CN109079453B - 一种多自由度定位机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多自由度定位机构，包括可旋转定位治具、旋转定位治具可移动载具、多自由度定位治具本体、治具定位和复位驱动机构、治具侧边定位机构和治具侧边旋转机构，所述可旋转定位治具的底部设有所述旋转定位治具可移动载具，所述旋转定位治具可移动载具的底部设有所述多自由度定位治具本体，所述多自由度定位治具本体的底部设有所述治具定位和复位驱动机构，所述可旋转定位治具的一侧设有所述治具侧边定位机构，所述治具侧边定位机构的底部设有所述治具侧边旋转机构。该多自由度定位机构，能实现在不更换治具的情况下，能够从正上方、左侧和右侧三个方向进行自动定位和自动组装，从而节省了更换定位治具和旋转产品的环节。
Description
技术领域
本发明涉及加工设备技术领域，具体为一种多自由度定位机构。
背景技术
在自动化生产越来越普及的今天，自动化生产的复杂程度也不断的在变化。有较多的情况为前工序自动组装的小组件，在交付给下道工序自动组装之前，需要将前工序组装完成的小组件旋转一定的角度，后工序抓手抓取旋转之后的小组件再进行组装。目前常用的解决方案为小组件先定位，然后由抓手抓取到一个旋转平台，旋转平台旋转一定的角度，后工序抓手再抓取旋转之后的小组件进行组装。这种模式动作流程较长，且需要增加中间抓取和翻转机构，机构成本较高，效率较低。
DELL 2.5HDD支架把手组件，因其产品结构设计的特点，在组装自动化线的研发过程中，把手组件的组装需要从正上方、左侧和右侧三个方向来完成，为此需要一种定位机构节省更换定位治具和旋转产品的环节，从而降低机构成本，提高加工效率。
发明内容
本发明主要针对以上要求而研发的多自由度定位机构，以实现在不更换治具的情况下，能够从正上方、左侧和右侧三个方向进行自动定位和自动组装，从而节省了更换定位治具和旋转产品的环节。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种多自由度定位机构，包括可旋转定位治具、旋转定位治具可移动载具、多自由度定位治具本体、治具定位和复位驱动机构、治具侧边定位机构和治具侧边旋转机构，所述可旋转定位治具的底部设有所述旋转定位治具可移动载具，所述旋转定位治具可移动载具的底部设有所述多自由度定位治具本体，所述多自由度定位治具本体的底部设有所述治具定位和复位驱动机构，所述可旋转定位治具的一侧设有所述治具侧边定位机构，所述治具侧边定位机构的底部设有所述治具侧边旋转机构。
作为本发明的进一步优化方案，所述可旋转定位治具包括产品定位治具、定位治具旋转底座和底座旋转轴，所述产品定位治具的底部固定安装所述定位治具旋转底座，所述定位治具旋转底座的底部固定安装所述底座旋转轴。
作为本发明的进一步优化方案，所述旋转定位治具可移动载具包括轴承、轴承座、旋转轴定位钢珠、定位钢珠安装块、旋转治具左支撑块、旋转治具右支撑块、旋转治具安装板、定位等高螺栓、定位治具滑动底座和移动载具上拨块，所述定位治具滑动底座的底部焊接所述移动载具上拨块，所述定位治具滑动底座的顶部设有所述旋转治具安装板，所述旋转治具安装板与所述定位治具滑动底座通过所述定位等高螺栓进行固定连接，所述旋转治具安装板的顶部两侧均固定安装所述轴承座，所述轴承座的一侧均固定安装所述轴承，所述底座旋转轴穿过所述轴承且所述底座旋转轴与所述轴承进行滚动连接，所述轴承座的一侧固定设有所述定位钢珠安装块，所述定位钢珠安装块的顶部设有所述旋转轴定位钢珠，所述旋转治具安装板的顶部左侧固定安装旋转治具左支撑块，所述旋转治具安装板的顶部右侧固定安装所述旋转治具右支撑块。
