CN112935862B - 一种机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床加工技术领域，具体涉及一种机床用自动触发式定位机构及其使用方法，包括机床，还包括控制器和定位装置，定位装置包括压紧块、支撑板、位移传感器、升降组件、滑动组件和牵引组件，所述位移传感器、滑动组件和牵引组件均与控制器为电性连接，本发明的一种机床用自动触发式定位机构及其使用方法，无需人工频繁调整工件位置，夹具能自动感应工件的待加工位置并及时固定和加工，避免工件的反复装夹，省时省力，同时不需要工人在加工过程中反复调整工件的位置，降低了安全隐患，同时能将工件迅速夹紧，节省了加工的时间，可精确把控夹具的运动精度并配合位移传感器，进一步提升机床的自动定位效果。

Description

一种机床

本申请是申请号为2020100893219发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，具体涉及一种机床。

背景技术

机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

我国专利申请号：CN201910278754.6；公开日：2019.07.23公开了自动触发式回撤往复装置，包括底座，底座水平放置于地面，底座上设置有用于做往复运动并实现往复输出目的的输出机构，输出机构包括驱动构件、输出构件，输出构件用于做往复运动并实现往复输出目的，驱动构件用于为输出构件做往复运动提供往复动力；通过复位机构进行复位，复位完毕的同时，合拢恢复构件使输出机构合拢并恢复至初始状态，可进行下一轮的往复输出，整个往复输出过程全自动化，无需工作人员手动操作，大大提高了工作效率，此外，辅助部件的设置使输出机构的往复输出过程更加平稳顺利，不会出现顿挫、卡住等问题，避免分离回撤构件与输出机构之间发生碰撞并影响两者的运行。

我国专利申请号：CN201510922829.1；公开日：2019.04.27公开了本发明公开了一种薄形曲面零件的定位加工方法，具体加工过程包括：(1)加工切削部位的外轮廓；(2)采用在坯料厚度方向上一次性进刀，在坯料宽度方向上逐次进刀的方式加工切削部位的正面；(3)削薄过渡部位的正面；(4)绕定位夹具的旋转轴线翻转U型夹头180度，采用步骤(2)的进刀方式加工切削部位的反面；(5)削薄过渡部位的反面，直至过渡部位仅残留连接耳片；(6)切断连接耳片，获得加工成型的薄形曲面零件。本发明保证在零件的加工过程中，始终保持自身刚性处于最强状态，避免在加工过程中出现震动问题。

以上两个发明的结构存在以下几点不足：

1.机床上没有设计可自动触发的定位结构，在加工时，需要先松开夹具，通过人工调整工件的加工位置，然后再重新启动夹具对工件进行固定和加工，夹具无法自动感应到工件需要加工的位置及时停止并固定和加工，费时费力，同时在加工过程中作工件的调整，具有一定的安全隐患。

2.夹具的夹紧速度较慢，耽误了加工的时间，因而降低了加工的效率，同时没有设计相应的位移传感器，夹具运动的距离，即运动精度无法及时把控，因而使得机床的自动定位效果有待提升。

3.夹具上并没有设计压力传感器，同时也没有设计缓冲结构，因而夹具在夹持工件时，无法及时获悉夹具对工件的夹持的压力大小，进而容易使得工件表面受力过大时产生裂痕，甚至损伤工件，从而影响成品的质量，不利于企业收益。

根据现有技术的不足，因而有必要设计一种无需人工频繁调整工件位置，夹具能自动感应工件待加工位置并及时固定和加工，夹紧速度快，可把控夹具的运动精度，同时设计有缓冲机构，能有效防止工件因夹紧力度过大而损伤工件的机床用自动触发式定位机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床用自动触发式定位机构及其使用方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种机床用自动触发式定位机构，包括机床，还包括控制器和定位装置，所述控制器固定设在机床的外壁上，所述定位装置设在三爪卡盘和尾座之间以定位工件，定位装置包括压紧块、支撑板、位移传感器、升降组件、滑动组件和牵引组件，所述升降组件呈竖直设置在机床的顶部，所述支撑板固定设置在升降组件上，所述滑动组件固定设在支撑板的顶部，滑动组件上固定设置有底板，所述位移传感器和牵引组件均设在底板的顶部，所述压紧块设置在牵引组件上并与底板滑动连接，所述位移传感器、滑动组件和牵引组件均与控制器为电性连接。

