CN107553168B - 工件定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工件定位装置，包括底座、定位组件、驱动组件及传动组件。定位组件中的多个定位销钉沿平行于承载面的方向可滑动。因此，在驱动组件及传动组件的带动下，多个定位销钉可实现外扩及内缩。在对承载面上的工件定位时，多个定位销钉先内缩至可穿过工件上的定位孔。进一步的，定位销钉外扩，直至定位销钉与定位孔的内壁抵接。此时，由于定位销钉在驱动组件的带动下具有外扩的趋势，故定位组件可产生张紧力，从而与定位孔的内壁实现抵持。定位组件与定位孔的内壁之间不存在间隙，从而限定了工件的自由度。因此，上述工件定位装置定位精度更高，可有效提升针对工件的加工精度。

Description

工件定位装置

技术领域

本发明涉及精密机械加工技术领域，特别涉及一种工件定位装置。

背景技术

随着工业生产水平的不断发展，对机械加工的精度要求也越来越高。以手机成产为例，其中便涉及到对壳体、边框等多种精密机构件的加工。对精密机构件加工一般要先经过冲压锻造，再进行数控加工。而在进行数控加工时，为保证加工精度则首先得对工件进行精确的定位。

目前，传统所采用的定位方式多为“一面两销”。所谓“一面两销”，指的是在待加工的工件上冲压形成两个定位孔，再利用两个定位销则分别穿设于上述两个定位孔内，从而实现工件的定位。

然而，工件通过冲压所形成的定位孔的孔径误差较大，无法与定位销完全匹配。因此，容易造成定位失败或者定位后定位销与定位孔的内壁之间存在间隙。此时，工件依然具有一定的自由度，从而导致其在后续加工过程中无法保持稳定，进而导致因定位精度不高而使工件加工精度不高。

发明内容

基于此，有必要针对现有定位精度不高而造成工件加工精度不高的问题，提供一种能有效提升加工精度的工件定位装置。

一种工件定位装置，包括：

底座，其上设置有面板，所述面板的一侧形成承载面，所述面板上开设有贯穿所述面板的安装孔；

定位组件，包括多个定位销钉，所述多个定位销钉安装于所述面板并穿设于所述安装孔内，所述多个定位销钉沿平行于所述承载面的方向可滑动，以使所述多个定位销钉相互靠近或远离；

安装于所述底座上的驱动组件；及

传动组件，与所述驱动组件及所述定位组件传动连接，所述驱动组件可驱动所述传动组件，以使所述传动组件为所述多个定位销钉提供一平行于所述承载面的作用力；

其中，所述定位组件的至少为两个，且间隔设置于所述面板上。

在其中一个实施例中，所述底座还包括具有开口且呈中空结构的主体，所述面板覆设于所述主体开口的一侧，以与所述主体围绕形成一收容腔，所述驱动组件及所述传动组件均收容于所述收容腔内。

在其中一个实施例中，所述定位组件还包括：

导向安装块，固定于所述面板背向所述承载面的一侧，且所述导向安装块朝向所述面板的一侧开设有滑槽；及

多个滑块，所述多个定位销钉分别固定于所述多个滑块上，且所述滑块可滑动地设置于所述滑槽内，以使所述多个定位销钉沿平行于所述承载面的方向可滑动。

在其中一个实施例中，所述传动组件为偏心传动组件。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括可转动地设置于底座上的齿轮，所述齿轮的侧面开设有多个偏心槽，所述多个定位销钉分别收容于所述多个偏心槽内。

在其中一个实施例中，每个所述偏心槽对应的偏心分度圆的偏心率为14至20。

在其中一个实施例中，所述驱动组件为气缸，所述传动组件还包括齿条，所述齿条与所述齿轮啮合且一端与所述气缸的伸缩轴传动连接。

在其中一个实施例中，所述传动组件还包括固定于所述底座上的齿条导向块，所述齿条导向块上开设有导向槽，所述齿条可滑动地设置于所述导向槽内。

在其中一个实施例中，所述定位组件包括第一定位组件及第二定位组件，所述第一定位组件包括三个定位销钉且所述三个定位销钉的横截面呈三角形分布，所述第二定位组件包括两个定位销钉且所述两个定位销钉并列设置。