作为本发明的进一步优化方案，所述多自由度定位治具本体包括直线滑轨、直线滑轨定位块、定位机构本体基板、防止移动治具自由移动磁铁、磁铁安装块、光纤感应挡板、机构支撑轮安装块、上导向支撑轮、下导向支撑轮、拉簧，链条安装板一、链条安装板二，所述定位机构本体基板的顶部两侧均固定安装所述直线滑轨，所述直线滑轨的两端均焊接有所述直线滑轨定位块，所述直线滑轨的一侧滑动连接有导轨滑块，所述定位治具滑动底座通过螺栓与所述导轨滑块进行固定连接，所述定位机构本体基板的顶部中部固定安装所述磁铁安装块，所述磁铁安装块的顶部固定安装所述防止移动治具自由移动磁铁，所述定位机构本体基板的顶部一侧固定安装所述光纤感应挡板，所述定位机构本体基板的侧面固定安装所述机构支撑轮安装块，所述机构支撑轮安装块的顶部转动连接所述上导向支撑轮，所述机构支撑轮安装块的底部转动连接所述下导向支撑轮，所述上导向支撑轮与所述机构支撑轮安装块之间固定连接所述拉簧，所述定位机构本体基板的一侧固定安装所述链条安装板一，所述定位机构本体基板的的另一侧固定安装所述链条安装板二。
作为本发明的进一步优化方案，所述治具定位和复位驱动机构包括移动定位治具复位拨块、复位气缸和气缸安装块，所述气缸安装块的一侧固定安装所述复位气缸，所述复位气缸的一侧固定连接所述移动定位治具复位拨块，所述移动定位治具复位拨块的顶端穿过所述定位机构本体基板且所述移动定位治具复位拨块的顶端与所述移动载具上拨块的底端进行卡接。
作为本发明的进一步优化方案，所述治具侧边定位机构包括侧边定位块、侧边限位块、侧边定位块安装机构，所述侧边定位块安装机构的一侧固定安装所述侧边定位块，所述侧边定位块的顶部固定安装所述侧边限位块。
作为本发明的进一步优化方案，所述治具侧边旋转机构包括旋转气缸、旋转气缸安装机构、治具转轴旋转块，所述旋转气缸安装机构的一侧固定安装所述旋转气缸，所述旋转气缸的一侧固定连接所述治具转轴旋转块，所述治具转轴旋转块与所述底座旋转轴进行卡接。
本发明的有益效果在于：
本发明结构简单，设计合理，解决了制程组件定位和旋转动作，减化机构，减少动作流程，降低设备成本，提高生产效率，实现在不更换治具的情况下，能够从正上方、左侧和右侧三个方向进行自动定位和自动组装，从而节省了更换定位治具和旋转产品的环节。
附图说明
图1是本发明的治具侧边定位机构的横截面结构示意图；
图2是本发明的治具侧边旋转机构的横截面结构示意图；
图3是本发明的可旋转定位治具的轴测图；
图4是本发明的旋转定位治具可移动载具的轴测图；
图5是本发明的多自由度定位治具本体的顶部轴测图；
图6是本发明的多自由度定位治具本体的底部轴测图；
图7是本发明的治具定位和复位驱动机构的轴测图；
图8是本发明的治具侧边定位机构的轴测图；
图9是本发明的治具侧边旋转机构的轴测图。
图中：1.产品定位治具、2.定位治具旋转底座、3.底座旋转轴、4.轴承、5.轴承座、6旋转轴定位钢珠、7.定位钢珠安装块、8.旋转治具左支撑块、9.旋转治具右支撑块、10.旋转治具安装板、11.定位等高螺栓、12.定位治具滑动底座、13.移动载具上拨块、14.直线滑轨、15.直线滑轨定位块、16.定位机构本体基板、17.防止移动治具自由移动磁铁、18.磁铁安装块、19.光纤感应挡板、20.机构支撑轮安装块、21.上导向支撑轮、22.下导向支撑轮、23.拉簧，24.链条安装板一、25.链条安装板二、26.移动定位治具复位拨块、27.复位气缸、28.气缸安装块、29.侧边定位块、30.侧边限位块、31.侧边定位块安装机构、32.旋转气缸、33.旋转气缸安装机构、34.治具转轴旋转块、35.可旋转定位治具、36.旋转定位治具可移动载具、37.多自由度定位治具本体、38.治具定位和复位驱动机构、39.治具侧边定位机构、40.治具侧边旋转机构、41.