CN110000593A - 一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置 - Google Patents

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蒋浩淼
唐婧仪
史满藤
黄雨菲
赖永欣
张也
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Abstract

本发明公开了一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置，由移动装置、导向机构、位置检测传感器、传感器触发块、固定支撑板、凹型定位块、凹型定位槽、传动组件和地面固定基座组成；位置检测传感器安装在移动装置上，并通过传感器检测判断移动装置是否到达目标位置，移动装置到达预停留位置后，位置检测传感器发出反馈信号，自动控制移动装置停止运动，实现一次自动定位。传动组件采用气缸作为驱动元件，利用直线轴承减小导向轴的运动间隙，导向轴在直线轴承内滚动为过盈配合方式，无径向间隙，气缸推动凹型定位块与凹型定位槽同轴配合，沿移动装置运动方向高精度快速定位；具有自动化程度高，定位可靠，导向性好的特点。

Description

一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置
技术领域
本发明涉及机械制造与装配工艺技术领域，具体地说，涉及一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置。
背景技术
自动化、智能化生产车间迅速发展，物料运输是生产环节的重要部分。目前，物料运输的移动装置设置有导向结构，在进入工位时，只需要沿移动方向对其进行定位，提高作业精度及稳定性。一般采用限位开关、限位挡块的方式进行定位，但现有方式存在定位精度低、可靠性差、作业时易晃动等问题，难以保证移动装置沿运动方向的高精度可靠定位。简便、快速、准确地进行高精度定位是自动化、智能化生产的必要条件。
发明专利CN205870603U公开了“一种运用于移动机器人AGV的二次机械式三维定位结构”，该结构由辅助定位装置与地面定位装置配合进行一次定位，气缸推动定位锥在滑座中滑动，定位锥的圆锥面与定位槽的定位面配合，进行二次定位，定位精度达到±0.2mm。该结构对移动机器人AGV进行空间定位，采取两次机械式定位方式，不适用于生产线中沿物料运输方向自动、高精度定位。
发明内容
为了避免现有技术存在的移动装置沿运动方向定位精度低、可靠性差、易晃动的问题，本发明提出一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置。该定位装置利用位置检测传感器检测判断移动装置到达目标位置，进行一次定位；通过气缸推动导向轴在直线轴承内运动，带动凹型块进行高精度定位。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括移动装置、导向机构、位置检测传感器、传感器触发块、传感器支撑板、固定支撑板、U形支撑架、凹型定位槽、地面固定基座和传动组件，所述移动装置位于导向机构上部，移动装置与导向机构通过导轨滑块配合安装传感器触发块固定在移动装置侧端部，位置检测传感器通过传感器支撑板固定在导向机构上导轨侧部，且与传感器触发块配合，实现移动装置的到位检测，并对其进行一次定位；传动组件与固定支撑板配合安装在移动装置前部，固定支撑板与移动装置固连，并通过定位销进行定位，U形支撑架位于固定支撑板下部并通过螺栓固连；
所述传动组件包括气缸、直线轴承、导向轴套、凹型定位块、第一连轴块、第二连轴块和导向轴，气缸位于固定支撑板上部，第一连轴块与气缸活塞杆通过螺纹连接，第二连轴块一端与第一连轴块相连接，另一端与导向轴的上端通过螺栓连接，导向轴套设置在U形支撑架与直线轴承之间，导向轴套设有与导向轴上导向槽对应的导向凸起结构，导向轴套约束导向轴的运动方向，通过导向轴在直线轴承的无间隙滚动运动，凹型定位块通过螺钉固定安装在导向轴下端，实现凹型定位块的定向运动。
所述凹型定位槽与地面固定基座通过螺栓固连，且位于传动组件的凹型定位块下部，通过定位销确定凹型定位槽在地面固定基座的位置，凹型定位块与凹型定位槽同轴线配合，进行单向定位，实现沿运动方向的定位。
所述导向轴在直线轴承内孔为过盈配合，导向轴在直线轴承内做滚动直线运动，导向轴设有导向槽结构。
有益效果
