CN113211392B - 一种工件多工位加工过程的定位固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工件多工位加工过程的定位固定方法，包括如下步骤：(1)夹持待加工工件；(2)驱动旋转部旋转，当接收的角度信号达到预定的角度时控制旋转电机停止并进行抱闸；(3)定位伸缩件伸长，其活动端是否能与定位件相配合，是，则进入步骤(4)；否，则对旋转电机解除抱闸，转动旋转部使定位伸缩件的活动端能与定位件进行配合；(4)控制器再次控制旋转电机停机并抱闸，然后各工位上的工件进行相应操作；(5)最先进行加工的工件在旋转工作台上完成流转后工件夹紧工装松开该工件进行取件后再重新装件并重复步骤(1)～(4)，本发明能增加工位提升生产节拍的同时能满足其定位精度要求，自动化程度高，能保证长期运行稳定。
Description
技术领域
本发明属于工件加工技术领域，具体涉及一种工件多工位加工过程的定位固定方法。
背景技术
目前，旋转工作台的工位利用率不高，第一装夹加工不能同时进行，旋转工作台直接装夹加工工件，导致旋装工作台的加工工件种类受限，使得适用性不强；旋转工作台定位精度不够高，加工工件尺寸过大、整体重量过重，导致其不能保证加工时的稳定性和加工过程中的定位精度出现变化，旋转台本身不具有润滑系统导致工作过久会出现运动异响、转动不顺畅以及定位精度不满足要求，旋转台自身旋转过多会造成旋转角度误差的累积，使得维修或安装旋转工作台的操作变得复杂。
另一方面，旋转工作台系统的工位利用率不高，工位少不能进行同时装夹，夹具不能进行替换导致旋装工作台的加工工件种类受限，使得旋转工作台系统适用性不强；旋转工作台系统不能有效关联的装夹、转换工位、加工机器人，不利于加工产线智能化，旋转工作台整个系统加工位置的确定以及加工的稳定性不能得到良好的保证。
综上所述，亟需提供一种能增加工位提升生产节拍的同时能满足其定位精度要求，整体结构简洁、自动化程度高，能保证工作台长期运行稳定可靠且维修率低的工件多工位加工过程的定位固定方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能增加工位提升生产节拍的同时能满足其定位精度要求，整体结构简洁、自动化程度高，能保证工作台长期运行稳定可靠且维修率低的工件多工位加工过程的定位固定方法。
上述目的是通过如下技术方案实现：一种工件多工位加工过程的定位固定方法，所述工件在旋转工作台上进行加工，每个工位均设有工件夹紧工装，所述旋转工作台包括固定部和旋转部，所述旋转工作台设有定位组件和夹紧固定组件，所述固定部包括底座、旋转电机和支撑轴，所述支撑轴转动连接在所述底座上，所述旋转电机的输出端与所述支撑轴传动连接并可驱动所述支撑轴转动，所述旋转部包括旋转架，所述旋转架设置在所述固定部上并与所述支撑轴相连，所述旋转工作台设有用于检测所述旋转架旋转角度的角度传感器，所述角度传感器与控制器通信连接，所述旋转电机与控制器电连，所述定位组件包括设置在所述底座上的定位伸缩件以及设置在所述旋转架底部的定位件，所述工件多工位加工过程的定位固定方法包括如下步骤：
(1)工件夹紧工装夹持待加工工件；
(2)控制器控制旋转电机启动驱动旋转部旋转，角度传感器检测旋转架的旋转角度并传输给控制器，控制器将接收的角度信号与预设的角度值进行对比，当接收的角度信号达到预定的角度时控制器控制旋转电机停止并进行抱闸，使得旋转部不能与固定部进行相对转动；
(3)控制定位伸缩件伸长，其活动端是否能与定位件相配合，是，则进入步骤(4)；否，则控制器对旋转电机解除抱闸，转动旋转部对旋转部进行微调整，使定位伸缩件的活动端能与定位件进行配合；
(4)控制器再次控制旋转电机抱闸，夹紧固定组件对旋转部进行夹紧固定，完成对旋转工作台的固定；然后各工位上的工件进行相应操作；
(5)最先进行加工的工件在旋转工作台上完成流转后工件夹紧工装松开该工件进行取件后再重新装件并重复步骤(1)～(4)。
进一步的技术方案是，所述旋转工作台包括第一工位和第二工位，步骤(2)～(4)后第一工位和第二工位的位置完成交替。
进一步的技术方案是，所述第一工位和第二工位分别包括装夹工位和加工工位，所述步骤(1)中装夹工位对待加工的工件进行上件，工件夹紧工装夹持待加工工件完成工件的固定，所述步骤(4)中装夹工位完成另一工件固定的同时加工工位对步骤(1)中进行装填的工件进行加工。
进一步的技术方案是，所述步骤(5)中装夹工位包括对已经完成加工的工件进行取件和上件的操作。