导轨滑块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-9所示，一种多自由度定位机构，包括可旋转定位治具35、旋转定位治具可移动载具36、多自由度定位治具本体37、治具定位和复位驱动机构38、治具侧边定位机构39和治具侧边旋转机构40，所述可旋转定位治具35的底部设有所述旋转定位治具可移动载具36，所述旋转定位治具可移动载具36的底部设有所述多自由度定位治具本体37，所述多自由度定位治具本体37的底部设有所述治具定位和复位驱动机构38，所述可旋转定位治具35的一侧设有所述治具侧边定位机构39，所述治具侧边定位机构39的底部设有所述治具侧边旋转机构40。
所述可旋转定位治具35包括产品定位治具1、定位治具旋转底座2和底座旋转轴3，所述产品定位治具1的底部固定安装所述定位治具旋转底座2，所述定位治具旋转底座2的底部固定安装所述底座旋转轴3。
所述旋转定位治具可移动载具36包括轴承4、轴承座5、旋转轴定位钢珠6、定位钢珠安装块7、旋转治具左支撑块8、旋转治具右支撑块9、旋转治具安装板10、定位等高螺栓11、定位治具滑动底座12和移动载具上拨块13，所述定位治具滑动底座12的底部焊接所述移动载具上拨块13，所述定位治具滑动底座12的顶部设有所述旋转治具安装板10，所述旋转治具安装板10与所述定位治具滑动底座12通过所述定位等高螺栓11进行固定连接，所述旋转治具安装板10的顶部两侧均固定安装所述轴承座5，所述轴承座5的一侧均固定安装所述轴承4，所述底座旋转轴3穿过所述轴承4且所述底座旋转轴3与所述轴承4进行滚动连接，所述轴承座5的一侧固定设有所述定位钢珠安装块7，所述定位钢珠安装块7的顶部设有所述旋转轴定位钢珠6，所述旋转治具安装板10的顶部左侧固定安装旋转治具左支撑块8，所述旋转治具安装板10的顶部右侧固定安装所述旋转治具右支撑块9。
所述多自由度定位治具本体37包括直线滑轨14、直线滑轨定位块15、定位机构本体基板16、防止移动治具自由移动磁铁17、磁铁安装块18、光纤感应挡板19、机构支撑轮安装块20、上导向支撑轮21、下导向支撑轮22、拉簧23，链条安装板一24、链条安装板二25，所述定位机构本体基板16的顶部两侧均固定安装所述直线滑轨14，所述直线滑轨14的两端均焊接有所述直线滑轨定位块15，所述直线滑轨14的一侧滑动连接有导轨滑块41，所述定位治具滑动底座12通过螺栓与所述导轨滑块41进行固定连接，所述定位机构本体基板16的顶部中部固定安装所述磁铁安装块18，所述磁铁安装块18的顶部固定安装所述防止移动治具自由移动磁铁17，所述定位机构本体基板16的顶部一侧固定安装所述光纤感应挡板19，所述定位机构本体基板16的侧面固定安装所述机构支撑轮安装块20，所述机构支撑轮安装块20的顶部转动连接所述上导向支撑轮21，所述机构支撑轮安装块20的底部转动连接所述下导向支撑轮22，所述上导向支撑轮21与所述机构支撑轮安装块20之间固定连接所述拉簧23，所述定位机构本体基板16的一侧固定安装所述链条安装板一24，所述定位机构本体基板16的的另一侧固定安装所述链条安装板二25。
所述治具定位和复位驱动机构38包括移动定位治具复位拨块26、复位气缸27和气缸安装块28，所述气缸安装块28的一侧固定安装所述复位气缸27，所述复位气缸27的一侧固定连接所述移动定位治具复位拨块26，所述移动定位治具复位拨块26的顶端穿过所述定位机构本体基板16且所述移动定位治具复位拨块26的顶端与所述移动载具上拨块13的底端进行卡接。
所述治具侧边定位机构39包括侧边定位块29、侧边限位块30、侧边定位块安装机构31，所述侧边定位块安装机构31的一侧固定安装所述侧边定位块29，所述侧边定位块29的顶部固定安装所述侧边限位块30。