本发明提出的一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置，由移动装置、导向机构、位置检测传感器、传感器触发块、、固定支撑板、U形支撑架、凹型定位块、凹型定位槽、传动组件和地面固定基座组成；位置检测传感器安装在移动装置上，并通过传感器检测判断移动装置是否到达目标位置，移动装置到达预停留位置后，位置检测传感器发出反馈信号，自动控制移动装置停止运动，实现一次自动定位。传动组件采用气缸作为驱动元件，利用直线轴承减小导向轴的运动间隙，导向轴在直线轴承内滚动，为过盈配合方式，无径向间隙，具有精度高、平稳性高、导向性好的特点；传动组件的气缸推动凹型定位块与凹型定位槽同轴配合，进行二次精准定位，沿移动装置运动方向高精度快速定位。定位精度达到±0.05mm。
本发明快速定位装置使用传感器进行位置检测，通过机械定位结构进行高精度定位，自动化程度高，定位可靠，稳定性好。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置作进一步详细说明。
图1为本发明用于自动化生产线的高精度快速定位装置示意图。
图2为本发明用于自动化生产线的高精度快速定位装置轴测图。
图3为本发明用于自动化生产线的高精度快速定位装置剖视图。
图4为本发明的地面固定基座结构示意图。
图中
1.移动装置 2.导向结构 3.位置检测传感器 4.传感器触发块 5.传感器支撑板6.气缸 7.固定支撑板 8.U形支撑架 9.直线轴承 10.导向轴套 11.凹型定位块 12.第一连轴块 13.第二连轴块 14.导向轴 15.凹型定位槽 16.地面固定基座
具体实施方式
本实施例是一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置。
参阅图1～图4，本实施例用于自动化生产线的高精度快速定位装置由移动装置1、导向机构2、位置检测传感器3、传感器触发块4、传感器支撑板5、固定支撑板7、U形支撑架8、凹型定位槽15、地面固定基座16和传动组件组成；其中，移动装置1固定在导向机构2上部，移动装置1与导向机构2通过导轨滑块配合安装。传感器触发块4固定在移动装置1侧端部，位置检测传感器3通过传感器支撑板5固定在导向机构2上导轨侧部，且与传感器触发块4配合，传感器支撑板5安装在移动装置1上，位置检测传感器3固定安装在传感器支撑板5上，移动装置1到达预停留位置时，传感器触发块4触发位置检测传感器3，发出反馈信号，进行移动装置1的到位检测，移动装置1停止运动，实现移动装置的到位检测，并对其进行一次定位。传动组件与固定支撑板7配合安装在移动装置1前部，固定支撑板7与移动装置1固定连接，并通过定位销进行定位，U形支撑架8位于固定支撑板7下部并通过螺栓固定连接。
本实施例中，传动组件包括气缸6、直线轴承9、导向轴套10、凹型定位块11、第一连轴块12、第二连轴块13和导向轴14，安装时，传动组件的零部件在同一轴线上；气缸6位于固定支撑板7上部，第一连轴块12与气缸活塞杆通过螺纹连接，第二连轴块13一端与第一连轴块12相连接，第二连轴块13另一端与导向轴14的上端通过螺栓相连。导向轴套10设置在U形支撑架8与直线轴承9之间，导向轴套10设有与导向轴上导向槽对应的导向凸起结构，导向轴套约束导向轴14的运动方向，通过导向轴14在直线轴承9的无间隙滚动运动，以及导向轴套的方向约束，凹型定位块11通过螺钉固定安装在导向轴14下端，实现凹型定位,11的高精度定向运动。
凹型定位槽15与地面固定基座16通过螺栓固连，位于传动组件的凹型定位块11下部，通过定位销确定凹型定位槽15在地面固定基座16的位置，凹型定位块11与凹型定位槽15同轴轴线配合，进行单向定位。凹型定位槽15通过定位销确定凹型定位槽15在地面的位置，可避免移动装置1在凹型定位块11和导向结构2同时作用下发生过定位，实现沿运动方向的定位。
导向轴14在直线轴承内孔采用过盈配合，导向轴在直线轴承内做滚动直线运动；导向轴设有导向槽结构。
工作过程
首先进行一次定位；位置检测传感器安装在移动装置上，并通过传感器检测判断移动装置是否到达目标位置，移动装置1到达预停留位置后，位置检测传感器3发出反馈信号，控制移动装置1停止运动，实现一次自动定位。当控制移动装置1停止运动，确保移动装置1停留在一定范围内，为实现二次高精度定位提供条件。
传动组件采用气缸作为驱动元件，利用直线轴承减小导向轴的运动间隙，导向轴在直线轴承内滚动为过盈配合方式，无径向间隙，气缸推动凹型定位块与凹型定位槽同轴配合，沿移动装置运动方向高精度快速定位。
然后进行二次高精度定位；气缸输入压缩空气，气缸推杆推出，带动导向轴14在直线轴承9内滚动，导向轴14与直线轴承9过盈配合，相对运动方式为滚动，导向轴14受到的摩擦力很小，运动精度高，平稳性好。导向轴套10对导向轴14具有导向约束作用，同时保护直线轴承9不发生旋转运动，导向轴套10上的凸起结构在导向槽内滑动。连接在导向轴14上的凹型定位块11向下运动，凹型定位块11的斜面与凹型定位槽15的面相接触，实现移动装置1沿着运动方向的高精度定位。
凹型定位槽安装在地面固定基座上，通过定位销进行精准定位，凹型定位块插入地面凹定位槽后，定位精度可达±0.05mm。

