CN108555794A - 一种对中定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对中定位装置，其创新点在于：包括传输机构、自动对中机构和定位机构；所述传输机构设置在自动对中机构上，所述定位机构设置在自动对中机构内，所述传输机构让对象产品自动移动到工作区域并为做对中定位做准备；所述定位机构在自动对中机构脱离后对对象产品的位置进行限定；所述自动对中机构使对象产品的中心点固定在相对位置。本发明对中的定位方式可以分摊对象产品的公差，而不会造成公差集中到一侧的情况，可以被广泛应用于高精密的手机玻璃印刷等工序。本发明装置或系统中包含的传输系统允许同自动化产线做对接，通过光电信号的传输，控制对象产品的进出，实现高效率的生产。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备、产线的所需要的定位机构技术领域，尤其涉及一种对中定位装置。
背景技术
自动化设备、产线的实现均需要对对象产品进行定位，在现有的情况，目前的定位方式主要有如下两种：1.边定位(包括横纵靠山和凹槽定位两种方式)2.光学定位3.对中定位，其中边定位存在人工取放偏移、倾斜的可能，且效率低。比如说在激光打标工艺中，因为边定位，均需要人工对对象产品进行取放，易出现位置倾斜，偏移，而且在换型中，需要人工调整靠山位置，费时费力，且精度低。而采用机械臂取放时要求的设备机构复杂，成本高，而且因为取放过程中要求设备预留超过机械臂总高度的净空，将降低生产效率。另外因为边定位的特点，当对象产品出现公差时，其公差总是累计到一侧，对于有高精度要求产品的定位来说尤为不利。比如在手机玻璃盖板印刷行业，其要求精度超过0.05mm，而盖板玻璃本身存在既存在公差，当公差出现时候，常规的定位方式会导致玻璃产品印刷后油墨位置偏移，需要修边等额外工作，甚至导致对象产品报废。而光学定位要求对象产品具有规则、高精度的基准点，对对象产品设计要求高，无法适用于如透明的玻璃产品，无任何基准点标记的塑料件或者钣金件产品。且需要增加光学识别相机，成本较高。
因此，传统的对中定位因为没有传输轨道，依然无法摆脱人工取放产品或者使用机械臂取放的限制，而且传统的对中机构无法侦测压力，定位行程需要人为设定和调整，在换型中，需要停线调整，存在调整精度不足，需要反复测试，效率较低。
例如中国专利201210534866.1公开了一种双向自动对中定位压紧机构，包括支座，在所述支座上端内活动设有两压臂，该两压臂上端伸出所述支座上端外；在所述两压臂的上端相向的一侧面上分别设有一压紧块，另设有一动力机构，该动力机构能够带动所述两压臂在所述支座内活动并能使所述两压臂做打开和收合动作从而使该两压臂的两压紧块远离和靠近并压紧待定位工件。该技术方案能够在一定程度上不需要进行人为设定和调整，但是定位仅仅依靠动力机构进行打开和收合，出错率较高，不利于生产线的长时间工作。
再例如中国专利201210058710.0公开了用于冲压自动化线的板料定位对中台装置。该装置机架的顶面呈斜坡状，且均布设有两排滚轮条；机架左右两侧中部分别设有转臂调整机构，机架上部一侧和下部一侧分别均布设有两个转臂调整机构；转臂调整机构的底板上设有丝杠和导轨；导轨配合设有定位板，定位板上设有丝杠螺母、活动转臂和气缸，气缸的连杆端连接着活动转臂的中下部。该技术方案定位主要针对的是板料产品，且利用定位的装置虽然能够实现自动化线，但是应用范围窄，定位精度较低。
发明内容
为克服现有技术中存在的定位精度低、效率低、成本高等问题，本发明提供了一种对中定位装置，可广泛应用于各类自动化设备、产线领域，包括印刷电路板的绿油覆盖和丝印层的印刷定位、手机盖板玻璃和后盖玻璃的印刷定位、激光打标、钻孔等设备的对象物品的定位。