在其中一个实施例中，所述定位销钉位于所述承载面一侧的部分包覆有弹性层。

上述工件定位装置，定位组件中的多个定位销钉沿平行于承载面的方向可滑动。因此，在驱动组件及传动组件的带动下，多个定位销钉可实现外扩及内缩。在对承载面上的工件定位时，多个定位销钉先内缩至可穿过工件上的定位孔。进一步的，定位销钉外扩，直至定位销钉与定位孔的内壁抵接。此时，由于定位销钉在驱动组件的带动下具有外扩的趋势，故定位组件可产生张紧力，从而与定位孔的内壁实现抵持。定位组件与定位孔的内壁之间不存在间隙，从而限定了工件的自由度。因此，上述工件定位装置定位精度更高，可有效提升针对工件的加工精度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中工件定位装置的结构示意图；

图2为图1所示工件定位装置的爆炸图；

图3为图1所示工件定位装置横向剖视图；

图4为图3所示工件定位装置中齿轮的放大示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的工件定位装置100包括底座110、定位组件120、驱动组件130及传动组件140。

底座110起支撑作用，具体可由金属等机械强度较高的材料制成。底座110上设置有面板111，面板111的一侧形成承载面113。承载面113的表面平整，用于承载待加工的工件。其中，面板111上开设有贯穿面板111的安装孔115。

定位组件120包括多个定位销钉121。优选的，多个定位销钉121相互平行且并列设置。当然，多个定位销钉121之间彼此倾斜较小的角度也并不会影响工件定位装置100实现其主要功能。进一步的，多个定位销钉121安装于面板111并穿设于安装孔115内。多个定位销钉121沿平行于承载面113的方向可滑动，以使多个定位销钉121相互靠近或远离。

具体的，安装孔115可以为一个孔径较大的单孔，多个定位销钉121均穿设于该单孔内，并在该单孔结构的安装孔115中具有一定的自由度，以实现滑动。此外，安装孔115可以为多个孔径较小的通孔，多个定位销钉121分别穿设于多个通孔内。而且，通孔的孔径应大于定位销钉121的直径，以使多个定位销钉121在安装孔115中具有一定的自由度。

为了使得多个定位销钉121之间互不干扰，且能按照预设方向滑动。具体在本实施例中，安装孔115为多个孔径较小的通孔。这样，多个通孔的孔壁可分别对多个定位销钉121起到限位及导向作用。

进行定位时，待加工的工件首先置于承载面113上。进一步的，多个定位销钉121穿入工件上的定位孔中，便可将工件定位。由于待加工的工件上一般至少开设有两个定位孔。因此，定位组件120的至少为两个，且间隔设置于面板111上。

在本实施例中，定位组件120还包括导向安装块123及滑块125。其中：

导向安装块123固定于面板111背向承载面113的一侧。具体的，导向安装块123呈板状结构，可通过螺纹紧固件安装于面板111上。导向安装块123朝向面板111的一侧开设有滑槽1232。滑槽1232的数量为多个，且延伸方向不同。

滑块125为多个，其数量与定位组件120中定位销钉121的数量对应。多个定位销钉121分别固定于多个滑块125上，且滑块125可滑动地设置于滑槽1232内，以使多个定位销钉121沿平行于承载面113的方向可滑动。

通过滑块125与滑槽1232配合，使得多个定位销钉121在滑动过程中更平稳。而且，定位销钉121在其他方向的自由度被限定，从而在定位过程中更加稳定。需要指出的是，在在其他实施例中，导向安装块123及滑块125可省略，多个定位销钉121直接穿设于安装孔115中实现滑动。

驱动组件130安装于底座110上。驱动组件130用于提供驱动力。具体的，驱动组件130可以为气缸、电机，或者实现人工驱动的把手等结构。

传动组件140与驱动组件130及定位组件120传动连接。传动组件140用于将驱动组件130产生的驱动力传导至定位组件120，以驱使多个定位销钉121滑动。具体的，驱动组件130可驱动传动组件140，以使传动组件140为多个定位销钉121提供一平行于承载面113的作用力。

因此，在该作用力的作用下，多个定位销钉121便可沿平行于承载面113的方向滑动。多个定位销钉121通过滑动，可实现“外扩”及“内缩”。在对承载面113上的工件定位时，多个定位销钉121先内缩至可穿过工件上的定位孔。进一步的，定位销钉121外扩，直至定位销钉121与定位孔的内壁抵接。此时，由于定位销钉121在驱动组件130的带动下具有外扩的趋势，故定位组件120可产生张紧力，从而与定位孔的内壁实现抵持。定位组件120与定位孔的内壁之间不存在间隙，从而限定了工件的自由度。因此，工件定位装置100定位精度更高，从而可有效提升针对工件的加工精度。

