔201对齐后，转动定位销1使限位凸块14与限位孔222对齐，再释放定位销1，定位销1即可在弹性件5弹力作用下穿入第一工件20的开孔201内。
图4和图5所示的结构中，第一工件20和第二工件30为带有法兰盘的管件，法兰盘上设有若干法兰孔。两工件20、30对接时，可利用其中一法兰孔作为与定位装置10配合使用起到定位作用的开孔201、301。在步骤S30中通过定位装置10使两工件20、30定位后，步骤S40中可在其它法兰孔中穿过紧固件，将两工件20、30连接紧固。移除定位装置10后，再对定位装置10配合的法兰孔穿入紧固件连接。必要时可采用多个定位装置10对两工件20、30进行定位。
其他类似的工件对接应用场合的操作可参照上述过程，本文中不再一一列举。在有些情况下，还可以在工件20、30上额外设置定位孔，配合定位装置10完成定位。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种工件对接定位装置，其特征在于，包括：
定位销，其两端分别为定位端和操作端；
套筒，活动套设于定位销上，套筒的底端朝向定位销的操作端，套筒的顶端朝向定位销的定位端；套筒与定位销能够在沿定位销长度方向上相对移动，定位销的定位端能够伸出套筒的顶端外或收容于套筒内；
吸附件，对应于套筒的顶端设置，用于吸附工件而使套筒可移除地固定于工件上；
止挡件，固定于定位销上，止挡件位于套筒内并可随定位销在套筒内移动；
弹性件，位于所述套筒内，弹性件两端分别与套筒的底端及所述止挡件抵接；定位销的定位端收容于套筒内时，弹性件在套筒内为压缩状态。
2. 根据权利要求1所述的工件对接定位装置，其特征在于，所述吸附件为磁铁。
3. 根据权利要求1所述的工件对接定位装置，其特征在于，所述吸附件表面与所述套筒的顶端端面平齐。
4. 根据权利要求1所述的工件对接定位装置，其特征在于，所述套筒侧壁外设置有安装耳，所述磁铁固定于安装耳上，从而与套筒相固定。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的工件对接定位装置，其特征在于，所述定位销上设有限位凸块，所述限位凸块与所述止挡件在沿定位销长度方向上具有间隔，限位凸块相对于止挡件靠近定位销的操作端；在定位销的定位端收容于套筒内时，所述限位凸块可在套筒外与套筒卡接配合使定位销自锁。
6. 根据权利要求5所述的工件对接定位装置，其特征在于，所述套筒的底端端面设有可供所述限位凸块穿过的限位孔，限位凸块在套筒外与所述限位孔错开时，限位凸块与套筒相卡接。
7. 根据权利要求1-4任一项所述的工件对接定位装置，其特征在于，所述止挡件与所述套筒的截面适配。
8. 一种工件对接方法，其中，待对接的两工件上分别设有相配合的开孔，两工件分别为第一工件和第二工件；其特征在于，所述方法包括步骤：
将带有定位销的定位装置吸附于第一工件上，其中，定位装置内设有弹性件以通过弹力驱动定位销移动；
使定位销与第一工件的开孔对齐，使得定位销在弹性件弹力作用下穿入第一工件的开孔内；
将第二工件与第一工件相对，调整两工件的相对位置直至第二工件的开孔与定位销对齐，使得定位销在弹力作用下穿过第一工件继续穿入第二工件的开孔内。
9. 根据权利要求8所述的工件对接方法，其特征在于：在定位销穿过第一工件并穿入第二工件的开孔内之后，对两工件实施连接紧固，将定位装置从工件上移除。
10. 根据权利要求8所述的工件对接方法，其特征在于：所述定位装置设有磁铁，利用磁性吸附于所述第一工件上。
11. 根据权利要求8所述的工件对接方法，其特征在于：在将定位装置吸附于第一工件上之前，使定位销在定位装置内自锁。
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