本发明采用的技术方案为：一种对中定位装置，其创新点在于：包括传输机构、自动对中机构和定位机构；所述传输机构设置在自动对中机构上，所述定位机构设置在自动对中机构内，所述传输机构让对象产品自动移动到工作区域并为做对中定位做准备；所述定位机构在自动对中机构脱离后对对象产品的位置进行限定；所述自动对中机构使对象产品的中心点固定在相对位置。
在一些实施方式中，所述自动对中机构包括壳体以及连接在壳体上的盖体，盖体上设置有对象产品对中区域，对象产品对中区域的前后侧对称设置有第一对中滑槽，对象产品对中区域的左右侧对称设置有第二对中滑槽，所述壳体内还安装有横向对中机构和纵向对中机构，同时实现对象产品的横向对中和纵向对中。
在一些实施方式中，所述纵向对中机构包括通过第一丝杆座安装在壳体内的纵向丝杆，纵向丝杆的一端连接有驱动纵向丝杆旋转的第一伺服电机，纵向丝杆两侧的螺纹旋向相反，纵向丝杆的两端分别螺纹连接有第一气缸座，第一气缸座的连接有第一气缸，第一气缸的输出端向上、并连接有分别配合设置在第一对中滑槽内的第一定位销。
在一些实施方式中，所述横向对中机构包括通过第二丝杆座安装在壳体内的横向丝杆，横向丝杆的一端连接有驱动横向丝杆旋转的第二伺服电机，横向丝杆两侧的螺纹旋向相反，横向丝杆的两端分别螺纹连接有第二气缸座，第二气缸座上螺纹连接有第二气缸，第二气缸的输出端向上、并连接有分别配合设置在第二对中滑槽内的第二定位销。
在一些实施方式中，所述壳体内的左右两侧壁上设置有竖向滑轨，所述传输机构安装在竖向滑轨上。
在一些实施方式中，所述传输机构包括皮带输送机和上层皮带，所述皮带输送机设置在竖向滑轨之间，所述上层皮带设置在盖体上，盖体上设置有与输送皮带相配合的凹槽，通过皮带输送机将对象产品输送至工作区域进行对中，壳体的底部还安装有驱动皮带输送机上下升降的第三气缸。
在一些实施方式中，所述皮带输送机包括分别滑动设置在竖向滑轨上的机架，壳体的两端设置有供机架升降的缺口，机架上安装有两对皮带轮，每对皮带轮之间通过输送皮带传动连接，壳体1内还安装有驱动输送皮带转动的第三伺服电机。
在一些实施方式中，传输机构的两端分别向外伸出壳体，该传输机构根据信号可进行上下运动，来保证安全的传输高度和在工作时不干扰对象产品。
在一些实施方式中，所述定位机构为真空吸力装置，所述真空吸力装置包括真空盒和真空发生器，所述真空发生器设置在真空盒内，真空发生器工作，将真空盒内的空气抽空。
在一些实施方式中，所述盖体上设置有与输送皮带相配合的凹槽、真空吸力孔和光电到位感应器开孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明对中的定位方式可以分摊对象产品的公差，而不会造成公差集中到一侧的情况，可以被广泛应用于高精密的手机玻璃印刷等工序。
(2)本发明装置或系统中包含的传输系统允许同自动化产线做对接，通过光电信号的传输，控制对象产品的进出，实现高效率的生产。
(3)本发明利用真空吸力装置可以在夹持机构脱离后对对象产品的位置进行限定。
(4)本发明因盖板为纯平面设计，可在盖板中增加加热、冷却等功能，做相关工艺的延伸。
(5)本发明对中定位装置适用范围广，可适用于背面平整的矩形和圆形产品，包括印刷电路板的绿油覆盖和丝印层的印刷定位、手机盖板玻璃和后盖玻璃的印刷定位、激光打标、钻孔等设备的对象物品的定位。
附图说明
图1为本发明去除盖体的结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明去除壳体和盖体的立体图；