进一步的技术方案是，所述旋转架底部设有固定板，所述夹紧固定组件包括夹紧气缸，所述夹紧气缸的固定端固定在所述底座上，所述步骤(4)中夹紧气缸的活动端在预定位置伸长可顶住所述固定板并固定所述旋转部，进而实现对旋转部进行夹紧固定。如此设置，固定板与夹紧气缸相配合实现旋转部的固定，使得旋转工作台处于固定位置，防止加工过程中工件相对固定部移动，保证加工时地稳定性。固定板优选为L型。
进一步的技术方案是，所述旋转工作台包括限位组件，所述限位组件包括设置在所述旋转架上的限位支座和设置在所述底座上的至少两个限位挡块，两个所述限位挡块的连线经过所述支撑轴的轴心，所述步骤(2)中所述限位挡块用于挡住所述限位支座进而限制所述旋转架的转动范围。如此设置，双工位时，旋转工作台旋转部的旋转方向为来回180°旋转，这样旋转工作台本身能够自适应消除误差，从而可以减少转动时积累的精度误差。
进一步的技术方案是，所述定位件包括至少两个定位柱，两个所述定位柱的连线经过所述旋转架的旋转中心，所述定位伸缩件为定位气缸，所述定位气缸的固定端固定在所述底座上，所述步骤(3)中所述旋转架旋转到预定位置时所述定位气缸的固定端伸长可抵住或卡住所述定位柱进而实现旋转架的旋转定位。
进一步的技术方案是，所述定位气缸、夹紧气缸与所述控制器电连，所述步骤(3)或步骤(4)中控制器控制所述定位气缸和夹紧气缸的伸缩以及启停。如此设置，上述结构均通过控制器进行控制，可实现工件加工工程的自动化和智能化。
进一步的技术方案是，所述工件夹紧工装包括夹紧机构和液压系统，所述液压系统的管路通过所述旋转架连接夹紧机构，所述液压系统与所述控制器电连，所述步骤(1)和步骤(5)中所述控制器通过控制液压系统驱动夹紧机构的夹紧和松开动作。
进一步的技术方案是，所述旋转电机的输出端设有主动齿轮，所述支撑轴设有传动齿轮，所述主动齿轮与所述传动齿轮啮合，所述主动齿轮的直径小于所述传动齿轮的直径。
进一步的技术方案是，所述旋转工作台设有用于对所述支撑轴的内部滚珠以及所述主动齿轮与所述传动齿轮啮合处进行润滑的润滑油管路系统。如此，润滑油管路系统对支撑轴的旋转处进行润滑，增强回转的稳定性。
进一步的技术方案是，所述旋转架上设有用于隔绝加工粉尘的隔板，所述隔板将所述旋转架分为多个工位。如此设置，隔板将旋转部分成多个工位，可以隔绝工件加工的粉尘。
进一步的技术方案是，所述旋转工作台包括三个以上的工位，所述步骤(4)后还有重复步骤(2)～(4)的过程至最先进行加工的工件在旋转工作台上完成流转。
当包括三个以上的工位时，旋转工作台的结构对应发生变化，首先通过变更旋转工作台旋转部的旋转架结构，可以对工位数目进行增减，并增加相应的定位件、固定板，满足旋转工作台系统中定位组件和夹紧固定组件相对应的定位、夹紧。旋转工作台的固定部做出相应更改，其中包括增加和改变限位挡块位置或者改成由气缸控制伸缩的限位挡块、改变定位伸缩件、夹紧气缸的安装位置，就能使得旋转工作台系统的工位增加后各个工位可以得到相适应位置的夹紧和定位。
另外可通过更换不同类型的工件夹紧工装，使得多工位旋转工作台系统的加工适应性更加广泛，其自动控制系统可以接入机器人系统，能够对工件的加工、检测、装夹都能实现智能化。
进一步的技术方案是，所述旋转架上有多个用于与定位销相配合安装工件夹紧工装的定位销孔。如此设置，可以通过定位销安装多个不同工件夹紧工装，能够实现多种不同种类工件的加工，并且能够更换其他工件夹紧工装，增加旋转工作台的适应性。
进一步的技术方案是，所述固定部预留有安装工件夹紧工装的安装工位。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明采用了多个工位，可以同时安装不同的工件夹紧工装增加旋转工作台的适用性，通过定位组件和夹紧固定组件来保证旋转角度的精度以及加工过程中精度的保持；另外，通过控制器等对旋转、定位、夹紧实现自动化一体控制，并且旋转工作台旋转方向为来回180°，旋转工作台本身能够自适应消除误差；本发明整体结构简单，在增加工位提升生产节拍的同时，能满足其定位精度要求，工作台长期运行稳定可靠且维修率低。通过控制器可使得本发明接入机器人后可实现加工、检测、装夹、拾取的智能化生产。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种实施方式所涉及的工件多工位加工过程的定位固定方法的工作示意图；
图2为本发明一种实施方式所涉及的双工位旋转工作台的结构示意图；
图3为本发明一种实施方式所涉及的双工位旋转工作台的正视图；
图4为本发明一种实施方式所涉及的旋转部的结构示意图；