Claims (3)

1.一种用于自动化生产线的高精度快速定位装置，其特征在于:包括移动装置、导向机构、位置检测传感器、传感器触发块、传感器支撑板、固定支撑板、U形支撑架、凹型定位槽、地面固定基座和传动组件，所述移动装置位于导向机构上部，移动装置与导向机构通过导轨滑块配合安装传感器触发块固定在移动装置侧端部，位置检测传感器通过传感器支撑板固定在导向机构上导轨侧部，且与传感器触发块配合，实现移动装置的到位检测，并对其进行一次定位；传动组件与固定支撑板配合安装在移动装置前部，固定支撑板与移动装置固连，并通过定位销进行定位，U形支撑架位于固定支撑板下部并通过螺栓固连；
所述传动组件包括气缸、直线轴承、导向轴套、凹型定位块、第一连轴块、第二连轴块和导向轴，气缸位于固定支撑板上部，第一连轴块与气缸活塞杆通过螺纹连接，第二连轴块一端与第一连轴块相连接，另一端与导向轴的上端通过螺栓连接，导向轴套设置在U形支撑架与直线轴承之间，导向轴套设有与导向轴上导向槽对应的导向凸起结构，导向轴套约束导向轴的运动方向，通过导向轴在直线轴承的无间隙滚动运动，凹型定位块通过螺钉固定安装在导向轴下端，实现凹型定位块的定向运动。
2.根据权利要求1所述的用于自动化生产线的高精度快速定位装置，其特征在于:所述凹型定位槽与地面固定基座通过螺栓固连，且位于传动组件的凹型定位块下部，通过定位销确定凹型定位槽在地面固定基座的位置，凹型定位块与凹型定位槽同轴线配合，进行单向定位，实现沿运动方向的定位。
3.根据权利要求1所述的用于自动化生产线的高精度快速定位装置，其特征在于:所述导向轴在直线轴承内孔为过盈配合，导向轴在直线轴承内做滚动直线运动，导向轴设有导向槽结构。
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