图4为本发明对中定位装置整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明披露了一种对中定位装置，如图4所示：包括传输机构、自动对中机构和定位机构；所述传输机构设置在自动对中机构上，所述定位机构设置在自动对中机构内，所述传输机构让对象产品自动移动到工作区域并为做对中定位做准备；所述定位机构在自动对中机构脱离后对对象产品的位置进行限定；所述自动对中机构使对象产品的中心点固定在相对位置。在本发明中，包含传输机构且有压力侦测设计的对中机构，可以通过传输机构让对象产品自动移动到工作区域并做对中，使对象产品的中心点固定在相对位置，并且通过监控电流变化实现了压力侦测，免除换型效率低下和调整精度不足的问题。上述本发明的对中装置可广泛应用于各类自动化设备、产线领域，包括印刷电路板的绿油覆盖和丝印层的印刷定位、手机盖板玻璃和后盖玻璃的印刷定位、激光打标、钻孔等设备的对象物品的定位。
具体的，如图1所示：所述自动对中机构包括壳体1以及连接在壳体上的盖体2，盖体2上设置有对象产品对中区域3，对象产品对中区域3的前后侧设置有两对第一对中滑槽4，对象产品对中区域3的左右侧设置有一对第二对中滑槽5，所述壳体1内还安装有横向对中机构6和纵向对中机构7，同时实现对象产品的横向对中和纵向对中。
如图1～3所示：纵向对中机构7包括通过第一丝杆座71安装在壳体1内的纵向丝杆72，纵向丝杆72的一端连接有第一伺服电机78，纵向丝杆72两侧的螺纹旋向相反，纵向丝杆72的两侧分别设置有第一滑轨74，纵向丝杆72的两端分别螺纹连接有第一气缸座73，第一气缸座73同时配合在两侧的第一滑轨74上，第一气缸座73上连接有第一气缸75，第一气缸75的输出端向上、并连接有U形座76，U形座76的两端分别连接有第一定位销77，u形座76两端的第一定位销77分别配合在对象产品对中区域3位于对应侧的两个第一对中滑槽4内。
在本发明此实施方式中，如图1～3所示：横向对中机构6包括通过第二丝杆座61安装在壳体1内的横向丝杆62，横向丝杆62的一端连接有第二伺服电机63，横向丝杆62两侧的螺纹旋向相反，横向丝杆62的两侧分别设置有第二滑轨67，横向丝杆62的两端分别螺纹连接有第二气缸座64，第二气缸座64同时滑动配合在第二滑轨67上，第二气缸座64上螺纹连接有第二气缸65，第二气缸65的输出端向上、并连接有分别配合设置在第二对中滑槽5内的第二定位销66。
在本发明中，自动对中机构内横纵向交叉布置的错位横向丝杆和纵向丝杆(正反向对中螺杆)，通过第一伺服电机78、第二伺服电机63驱动向中心位置对向移动。即，对中螺杆是横向丝杆和纵向丝杆的统称。作为进一步优选的，对中螺杆上安装有滑块，并在滑块上安装了可以升降工作的气缸，来保证夹持杆在工作和停止状态下对上下高度的不同要求。自动对中机构的第一伺服电机78、第二伺服电机63在对象产品定位后，夹持杆受到反作用力，导致电机电流变化，超过预设值后自动停止工作。
传统的对中定位因为没有传输轨道，依然无法摆脱人工取放产品或者使用机械臂取放的限制，而且传统的对中机构无法侦测压力，定位行程需要人为设定和调整，在换型中，需要停线调整，存在调整精度不足，需要反复测试，效率较低。因此，在本发明中，为了方便设置传输机构，所述壳体1内的左右两侧壁上设置有竖向滑轨8，竖向滑轨8之间滑动设置有传输机构。
具体的，如图1～3所示，所述传输机构包括皮带输送机9和上层皮带，所述皮带输送机9设置在竖向滑轨8之间，所述上层皮带设置在盖体2上，盖体2上设置有与输送皮带93相配合的凹槽96，通过皮带输送机9将对象产品输送至工作区域进行对中，壳体1的底部还安装有驱动皮带输送机9上下升降的第三气缸10。
作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，所述皮带输送机9包括分别滑动设置在竖向滑轨8上的机架91，壳体1的两端设置有供机架91升降的缺口95，机架91上安装有两对皮带轮92，每对皮带轮92之间通过输送皮带93传动连接，壳体1内还安装有驱动输送皮带93转动的第三伺服电机94，皮带输送机9的上层皮带设置在盖体2上，盖体2上设置有与输送皮带93相配合的凹槽96，通过皮带输送机9将对象产品输送至对象产品对中区域3进行对中。当然，为了提高传输机构的正常传输发挥功能，并且不影响自动对中装置等其他装置运作，在本发明中，设置传输机构的两端分别向外伸出壳体，该传输机构根据信号可进行上下运动，来保证安全的传输高度和在工作时不干扰对象产品。