图5为本发明一种实施方式所涉及的固定部的结构示意图；
图6和图7分别为本发明一种实施方式所涉及的三工位旋转工作台的不同视角的结构示意图。
图中：
1旋转部 2固定部 3定位伸缩件 4夹紧气缸
5润滑油管路系统 6隔板 7旋转架 8旋转电机
9定位件 10固定板 11限位支座 12限位挡块
13底座 14支撑轴 15角度传感器 16主动齿轮
17传动齿轮 18工件夹紧工装 19液压系统
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明实施例如下，参照图1～5，一种工件多工位加工过程的定位固定方法，所述工件在旋转工作台上进行加工，每个工位均设有工件夹紧工装18，所述旋转工作台包括固定部2和旋转部1，所述旋转工作台设有定位组件和夹紧固定组件，所述固定部2包括底座13、旋转电机8和支撑轴14，所述支撑轴14转动连接在所述底座13上，所述旋转电机8的输出端与所述支撑轴14传动连接并可驱动所述支撑轴14转动，所述旋转部1包括旋转架7，所述旋转架7设置在所述固定部2上并与所述支撑轴14相连，所述旋转工作台设有用于检测所述旋转架7旋转角度的角度传感器15，所述角度传感器15与控制器通信连接，所述旋转电机8与控制器电连，所述定位组件包括设置在所述底座13上的定位伸缩件3以及设置在所述旋转架7底部的定位件9，所述工件多工位加工过程的定位固定方法包括如下步骤：
(1)工件夹紧工装18夹持待加工工件；
(2)控制器控制旋转电机8启动驱动旋转部1旋转，角度传感器15检测旋转架7的旋转角度并传输给控制器，控制器将接收的角度信号与预设的角度值进行对比，当接收的角度信号达到预定的角度时控制器控制旋转电机8停止并进行抱闸，使得旋转部1不能与固定部2进行相对转动；
(3)控制定位伸缩件3伸长，其活动端是否能与定位件9相配合，是，则进入步骤(4)；否，则控制器对旋转电机8解除抱闸，转动旋转部1对旋转部1进行微调整，使定位伸缩件3的活动端能与定位件9进行配合；
(4)控制器再次控制旋转电机8进行抱闸，夹紧固定组件对旋转部1进行夹紧固定，完成对旋转工作台的固定；然后各工位上的工件进行相应操作；
(5)最先进行加工的工件在旋转工作台上完成流转后工件夹紧工装18松开该工件进行取件后再重新装件并重复步骤(1)～(4)。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2～5，所述旋转工作台包括第一工位和第二工位，步骤(2)～(4)后第一工位和第二工位的位置完成交替。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2～5，所述第一工位和第二工位分别包括装夹工位和加工工位，所述步骤(1)中装夹工位对待加工的工件进行上件，工件夹紧工装18夹持待加工工件完成工件的固定，所述步骤(4)中装夹工位完成另一工件固定的同时加工工位对步骤(1)中进行装填的工件进行加工。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述步骤(5)中装夹工位包括对已经完成加工的工件进行取件和上件的操作。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2～5，所述旋转架7底部设有固定板10，所述夹紧固定组件包括夹紧气缸4，所述夹紧气缸4的固定端固定在所述底座13上，所述步骤(4)中夹紧气缸4的活动端在预定位置伸长可顶住所述固定板10并固定所述旋转部1，进实现对旋转部1进行夹紧固定。如此设置，固定板10与夹紧气缸4相配合实现旋转部1的固定，使得旋转工作台处于固定位置，防止加工过程工件相对固定部2移动，保证加工时地稳定性。固定板10优选为L型。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2～5，所述旋转工作台包括限位组件，所述限位组件包括设置在所述旋转架7上的限位支座11和设置在所述底座13上的至少两个限位挡块12，两个所述限位挡块12的连线经过所述支撑轴14的轴心，所述步骤(2)中所述限位挡块12用于挡住所述限位支座11进而限制所述旋转架7的转动范围。如此设置，双工位时，旋转工作台旋转部1的旋转方向为来回180°旋转，这样旋转工作台本身能够自适应消除误差，从而可以减少转动时积累的精度误差。