进一步的，所述牵引组件包括伺服电机、偏心轮、三角板和牵引杆，所述伺服电机固定设在底板的顶部，所述偏心轮套设在伺服电机的输出端上，所述底板的顶部呈对称设置有两个立板，所述三角板铰接设置在两个立板之间，所述牵引杆铰接设置在三角板远离立板的底部一端，并且牵引杆远离三角板的一端与压紧块铰接，三角板远离立板的顶部一端上铰接设置有滚轮，所述滚轮沿其轴线方向的外壁上一体成型设置有卡接槽，所述偏心轮远离伺服电机的一侧设有凹槽，滚轮与凹槽卡接，凹槽内部固定设有柱体，所述柱体的外壁上设有与卡接槽贴合的导向条，伺服电机与控制器电连接。

进一步的，所述导向条的两端均固定连接有限位块。

进一步的，所述底板远离限位块的一端一体成型设置有滑槽，所述底板远离三角板的一端设有固定块，所述压紧块与滑槽滑动连接，所述滑槽的内部水平设置有复位部件。

进一步的，所述复位部件包括内杆、套杆和伸缩弹簧，所述内杆固定设在压紧块远离牵引杆的底部外壁上，所述套杆套设在内杆远离压紧块的一端并与滑槽的内壁固定连接，套杆的内部固定设有定位杆，所述伸缩弹簧套设在定位杆上，并且伸缩弹簧的两端分别与内杆远离压紧块的一端、套杆的内壁抵触，所述内杆的内壁上设有可供定位杆插设的插孔。

进一步的，所述滑动组件包括滑台和两个导轨，所述滑台固定设在支撑板上，所述滑台上滑动设有滑块，所述滑块的顶部与底板的底部固定连接，并且滑块的底部两端呈对称设置有两个滑条，两个导轨呈对称设置在滑台的两端，每个滑条均与一个导轨滑动连接。

进一步的，所述升降组件包括四个伸缩脚，每个伸缩脚均呈竖直设在支撑板的底部和机床的顶部之间。

进一步的，所述压紧块远离牵引杆的一端外壁上贴合设置有薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器与控制器电连接。

一种机床用自动触发式定位机构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将需要加工的工件放置在三爪卡盘和尾座之间并通过二者夹紧。

步骤二：通过控制器启动滑台，从而通过滑台带动底板水平滑动，进而通过底板带动压紧块水平滑动，当位移传感器滑动到工件上需要加工的位置时，如凸起、凸块等，发出信号，并将这一信号传送给控制器，控制器接收到这一信号后，关闭滑台，然后启动伺服电机，从而带动偏心轮旋转，进而通过柱体向下按压滚轮，因而带动三角板远离立板的一端旋转，进一步带动牵引杆向靠近压紧块的一端挤压，因而带动压紧块于底板上向靠近固定块的一端滑动，并配合固定块将工件夹紧，达到定位效果，薄膜压力传感器起到检测压紧块压力值的作用，防止因压力过大而损伤工件。

步骤三：当遇到较大的工件时，四个伸缩脚向下收缩，从而带动支撑板下降，进而带动底板下降，为工件腾出定位和夹持的空间，当遇到较小的工件时，四个伸缩脚向上伸出，从而带动支撑板上升，进而带动底板上升，为工件腾出定位和夹持的空间。

本发明的有益效果：

1.本发明通过设计控制器和定位装置，无需人工频繁调整工件位置，夹具能自动感应工件的待加工位置并及时固定和加工，避免工件的反复装夹，省时省力，同时不需要工人在加工过程中反复调整工件的位置，降低了安全隐患。