作为进一步优选的，在本发明此实施方式中，所述盖体2上还设置有真空吸力孔和光电到位感应器开孔。其中，真空吸力孔的设置，与本发明的定位机构进行配合使用，利用其将已经停靠到位的物体在定位机构的作用下进行吸住定位。光电到位感应器开孔主要是与本发明的光电到位开关配合使用，光电到位开关判断是否已经将物体传送到指定工作区域。
具体的，在本发明的此实施方式中，如图1～3所示：本发明所述的定位机构为真空吸力装置，所述真空吸力装置包括真空盒和真空发生器，所述真空发生器设置在真空盒内，真空发生器工作，将真空盒内的空气抽空。然后通过盖体2的上盖板所预留的真空吸力气孔将已经停靠到位的物体吸住。
采用本发明对中定位装置，具有如下优势：1.对中的定位方式可以分摊对象产品的公差，而不会造成公差集中到一侧的情况，可以被广泛应用于高精密的手机玻璃印刷等工序；2.系统中包含的传输系统允许同自动化产线做对接，通过光电信号的传输，控制对象产品的进出，实现高效率的生产；3.真空吸力装置可以在夹持机构脱离后对对象产品的位置进行限定；4.因盖板为纯平面设计，可在盖板中增加加热、冷却等功能，做相关工艺的延伸；5.适用范围广，可适用于背面平整的矩形和圆形产品。
在本发明中，整个对中定位装置的联动主要通过各部件之间的光电信号传输来实现，分为如下六个步骤：1.传输机构工作、停止；2.自动对中机构工作、停止；3.真空吸力装置工作；4.自动对中机构归零；5.定位机构(真空吸力装置)停止；6.开始下一个循环。
上述6个步骤的详细描述具体如下：
首先，传输机构通过前端接入信号的指令，电缸皮带升降机构将皮带升起至设定高度，皮带驱动电机(也可以叫做皮带输送机9)启动并带动皮带转动，通过壳体1内安装的光电到位开关判断是否已经将物体传送到指定工作区域，并停止工作，电缸皮带升降机构下降至原点位置，皮带被隐藏在盖体2的上盖板的皮带槽内，物品底部同盖体2的上盖板表面贴合。
然后，自动对中机构分别通过一个伺服电机加联轴器驱动，对中螺杆(为纵向丝杆72和横向丝杆62的统称)中心点两侧螺纹旋向相反，当伺服电机启动后，驱动对中螺杆转动，安装在对中螺杆上方的滑块从两侧向中间靠拢，当对中螺杆转动后，其两侧相对于中心点的位置相同。通过横纵向的对中螺杆被同时驱动，滑块顶部安装的夹持杆将推动在工作区域内物体的移动，当物体被推动到中心位置，夹持杆受到反作用力，伺服电机电流发生变化，控制器接受到电流变化后给出停止信号，自动对中机构停止工作。
最后，真空吸力装置通过自动对中机构的信号指令，真空发生器工作，将真空盒内的空气抽空，通过上盖板所预留的真空吸力孔将已经停靠到位的物体吸住。
本发明对中定位装置的工作原理：
初始状态时，第三气缸10驱动皮带输送机9向上，使皮带输送机9的上层输送皮带93悬空，上道工序的输送装置将对象产品由皮带输送机9的输入端输入、并向前输送至对象产品对中区域3，皮带输送机9停止运行，再通过第三气缸10驱动皮带输送机9向下，使皮带输送机9的上层输送皮带93置于盖体2上对应的凹槽96内。