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2～5，所述定位件9包括至少两个定位柱，两个所述定位柱的连线经过所述旋转架7的旋转中心，所述定位伸缩件3为定位气缸，所述定位气缸的固定端固定在所述底座13上，所述步骤(3)中所述旋转架7旋转到预定位置时所述定位气缸的固定端伸长可抵住或卡住所述定位柱进而实现旋转架7的旋转定位。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述定位气缸、夹紧气缸4与所述控制器电连，所述步骤(3)或步骤(4)中控制器控制所述定位气缸和夹紧气缸4的伸缩以及启停。如此设置，上述结构均通过控制器进行控制，可实现工件加工工程的自动化和智能化。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1，所述工件夹紧工装18包括夹紧机构和液压系统19，所述液压系统19的管路通过所述旋转架7连接夹紧机构，所述液压系统19与所述控制器电连，所述步骤(1)和步骤(5)中所述控制器通过控制液压系统19驱动夹紧机构的夹紧和松开动作。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图5，所述旋转电机8的输出端设有主动齿轮16，所述支撑轴14设有传动齿轮17，所述主动齿轮16与所述传动齿轮17啮合，所述主动齿轮16的直径小于所述传动齿轮17的直径。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图4和图5，所述旋转工作台设有用于对所述支撑轴14的内部滚珠以及所述主动齿轮16与所述传动齿轮17啮合处进行润滑的润滑油管路系统5。如此，润滑油管路系统5对支撑轴14的旋转处进行润滑，增强回转的稳定性。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1，所述旋转架7上设有用于隔绝加工粉尘的隔板6，所述隔板6将所述旋转架7分为多个工位。如此设置，隔板6将旋转部1分成多个工位，可以隔绝工件加工的粉尘。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图6和图7，所述旋转工作台包括三个以上的工位，所述步骤(4)后还有重复步骤(2)～(4)的过程至最先进行加工的工件在旋转工作台上完成流转。
当包括三个以上的工位时，旋转工作台的结构对应发生变化，如图6～7，首先通过变更旋转工作台旋转部1的旋转架7结构，可以对工位数目进行增减，并增加相应的定位件9、固定板10，满足旋转工作台系统中定位组件和夹紧固定组件相对应的定位、夹紧。旋转工作台的固定部2做出相应更改，其中包括增加和改变限位挡块12位置或者改成由气缸控制伸缩的限位挡块12、改变定位伸缩件3、夹紧气缸4的安装位置，就能使得旋转工作台系统的工位增加后各个工位可以得到相适应位置的夹紧和定位。
另外可通过更换不同类型的工件夹紧工装18，使得多工位旋转工作台系统的加工适应性更加广泛，其自动控制系统可以接入机器人系统，能够对工件的加工、检测、装夹都能实现智能化。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述旋转架7上有多个用于与定位销相配合安装工件夹紧工装18的定位销孔。如此设置，可以通过定位销安装多个不同工件夹紧工装18，能够实现多种不同种类工件的加工，并且能够更换其他工件夹紧工装18，增加旋转工作台的适应性。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述固定部2预留有安装工件夹紧工装18的安装工位。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明采用了多个工位，可以同时安装不同的工件夹紧工装18增加旋转工作台的适用性，通过定位组件和夹紧固定组件来保证旋转角度的精度以及加工过程中精度的保持；另外，通过控制器等对旋转、定位、夹紧实现自动化一体控制，并且旋转工作台旋转方向为来回180°，旋转工作台本身能够自适应消除误差；本发明整体结构简单，在增加工位提升生产节拍的同时，能满足其定位精度要求，工作台长期运行稳定可靠且维修率低。通过控制器可使得本发明接入机器人后可实现加工、检测、装夹、拾取的智能化生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种工件多工位加工过程的定位固定方法，所述工件在旋转工作台上进行加工，每个工位均设有工件夹紧工装，所述旋转工作台包括固定部和旋转部，其特征在于，所述旋转工作台设有定位组件和夹紧固定组件，所述固定部包括底座、旋转电机和支撑轴，所述支撑轴转动连接在所述底座上，所述旋转电机的输出端与所述支撑轴传动连接并可驱动所述支撑轴转动，所述旋转部包括旋转架，所述旋转架设置在所述固定部上并与所述支撑轴相连，所述旋转工作台设有用于检测所述旋转架旋转角度的角度传感器，所述角度传感器与控制器通信连接，所述旋转电机与控制器电连，所述定位组件包括设置在所述底座上的定位伸缩件以及设置在所述旋转架底部的定位件，所述工件多工位加工过程的定位固定方法包括如下步骤：