2.本发明通过设计位移传感器和牵引组件，夹具在运动到工件的加工位置时能及时感应并驱动牵引组件及时启动，将工件迅速夹紧，节省了加工的时间，同时可精确把控夹具的运动精度并配合位移传感器，进一步提升机床的自动定位效果。

3.本发明通过设计薄膜压力传感器和复位部件，夹具在夹持工件时，可及时获悉夹具对工件的夹持的压力大小，进而防止工件表面受压力过大而产生裂痕甚至损伤工件，从而保证工件的加工质量，有利于企业增加收益。

4.本发明通过设计升降组件，带动夹具升降，进而满足不同大小的工件的加工要求，进一步提高了本自动触发式定位机构的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中的A处放大图；

图3为本发明定位装置的立体结构示意图；

图4为本发明定位装置的立体分解示意图；

图5为本发明底板和牵引组件的立体结构示意图；

图6为图5中的B处放大图；

图7为本发明复位部件的平面结构示意图；

图8为图7中沿C-C线处的平面剖视图；

图中：机床1，控制器2，定位装置3，压紧块30，薄膜压力传感器300，支撑板31，位移传感器32，升降组件33，伸缩脚330，滑动组件34，滑台340，导轨341，滑块342，滑条343，牵引组件35，伺服电机350，偏心轮351，三角板352，牵引杆353，滚轮354，柱体355，导向条356，限位块357，底板4，立板40，固定块41，复位部件42，内杆420，套杆421，伸缩弹簧422，定位杆423。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1至图8所示的一种机床用自动触发式定位机构，包括机床1，还包括控制器2和定位装置3，所述控制器2固定设在机床1的外壁上，所述定位装置3设在三爪卡盘和尾座之间以定位工件，定位装置3包括压紧块30、支撑板31、位移传感器32、升降组件33、滑动组件34和牵引组件35，所述升降组件33呈竖直设置在机床1的顶部，所述支撑板31固定设置在升降组件33上，所述滑动组件34固定设在支撑板31的顶部，滑动组件34上固定设置有底板4，所述位移传感器32和牵引组件35均设在底板4的顶部，所述压紧块30设置在牵引组件35上并与底板4滑动连接，所述位移传感器32、滑动组件34和牵引组件35均与控制器2为电性连接。

所述牵引组件35包括伺服电机350、偏心轮351、三角板352和牵引杆353，所述伺服电机350固定设在底板4的顶部，所述偏心轮351套设在伺服电机350的输出端上，所述底板4的顶部呈对称设置有两个立板40，所述三角板352铰接设置在两个立板40之间，所述牵引杆353铰接设置在三角板352远离立板40的底部一端，并且牵引杆353远离三角板352的一端与压紧块30铰接，三角板352远离立板40的顶部一端上铰接设置有滚轮354，所述滚轮354沿其轴线方向的外壁上一体成型设置有卡接槽，所述偏心轮351远离伺服电机350的一侧设有凹槽，滚轮354与凹槽卡接，凹槽内部固定设有柱体355，所述柱体355的外壁上设有与卡接槽贴合的导向条356，伺服电机350与控制器2电连接，当位移传感器32滑动到工件上需要加工的位置时，如凸起、凸块等，发出信号，并将这一信号传送给控制器2，控制器2接收到这一信号后，关闭滑台340，底板4停止滑动，然后启动伺服电机350，从而带动偏心轮351旋转，进而带动柱体355偏心旋转，由于滚轮354与三角板352远离立板40的顶部一端转动连接，滚轮354上设计有卡接槽，又因为柱体355外壁上设有与卡接槽贴合的导向条356，因而抵触滚轮354并带动三角板352远离立板40的一端旋转，进一步带动牵引杆353向靠近压紧块30的一端挤压，因而带动压紧块30于底板4上向靠近固定块41的一端滑动，并配合固定块41将工件夹紧，达到定位效果；本申请的牵引组件35包括伺服电机350、偏心轮351、三角板352和牵引杆353以及具体的铰接结构实现的是一种相对于简单的直线驱动的气缸或者其他类的牵引驱动结构，从根本上改变了后者的刚性夹紧不具备缓冲的效果，而本申请则采用偏心回转结构以及相应的铰链，则很好的实现约束过程的软夹紧、即传导部件如铰链、偏心轮等能够具有一定程度上的自适应的缓冲，具能够很好的避免定位过程中的硬约束所造成的部件损坏。

所述导向条356的两端均固定连接有限位块357，限位块357的设计是为了防止卡接槽从导向条356上脱落，起到限位作用。

所述底板4远离限位块357的一端一体成型设置有滑槽，所述底板4远离三角板352的一端设有固定块41，所述压紧块30与滑槽滑动连接，所述滑槽的内部水平设置有复位部件42，当压紧块30于滑槽内部向靠近固定块41的一端滑动时，配合固定块41将工件夹紧，复位部件42起到复位作用，在每一次工件加工结束，伺服电机350停止后，自动使得压紧块30复位，以供下次定位，同时起到缓冲作用，防止压紧块30滑动过快而压伤工件。

所述复位部件42包括内杆420、套杆421和伸缩弹簧422，所述内杆420固定设在压紧块30远离牵引杆353的底部外壁上，所述套杆421套设在内杆420远离压紧块30的一端并与滑槽的内壁固定连接，套杆421的内部固定设有定位杆423，所述伸缩弹簧422套设在定位杆423上，并且伸缩弹簧422的两端分别与内杆420远离压紧块30的一端、套杆421的内壁抵触，所述内杆420的内壁上设有可供定位杆423插设的插孔，当压紧块30于滑槽内部向靠近固定块41的一端滑动时，内杆420于套杆421内部向靠近固定块41的一端滑动，由于伸缩弹簧422的两端分别与内杆420远离压紧块30的一端、套杆421的内壁抵触，因而通过内杆420使得伸缩弹簧422收缩，从而减慢压紧块30的滑动速度，避免压紧块30因滑动速度过快而造成的压力过大，进而避免损伤工件，当工件加工完毕，伺服电机350带动压紧块30回滑，从而使得伸缩弹簧422复位，进而使得内杆420复位，进一步使得压紧块30复位，以供下次定位夹持，定位杆423起到导向作用，同时防止伸缩弹簧422变形，有利于延长伸缩弹簧422的使用寿命。

所述滑动组件34包括滑台340和两个导轨341，所述滑台340固定设在支撑板31上，所述滑台340上滑动设有滑块342，所述滑块342的顶部与底板4的底部固定连接，并且滑块342的底部两端呈对称设置有两个滑条343，两个导轨341呈对称设置在滑台340的两端，每个滑条343均与一个导轨341滑动连接，控制器2上设有与滑台340电连接的开关按钮，工件放到机床1上后，启动开关按钮，控制器2接收到开关按钮的信号后，启动滑台340，从而通过滑台340带动滑块342水平滑动，进而通过滑块342带动底板4水平滑动，导轨341与滑条343滑动连接，起到导向作用，进一步保障滑块342运作的稳定性。

所述升降组件33包括四个伸缩脚330，每个伸缩脚330均呈竖直设在支撑板31的底部和机床1的顶部之间，当遇到较大的工件时，四个伸缩脚330向下收缩，从而带动支撑板31下降，进而带动底板4下降，为工件腾出定位和夹持的空间，当遇到较小的工件时，四个伸缩脚330向上伸出，从而带动支撑板31上升，进而带动底板4上升，为工件腾出定位和夹持的空间。

所述压紧块30远离牵引杆353的一端外壁上贴合设置有薄膜压力传感器300，所述薄膜压力传感器300与控制器2电连接，当压紧块30配合固定块41夹住工件时，薄膜压力传感器300实时检测压紧块30与工件外壁之间的压力数据，并与控制器2内部的设定值作对比，当发现检测的压力值大于设定值时，通过控制器2启动伺服电机350，从而带动压紧块30向远离固定块41的一端滑动，以减小压紧块30与工件外壁之间的压力，从而有效防止工件的损伤等，进一步保证了工件的加工质量。

一种机床用自动触发式定位机构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将需要加工的工件放置在三爪卡盘和尾座之间并通过二者夹紧。

步骤二：通过控制器2启动滑台340，从而通过滑台340带动底板4水平滑动，进而通过底板4带动压紧块30水平滑动，当位移传感器32滑动到工件上需要加工的位置时，如凸起、凸块等，发出信号，并将这一信号传送给控制器2，控制器2接收到这一信号后，关闭滑台340，然后启动伺服电机350，从而带动偏心轮351旋转，进而通过柱体355向下按压滚轮354，因而带动三角板352远离立板40的一端旋转，进一步带动牵引杆353向靠近压紧块30的一端挤压，因而调动压紧块30于底板4上向靠近固定块41的一端滑动，配合固定块41将工件夹紧，达到定位效果，薄膜压力传感器300起到检测压紧块30压力值的作用，防止因压力过大而损伤工件。

步骤三：当遇到较大的工件时，四个伸缩脚330向下收缩，从而带动支撑板31下降，进而带动底板4下降，为工件腾出定位和夹持的空间，当遇到较小的工件时，四个伸缩脚330向上伸出，从而带动支撑板31上升，进而带动底板4上升，为工件腾出定位和夹持的空间。

本发明的工作原理：控制器2上设有与滑台340电连接的开关按钮，工件放到机床1上后，启动开关按钮，控制器2接收到开关按钮的信号后，启动滑台340，从而通过滑台340带动滑块342水平滑动，进而通过滑块342带动底板4水平滑动，导轨341与滑条343滑动连接，起到导向作用，进一步保障滑块342运作的稳定性。

当位移传感器32滑动到工件上需要加工的位置时，如凸起、凸块等，发出信号，并将这一信号传送给控制器2，控制器2接收到这一信号后，关闭滑台340，底板4停止滑动，然后启动伺服电机350，从而带动偏心轮351旋转，进而带动柱体355偏心旋转，由于滚轮354与三角板352远离立板40的顶部一端转动连接，滚轮354上设计有卡接槽，又因为柱体355外壁上设有与卡接槽贴合的导向条356，因而抵触滚轮354并带动三角板352远离立板40的一端旋转，进一步带动牵引杆353向靠近压紧块30的一端挤压，因而带动压紧块30于底板4上向靠近固定块41的一端滑动，并配合固定块41将工件夹紧，达到定位效果，位块的设计是为了防止卡接槽从导向条356上脱落，起到限位作用。

当压紧块30于滑槽内部向靠近固定块41的一端滑动时，内杆420于套杆421内部向靠近固定块41的一端滑动，由于伸缩弹簧422的两端分别与内杆420远离压紧块30的一端、套杆421的内壁抵触，因而通过内杆420使得伸缩弹簧422收缩，从而减慢压紧块30的滑动速度，避免压紧块30因滑动速度过快而造成的压力过大，进而避免损伤工件，当工件加工完毕，伺服电机350带动压紧块30回滑，从而使得伸缩弹簧422复位，进而使得内杆420复位，进一步使得压紧块30复位，以供下次定位夹持，定位杆423起到导向作用，同时防止伸缩弹簧422变形，有利于延长伸缩弹簧422的使用寿命，压紧块30在配合固定块41夹住工件时，薄膜压力传感器300实时检测压紧块30与工件外壁之间的压力数据，并与控制器2内部的设定值作对比，当发现检测的压力值大于设定值时，通过控制器2启动伺服电机350，从而带动压紧块30向远离固定块41的一端滑动，以减小压紧块30与工件外壁之间的压力，从而有效防止工件的损伤等，进一步保证了工件的加工质量。

当遇到较大的工件时，四个伸缩脚330向下收缩，从而带动支撑板31下降，进而带动底板4下降，为工件腾出定位和夹持的空间，当遇到较小的工件时，四个伸缩脚330向上伸出，从而带动支撑板31上升，进而带动底板4上升，为工件腾出定位和夹持的空间。

Claims (7)

1.一种机床（1），包括控制器（2）和定位装置（3），所述控制器（2）固定设在机床（1）的外壁上，所述定位装置（3）设在三爪卡盘和尾座之间以定位工件，其特征在于：定位装置（3）包括压紧块（30）、支撑板（31）、位移传感器（32）、升降组件（33）、滑动组件（34）和牵引组件（35），所述升降组件（33）呈竖直设置在机床（1）的顶部，所述支撑板（31）固定设置在升降组件（33）上，所述滑动组件（34）固定设在支撑板（31）的顶部，滑动组件（34）上固定设置有底板（4），所述位移传感器（32）和牵引组件（35）均设在底板（4）的顶部，所述压紧块（30）设置在牵引组件（35）上并与底板（4）滑动连接，所述位移传感器（32）、滑动组件（34）和牵引组件（35）均与控制器（2）为电性连接；当位移传感器滑动到工件上需要加工的位置时，发出信号，并将这一信号传送给控制器，控制器接收到这一信号后，控制压紧块将工件夹紧；所述牵引组件（35）包括伺服电机（350）、偏心轮（351）、三角板（352）和牵引杆（353），所述伺服电机（350）固定设在底板（4）的顶部，所述偏心轮（351）套设在伺服电机（350）的输出端上，所述底板（4）的顶部呈对称设置有两个立板（40），所述三角板（352）铰接设置在两个立板（40）之间，所述牵引杆（353）铰接设置在三角板（352）远离立板（40）的底部一端，并且牵引杆（353）远离三角板（352）的一端与压紧块（30）铰接，三角板（352）远离立板（40）的顶部一端上铰接设置有滚轮（354），所述滚轮（354）沿其轴线方向的外壁上一体成型设置有卡接槽，所述偏心轮（351）远离伺服电机（350）的一侧设有凹槽，滚轮（354）与凹槽卡接，凹槽内部固定设有柱体（355），所述柱体（355）的外壁上设有与卡接槽贴合的导向条（356），伺服电机（350）与控制器（2）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种机床，其特征在于：所述导向条（356）的两端均固定连接有限位块（357）。

3.根据权利要求2所述的一种机床，其特征在于：所述底板（4）远离限位块（357）的一端一体成型设置有滑槽，所述底板（4）远离三角板（352）的一端设有固定块（41），所述压紧块（30）与滑槽滑动连接，所述滑槽的内部水平设置有复位部件（42）。

4.根据权利要求3所述的一种机床，其特征在于：所述复位部件（42）包括内杆（420）、套杆（421）和伸缩弹簧（422），所述内杆（420）固定设在压紧块（30）远离牵引杆（353）的底部外壁上，所述套杆（421）套设在内杆（420）远离压紧块（30）的一端并与滑槽的内壁固定连接，套杆（421）的内部固定设有定位杆（423），所述伸缩弹簧（422）套设在定位杆（423）上，并且伸缩弹簧（422）的两端分别与内杆（420）远离压紧块（30）的一端、套杆（421）的内壁抵触，所述内杆（420）的内壁上设有可供定位杆（423）插设的插孔。

5.根据权利要求4所述的一种机床，其特征在于：所述滑动组件（34）包括滑台（340）和两个导轨（341），所述滑台（340）固定设在支撑板（31）上，所述滑台（340）上滑动设有滑块（342），所述滑块（342）的顶部与底板（4）的底部固定连接，并且滑块（342）的底部两端呈对称设置有两个滑条（343），两个导轨（341）呈对称设置在滑台（340）的两端，每个滑条（343）均与一个导轨（341）滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种机床，其特征在于：所述升降组件（33）包括四个伸缩脚（330），每个伸缩脚（330）均呈竖直设在支撑板（31）的底部和机床（1）的顶部之间。

7.根据权利要求6所述的一种机床，其特征在于：所述压紧块（30）远离牵引杆（353）的一端外壁上贴合设置有薄膜压力传感器（300），所述薄膜压力传感器（300）与控制器（2）电连接。

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