第一气缸75驱动第一定位销77、第二气缸65驱动第二定位销66向上伸出盖体2，并通过第一伺服电机78驱动纵向丝杆72转动，使前后侧U形座76两端的第一定位销77分别沿前后方向对对象产品进行定位，通过第二伺服电机63驱动横向丝杆62转动，使左右侧的第二定位销66沿左右方向对对象产品进行定位，第一定位销77、第二定位销66分别沿左右、前后方向对对象产品修正定位，在此过程中，第一伺服电机78和第二伺服电机63电流会逐渐增大，当电流达到预设的峰值时，便会自动停止动作，从而实现自动对中的功能。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种对中定位装置，其特征在于：包括传输机构、自动对中机构和定位机构；所述传输机构设置在自动对中机构上，所述定位机构设置在自动对中机构内，所述传输机构让对象产品自动移动到工作区域并为做对中定位做准备；所述定位机构在自动对中机构脱离后对对象产品的位置进行限定；所述自动对中机构使对象产品的中心点固定在相对位置。
2.根据权利要求1所述的对中定位装置，其特征在于：所述自动对中机构包括壳体(1)以及连接在壳体(1)上的盖体(2)，盖体(2)上设置有对象产品对中区域(3)，对象产品对中区域(3)的前后侧对称设置有第一对中滑槽(4)，对象产品对中区域的(3)左右侧对称设置有第二对中滑槽(5)，所述壳体(1)内还安装有横向对中机构(6)和纵向对中机构(7)，同时实现对象产品的横向对中和纵向对中。
3.根据权利要求2所述的对中定位装置，其特征在于：所述纵向对中机构(7)包括通过第一丝杆座(71)安装在壳体(1)内的纵向丝杆(72)，纵向丝杆(72)的一端连接有驱动纵向丝杆(72)旋转的第一伺服电机(78)，纵向丝杆(72)两侧的螺纹旋向相反，纵向丝杆(72)的两端分别螺纹连接有第一气缸座(73)，第一气缸座(73)的连接有第一气缸(74)，第一气缸(74)的输出端向上、并连接有分别配合设置在第一对中滑槽(4)内的第一定位销(77)。
4.根据权利要求2所述的对中定位装置，其特征在于：所述横向对中机构(6)包括通过第二丝杆座(61)安装在壳体(1)内的横向丝杆(62)，横向丝杆(62)的一端连接有驱动横向丝杆(62)旋转的第二伺服电机(63)，横向丝杆(62)两侧的螺纹旋向相反，横向丝杆(62)的两端分别螺纹连接有第二气缸座(64)，第二气缸座(64)上螺纹连接有第二气缸(65)，第二气缸(65)的输出端向上、并连接有分别配合设置在第二对中滑槽(5)内的第二定位销(66)。
5.根据权利要求2所述的对中定位装置，其特征在于：所述壳体(1)内的左右两侧壁上设置有竖向滑轨(8)，所述传输机构安装在竖向滑轨(8)上。
6.根据权利要求5所述的对中定位装置，其特征在于：所述传输机构包括皮带输送机(9)和上层皮带，所述皮带输送机(9)设置在竖向滑轨(8)之间，所述上层皮带设置在盖体(2)上，盖体(2)上设置有与输送皮带(93)相配合的凹槽(96)，通过皮带输送机(9)将对象产品输送至工作区域进行对中，壳体(1)的底部还安装有驱动皮带输送机(9)上下升降的第三气缸(10)。
7.根据权利要求6所述的对中定位装置，其特征在于：所述皮带输送机(9)包括分别滑动设置在竖向滑轨(8)上的机架(91)，壳体(1)的两端设置有供机架(91)升降的缺口(95)，机架(91)上安装有两对皮带轮(92)，每对皮带轮(92)之间通过输送皮带(93)传动连接，壳体(1)内还安装有驱动输送皮带(93)转动的第三伺服电机(94)。
8.根据权利要求7所述的对中定位装置，其特征在于：传输机构的两端分别向外伸出壳体(1)，该传输机构根据信号可进行上下运动，来保证安全的传输高度和在工作时不干扰对象产品。
9.根据权利要求1所述的对中定位装置，其特征在于：所述定位机构为真空吸力装置，所述真空吸力装置包括真空盒和真空发生器，所述真空发生器设置在真空盒内，真空发生器工作，将真空盒内的空气抽空。
10.根据权利要求2所述的对中定位装置，其特征在于：所述盖体(2)上设置有与输送皮带(93)相配合的凹槽(96)、真空吸力孔和光电到位感应器开孔。
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