(1)工件夹紧工装夹持待加工工件；
(2)控制器控制旋转电机启动驱动旋转部旋转，角度传感器检测旋转架的旋转角度并传输给控制器，控制器将接收的角度信号与预设的角度值进行对比，当接收的角度信号达到预定的角度时控制器控制旋转电机停止并进行抱闸，使得旋转部不能与固定部进行相对转动；
(3)控制定位伸缩件伸长，其活动端是否能与定位件相配合，是，则进入步骤(4)；否，则控制器对旋转电机解除抱闸，转动旋转部对旋转部进行微调整，使定位伸缩件的活动端能与定位件进行配合；
(4)控制器再次控制旋转电机进行抱闸，夹紧固定组件对旋转部进行夹紧固定，完成对旋转工作台的固定；然后各工位上的工件进行相应操作；
(5)最先进行加工的工件在旋转工作台上完成流转后工件夹紧工装松开该工件进行取件后再重新装件并重复步骤(1)～(4)；
其中，所述旋转架底部设有固定板，所述夹紧固定组件包括夹紧气缸，所述夹紧气缸的固定端固定在所述底座上，所述步骤(4)中夹紧气缸的活动端在预定位置伸长可顶住所述固定板并固定所述旋转部，进而实现对所述旋转部进行夹紧固定。
2.根据权利要求1所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述旋转工作台包括第一工位和第二工位，步骤(2)～(4)后第一工位和第二工位的位置完成交替。
3.根据权利要求2所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述第一工位和第二工位分别包括装夹工位和加工工位，所述步骤(1)中装夹工位对待加工的工件进行上件，工件夹紧工装夹持待加工工件完成工件的固定，所述步骤(4)中装夹工位完成另一工件固定的同时加工工位对步骤(1)中进行装填的工件进行加工。
4.根据权利要求3所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述步骤(5)中装夹工位包括对已经完成加工的工件进行取件和上件的操作。
5.根据权利要求1所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述旋转工作台包括限位组件，所述限位组件包括设置在所述旋转架上的限位支座和设置在所述底座上的至少两个限位挡块，两个所述限位挡块的连线经过所述支撑轴的轴心，所述步骤(2)中所述限位挡块用于挡住所述限位支座进而限制所述旋转架的转动范围。
6.根据权利要求1所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述定位件包括至少两个定位柱，两个所述定位柱的连线经过所述旋转架的旋转中心，所述定位伸缩件为定位气缸，所述定位气缸的固定端固定在所述底座上，所述步骤(3)中所述旋转架旋转到预定位置时所述定位气缸的固定端伸长可抵住或卡住所述定位柱进而实现旋转架的旋转定位。
7.根据权利要求6所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述定位气缸、夹紧气缸与所述控制器电连，所述步骤(3)或步骤(4)中控制器控制所述定位气缸和夹紧气缸的伸缩以及启停。
8.根据权利要求6所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述工件夹紧工装包括夹紧机构和液压系统，所述液压系统的管路通过所述旋转架连接夹紧机构，所述液压系统与所述控制器电连，所述步骤(1)和步骤(5)中所述控制器通过控制液压系统驱动夹紧机构的夹紧和松开动作。
9.根据权利要求1所述的工件多工位加工过程的定位固定方法，其特征在于，所述旋转工作台包括三个以上的工位，所述步骤(4)后还有重复步骤(2)～(4)的过程至最先进行加工的工件在旋转工作台上完成流转。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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