所述治具侧边旋转机构40包括旋转气缸32、旋转气缸安装机构33、治具转轴旋转块34，所述旋转气缸安装机构33的一侧固定安装所述旋转气缸32，所述旋转气缸32的一侧固定连接所述治具转轴旋转块34，所述治具转轴旋转块34与所述底座旋转轴3进行卡接。
需要说明的是；
治具定位和复位驱动机构，根据自动化线的结构要求，安装于同步线体的机架上。
治具侧边定位机构，根据自动化线的结构要求，安装于同步线体的机架上。
治具侧边旋转机构，根据自动化线的结构要求，安装于同步线体的机架上。
工作原理：
中央控制单元PLC通过接收感应器(包含光纤传感器、光电传感器、接近感应器和磁簧感应开关等感应元件)输出的信号，执行逻辑程序，控制马达、气缸等执行元件，由执行元件驱动执行机构完成相应的指令和动作。当执行机构完成相应的指令和动作后，执行元件反馈信号给PLC，形成闭环控制。PLC通过接收信号和输出信号，按照程序逻辑执行程序指令，并依此来实现自动检测、自动控制、自动加工和自动反馈，以实现自动生产的循环工作。
动态工作过程：
1.当快速移动的定位机构光纤感应挡板19挡住光纤后，光纤输出信号给PLC，→2.PLC接收到光纤传感器的信号后，输入指令，控制同步线体伺服马达停止运转，保持定位机构停在固定位置，→3.PLC输出指令，控制复位气缸，移动定位治具复位拨块26推动可旋转定位治具35移动到治具侧边定位机构39，并通过机械结构进行定位，→4.PLC输出指令进行组装工作，组装工作完成并输出信号，→5.PLC输出指令，控制复位气缸27，移动定位治具复位拨块26推动可旋转定位治具35复位，→6.防止移动治具自由移动磁铁17吸住可旋转定位治具35，防止在移动过程中自由移位，→7.复位气缸27复位感应开关打开并输出信号给PLC，→8.PLC输出指令，同步线在伺服马达的驱动下移动设定的距离，依次循环
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (5)
1.一种多自由度定位机构，其特征在于：包括可旋转定位治具(35)、旋转定位治具可移动载具(36)、多自由度定位治具本体(37)、治具定位和复位驱动机构(38)、治具侧边定位机构(39)和治具侧边旋转机构(40)，所述可旋转定位治具(35)的底部设有所述旋转定位治具可移动载具(36)，所述旋转定位治具可移动载具(36)的底部设有所述多自由度定位治具本体(37)，所述多自由度定位治具本体(37)的底部设有所述治具定位和复位驱动机构(38)，所述可旋转定位治具(35)的一侧设有所述治具侧边定位机构(39)，所述治具侧边定位机构(39)的底部设有所述治具侧边旋转机构(40)；
所述可旋转定位治具(35)包括产品定位治具(1)、定位治具旋转底座(2)和底座旋转轴(3)，所述产品定位治具(1)的底部固定安装所述定位治具旋转底座(2)，所述定位治具旋转底座(2)的底部固定安装所述底座旋转轴(3)；
所述旋转定位治具可移动载具(36)包括轴承(4)、轴承座(5)、旋转轴定位钢珠(6)、定位钢珠安装块(7)、旋转治具左支撑块(8)、旋转治具右支撑块(9)、旋转治具安装板(10)、定位等高螺栓(11)、定位治具滑动底座(12)和移动载具上拨块(13)，所述定位治具滑动底座(12)的底部焊接所述移动载具上拨块(13)，所述定位治具滑动底座(12)的顶部设有所述旋转治具安装板(10)，所述旋转治具安装板(10)与所述定位治具滑动底座(12)通过所述定位等高螺栓(11)进行固定连接，所述旋转治具安装板(10)的顶部两侧均固定安装所述轴承座(5)，所述轴承座(5)的一侧均固定安装所述轴承(4)，所述底座旋转轴(3)穿过所述轴承(4)且所述底座旋转轴(3)与所述轴承(4)进行滚动连接，所述轴承座(5)的一侧固定设有所述定位钢珠安装块(7)，所述定位钢珠安装块(7)的顶部设有所述旋转轴定位钢珠(6)，所述旋转治具安装板(10)的顶部左侧固定安装旋转治具左支撑块(8)，所述旋转治具安装板(10)的顶部右侧固定安装所述旋转治具右支撑块(9)。