在本实施例中，底座110还包括具有开口且呈中空结构的主体117。面板111覆设于主体111开口的一侧，以与主体117围绕形成一收容腔101。驱动组件130及传动组件140均收容于收容腔101内。

收容腔101可对驱动组件130及传动组件140起到保护作用。此外，将驱动组件130及传动组件140收容于收容腔101内还能使工件定位装置100的结构更紧凑。

请一并参阅图3及图4，在本实施例中，传动组件140为偏心传动组件。具体的，偏心传动组件可将旋转运动转化成直线运动并实现循环。而且，偏心传动组件有利于将多个定位销钉121的运动状态实现同步，以减少传动组件140的数量。因此，采用偏心传动组件可缩小工件定位装置100的体积。

进一步的，在本实施例中，传动组件140包括可转动地设置于底座110上的齿轮141。齿轮141的侧面开设有多个偏心槽143，多个定位销钉121分别收容于多个偏心槽143内。

具体的，齿轮141可通过转轴安装于面板111的背面。其中，多个偏心槽143围绕齿轮141的转轴对称分布，且多个定位销钉121与偏心槽143的内壁滑动接触。在偏心槽143的不同位置，定位销钉121距离齿轮141转轴的距离是不同的。因此，齿轮141转动时，偏心槽143的内壁对定位销钉121可产生驱动作用，从而使得多个定位销钉121相对于面板111进行滑动。

由于偏心槽143不仅可为定位销钉121提供驱动，还可对定位销钉121起到限位作用。因此，能有效防止定位销钉121在滑动过程中与传动组件140脱离，从而提升了件定位装置100的可靠性。需要指出的是，在其他实施例中，传动组件140还可为凸轮、偏心轮等其他偏心结构。

此外，传动组件140也不限于为偏心结构。例如，传动组件140还可为具有楔形面的驱动滑块。多个定位销钉121围绕驱动滑块的周向设置且分别与楔形面抵接。驱动滑块通过伸缩，便可通过楔形面对多个定位销钉121进行驱动，以使多个定位销钉121实现滑动。

进一步的，在本实施例中，每个偏心槽143对应的偏心分度圆的偏心率为14至20。

具体的，偏心槽143呈圆弧形，相当于圆形的一部分。而偏心槽143所在的圆形则称为该偏心槽对应的偏心分度圆。如图4所示，齿轮141上的偏心槽143为3个，则对应有3个偏心分度圆。图中仅示出1个偏心分度圆作为说明。而且，该偏心分度圆的圆心与齿轮141的转轴中心不重叠。那么，该偏心分度圆的偏心率则为d/e。其中，d为偏心分度圆的直径，e为偏心分度圆的圆心与齿轮141的转轴中心的距离。

根据偏心夹紧的原理：偏心率大于14时，随着齿轮141转动可使偏心槽143与定位销钉121自动锁紧，从而防止在工件的加工过程中定位销钉121发生回退，保持定位的稳定性。而偏心率小于20，则可防止定位销钉121与偏心槽143卡死，避免出现多个定位销钉121无法回缩的情况发生。

需要指出的是，在其他实施例中，定位销钉121还可通过控制驱动组件130或传动组件140运动状态防止回退。

在本实施例中，驱动组件130为气缸。传动组件140还包括齿条145，齿条145与齿轮141啮合且一端与气缸的伸缩轴传动连接。

气缸具有噪音小、移动平稳等优点。具体的，采用气缸作为驱动组件130时，底座110上还设置有与汽缸进气口、及出气口连通的气管119，用于进气及出气。齿条145用于将气缸的直线运动转化成齿轮141的圆周运动。

进一步的，在本实施例中，传动组件140还包括固定于底座110上的齿条导向块147。齿条导向块147上开设有导向槽(图未标)，齿条145可滑动地设置于导向槽内。

具体的，齿条导向块147可对齿条145起到限位及导向的作用，防止齿条145移位及摆动，从而进一步提升工件定位装置100的可靠性。

为了对待加工的工件实现更好的定位，一般在工件的表面开设两个定位孔进行定位。其中一个定位孔为圆孔，另一个为腰形孔。因此，为了与不同形状的定位孔相匹配，定位组件120也要求具备对应的结构。

如图1所示，具体在本实施例中，定位组件120包括第一定位组件120A及第二定位组件120B。第一定位组件120A包括三个定位销钉121，且三个定位销钉121的横截面呈三角形分布。第二定位组件120B包括两个定位销钉121，且两个定位销钉121并列设置。

在对工件进行定位时，第一定位组件120A与圆形孔配合，第二定位组件120B与腰形孔配合。因此，可从多个自由度上对工件进行限位，定位效果更好。此时，驱动组件130为双缸气缸。

需要指出的是，在其他实施例中，工件的定位孔个数可大于2个，故定位组件120的数量也可大于2个。此外，随着定位孔形状的变化，定位组件120中定位销钉121的数量及排列方式也可相应调整。

在本实施例中，定位销钉121位于承载面113一侧的部分包覆有弹性层(图未示)。

具体的，弹性层可以为橡胶层、硅胶层或弹性树脂层。弹性层可呈套筒状，套设于定位销钉121的一端，从而便于拆换。一方面，弹性层可增加定位销钉121与定位孔内壁之间的摩擦力，从而防止定位过程中定位销钉121发生滑动。另一方面，弹性层在定位销钉121与定位孔内壁相抵持时可发生弹性形变，并产生预紧力，预紧力可使定位销钉121与定位孔的内壁抵持更紧密。因此，通过设置弹性层，可进一步提升定位过程中的稳定性。

上述工件定位装置100，定位组件120中的多个定位销钉121沿平行于承载面113的方向可滑动。因此，在驱动组件130及传动组件140的带动下，多个定位销钉121可实现外扩及内缩。在对承载面113上的工件定位时，多个定位销钉121先内缩至可穿过工件上的定位孔。进一步的，定位销钉121外扩，直至定位销钉121与定位孔的内壁抵接。此时，由于定位销钉121在驱动组件130的带动下具有外扩的趋势，故定位组件120可产生张紧力，从而与定位孔的内壁实现抵持。定位组件120与定位孔的内壁之间不存在间隙，从而限定了工件的自由度。因此，工件定位装置100定位精度更高，进而可有效提升针对工件的加工精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工件定位装置，其特征在于，包括：

底座，其上设置有面板，所述面板的一侧形成承载面，所述面板上开设有贯穿所述面板的安装孔；

定位组件，包括多个定位销钉，所述多个定位销钉安装于所述面板并穿设于所述安装孔内，所述多个定位销钉沿平行于所述承载面的方向可滑动，以使所述多个定位销钉相互靠近或远离；

安装于所述底座上的驱动组件；及

传动组件，与所述驱动组件及所述定位组件传动连接，所述驱动组件可驱动所述传动组件，以使所述传动组件为所述多个定位销钉提供一平行于所述承载面的作用力；

其中，所述定位组件的至少为两个，且间隔设置于所述面板上，在对所述承载面上的工件定位时，每个所述定位组件的多个定位销钉穿过工件上的定位孔。

2.根据权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，所述底座还包括具有开口且呈中空结构的主体，所述面板覆设于所述主体开口的一侧，以与所述主体围绕形成一收容腔，所述驱动组件及所述传动组件均收容于所述收容腔内。

3.根据权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，所述定位组件还包括：

导向安装块，固定于所述面板背向所述承载面的一侧，且所述导向安装块朝向所述面板的一侧开设有滑槽；及

多个滑块，所述多个定位销钉分别固定于所述多个滑块上，且所述滑块可滑动地设置于所述滑槽内，以使所述多个定位销钉沿平行于所述承载面的方向可滑动。

4.根据权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，所述传动组件为偏心传动组件。

5.根据权利要求4所述的工件定位装置，其特征在于，所述传动组件包括可转动地设置于底座上的齿轮，所述齿轮的侧面开设有多个偏心槽，所述多个定位销钉分别收容于所述多个偏心槽内。

6.根据权利要求5所述的工件定位装置，其特征在于，每个所述偏心槽对应的偏心分度圆的偏心率为14至20。

7.根据权利要求5所述的工件定位装置，其特征在于，所述驱动组件为气缸，所述传动组件还包括齿条，所述齿条与所述齿轮啮合且一端与所述气缸的伸缩轴传动连接。

8.根据权利要求7所述的工件定位装置，其特征在于，所述传动组件还包括固定于所述底座上的齿条导向块，所述齿条导向块上开设有导向槽，所述齿条可滑动地设置于所述导向槽内。

9.根据权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，所述定位组件包括第一定位组件及第二定位组件，所述第一定位组件包括三个定位销钉且所述三个定位销钉的横截面呈三角形分布，所述第二定位组件包括两个定位销钉且所述两个定位销钉并列设置。

10.根据权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，所述定位销钉位于所述承载面一侧的部分包覆有弹性层。

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