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度定位机构，其特征在于：所述多自由度定位治具本体(37)包括直线滑轨(14)、直线滑轨定位块(15)、定位机构本体基板(16)、防止移动治具自由移动磁铁(17)、磁铁安装块(18)、光纤感应挡板(19)、机构支撑轮安装块(20)、上导向支撑轮(21)、下导向支撑轮(22)、拉簧(23)，链条安装板一(24)、链条安装板二(25)，所述定位机构本体基板(16)的顶部两侧均固定安装所述直线滑轨(14)，所述直线滑轨(14)的两端均焊接有所述直线滑轨定位块(15)，所述直线滑轨(14)的一侧滑动连接有导轨滑块(41)，所述定位治具滑动底座(12)通过螺栓与所述导轨滑块(41)进行固定连接，所述定位机构本体基板(16)的顶部中部固定安装所述磁铁安装块(18)，所述磁铁安装块(18)的顶部固定安装所述防止移动治具自由移动磁铁(17)，所述定位机构本体基板(16)的顶部一侧固定安装所述光纤感应挡板(19)，所述定位机构本体基板(16)的侧面固定安装所述机构支撑轮安装块(20)，所述机构支撑轮安装块(20)的顶部转动连接所述上导向支撑轮(21)，所述机构支撑轮安装块(20)的底部转动连接所述下导向支撑轮(22)，所述上导向支撑轮(21)与所述机构支撑轮安装块(20)之间固定连接所述拉簧(23)，所述定位机构本体基板(16)的一侧固定安装所述链条安装板一(24)，所述定位机构本体基板(16)的的另一侧固定安装所述链条安装板二(25)。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度定位机构，其特征在于：所述治具定位和复位驱动机构(38)包括移动定位治具复位拨块(26)、复位气缸(27)和气缸安装块(28)，所述气缸安装块(28)的一侧固定安装所述复位气缸(27)，所述复位气缸(27)的一侧固定连接所述移动定位治具复位拨块(26)，所述移动定位治具复位拨块(26)的顶端穿过所述定位机构本体基板(16)且所述移动定位治具复位拨块(26)的顶端与所述移动载具上拨块(13)的底端进行卡接。
4.根据权利要求1所述的一种多自由度定位机构，其特征在于：所述治具侧边定位机构(39)包括侧边定位块(29)、侧边限位块(30)、侧边定位块安装机构(31)，所述侧边定位块安装机构(31)的一侧固定安装所述侧边定位块(29)，所述侧边定位块(29)的顶部固定安装所述侧边限位块(30)。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度定位机构，其特征在于：所述治具侧边旋转机构(40)包括旋转气缸(32)、旋转气缸安装机构(33)、治具转轴旋转块(34)，所述旋转气缸安装机构(33)的一侧固定安装所述旋转气缸(32)，所述旋转气缸(32)的一侧固定连接所述治具转轴旋转块(34)，所述治具转轴旋转块(34)与所述底座旋转轴(3)进行卡接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Baoyan Inventor after: Xu Shuangqiong Inventor before: Chen Bao Yan |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |