CN114799855B - 一种盘形工件的角度定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盘形工件的角度定位装置及定位方法，装置包括底座、夹紧机构、视觉系统和角度调整机构，夹紧机构包括第一压爪、第二压爪和对应的压缩弹簧和推动件，第一压爪和第二压爪分别对应的推动件固定连接，底座上设有两个条形槽，推动件的两端一一抵接在对应的条形槽的两个侧壁上，压缩弹簧固定连接于条形槽的底部和推动件之间，推动件用于在压缩弹簧复位时带动第一压爪和第二压爪从第二位置移动至第一位置，底座上设有承载座，角度调整机构用于根据视觉系统获取的盘形工件的特征部位的位置信息使承载座转动对应的角度。在夹紧机构夹紧盘形工件后，通过获取特征部位的位置信息以控制承载座转动对应的角度，实现盘形工件的角度定位。

Description

一种盘形工件的角度定位装置及定位方法

技术领域

本发明涉及组装定位技术领域，尤其涉及一种盘形工件的角度定位装置及定位方法。

背景技术

盘形工件是机械设备的重要连接部件，包括常规盘形工件和非常规盘形工件两种类型。其中，常规盘形工件指的是呈旋转对称结构的盘形工件；非常规盘形工件指的是具有产品特征的盘形工件，由于在非常规盘形工件的某个位置上具有产品特征，使得非常规盘形工件不是一个呈旋转对称的标准圆形结构，而呈非旋转对称结构。而在这类盘形工件的自动组装过程中需要对其进行平面角度的定位，即按照组装需求通过转动工件调整具有产品特征的特征部位的位置实现工件在平面上的角度调整。

现有技术中，在对非常规盘形工件进行组装时，存在以下问题：1、通过机器人夹具进行拿取非常规盘形工件：需要人工肉眼识别非常规盘形工件的特征部位并以按照特征部位的需求角度放置在对应组装位置上，使得人工定位和摆放的准确度较低，导致生产周期不确定；2、通过机器人夹具进行搬运非常规盘形工件：机器人夹具无法独立实现对非常规盘形工件的角度定位，需要安排人工进行工件的角度定位后放置在物料存放的位置上，再通过机器人夹具将定位好的工件放置到组装位置，人工定位过程需要配合生产节拍高强度作业，劳动强度大，并且存在一定的安全隐患。

因此，需要提供一种能够实现盘形工件的角度定位并且定位精度较高的角度定位装置解决上述技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种盘形工件的角度定位装置。解决了现有技术中在自动组装过程中使用机器人夹具夹取不规则盘形工件时无法实现工件的角度定位的技术问题。

本发明的技术效果通过如下实现的：

一种盘形工件的角度定位装置，包括底座、夹紧机构、视觉系统和角度调整机构，所述底座上设有承载座，所述承载座上设有定位槽，所述夹紧机构包括第一压爪、第二压爪和分别与所述第一压爪、所述第二压爪一一对应的压缩弹簧和推动件，所述第一压爪和所述第二压爪相对设置，所述第一压爪、所述第二压爪分别和对应的所述推动件固定连接，所述底座上设有两个条形槽，所述压缩弹簧和所述推动件设于对应的所述条形槽内，所述推动件的两端一一对应抵接在对应的所述条形槽的两个侧壁上，所述压缩弹簧固定连接于所述条形槽的底部和所述推动件之间，所述推动件用于在驱动机构的驱动下带动所述第一压爪和所述第二压爪从第一位置移动至第二位置，并且在所述压缩弹簧复位时带动所述第一压爪和所述第二压爪从第二位置移动至第一位置以将放置于所述定位槽中的盘形工件夹紧，所述角度调整机构和所述承载座固定连接，所述角度调整机构用于根据所述视觉系统获取的所述盘形工件的特征部位的位置信息对所述承载座转动对应的角度以完成对所述盘形工件的角度调整。通过在夹紧机构中设置推动件通过压缩弹簧进行固定，使得在待角度稳定的盘形工件放置于定位槽后，处于压缩状态的压缩弹簧在复位过程中可以带动对应的推动件以带动第一压爪和第二压爪从第二位置移动至第一位置压紧盘形工件，并且在压紧盘形工件时由于压缩弹簧会产生反向弹性力，使得盘形工件受到夹紧力不会过大，降低工件被压伤或变形的风险。通过视觉系统、角度调整机构与夹紧机构配合，使得在通过夹紧机构夹紧盘形工件后，通过视觉系统获取当前盘形工件的特征部位的位置，使得基于盘形工件的特征部位的需求位置根据当前特征部位的部位确定需要转动的角度，再控制角度调整机构对承载座进行对应角度的转动，从而完成盘形工件的角度定位，以便于后续的移动夹持装置夹持定位后的盘形工件后能够准确放置在对应的组装位置上便于后续的组装。

进一步地，所述第一压爪和所述第二压爪靠近盘形工件一侧均为圆弧形，所述第一压爪和所述第二压爪位于同一水平面上。

进一步地，所述驱动机构包括凸台机构、第一滚动件和第二滚动件，所述第一滚动件包括第一滚动部和与第一滚动部转动连接的第一固定部，所述第二滚动件包括第二滚动部和与第二滚动部转动连接的第二固定部，所述第一滚动部和所述第二滚动部一一对应抵接于所述凸台机构两侧的斜面上，所述第一固定部和所述第一压爪对应的所述推动件固定连接，所述第二固定部和所述第二压爪对应的所述推动件固定连接，所述第一滚动部和所述第二滚动部用于当所述凸台机构向上运动时相对于对应的斜面向下滚动以完成所述第一滚动件和所述第二滚动件在水平方向上远离。

进一步地，所述驱动机构还包括顶升机构，所述顶升机构设于所述凸台机构的下方，所述顶升机构用于在盘形工件完成角度调整后顶起所述凸台机构。通过设置凸台机构、第一滚动件、第二滚动件和顶升机构，使得在盘形工件完成角度定位后，顶升机构顶起凸台机构向上运动的过程中，通过第一滚动部和第二滚动部在凸台机构上的对应的斜面上滚动，使得第一滚动件和第二滚动件相对于凸台机构向下运动，以完成第一滚动件和第二滚动件在水平方向上远离，便于对角度定位完成的盘形工件进行夹取。

进一步地，所述顶升机构为顶升气缸，所述顶升气缸的活塞杆抵接在所述凸台机构的下方。

进一步地，所述凸台机构下方设有支撑座、行程杆和缠绕在所述行程杆上的复位弹簧，所述行程杆穿过所述支撑座并与所述支撑座滑动连接，所述行程杆位于所述支撑座上方的一端和所述凸台机构固定连接，所述行程杆位于所述支撑座方的一端固定设有挡接件，所述复位弹簧一端抵接在所述支撑座下方，另一端抵接于所述挡接件，所述复位弹簧用于当所述顶升机构顶起所述凸台机构向上运动时带动所述行程杆向上运动以通过所述挡接件压缩所述复位弹簧，当从压缩状态恢复至初始状态时带动所述行程杆向下运动以完成所述凸台机构的复位。通过在凸台机构下方设置行程杆、复位弹簧和顶升机构，使得夹紧机构打开的状态下将待角度定位的盘形工件放置在定位槽上后，通过控制顶升机构缩回，使得凸台机构在复位弹簧在复位弹力和凸台机构的重力的共同作用下向下运动，从而使得在压缩弹簧发生复位过程中，通过第一滚动部和第二滚动部在凸台机构上的对应的斜面上滚动，同时通过第一固定部和第二固定部带动对应的推动件以带动第一压爪和第二压爪从第二位置移动至第一位置压紧待角度定位的盘形工件，以便于后续对盘形工件完成角度定位。

进一步地，还包括位置感应器，所述顶升机构设置为当所述位置感应器检测到盘形工件放置在所述承载座上时向下运动以夹紧所述盘形工件。

进一步地，所述角度调整机构为电机，所述电机的输出轴和所述承载座固定连接，所述电机的输出轴位于定位槽的轴向上。

另外，还提供一种盘形工件的角度定位方法，所述方法基于上述的盘形工件的角度定位装置实现的，包括：

当位置感应器检测到待定位的盘形工件放置在所述承载座上时，控制顶升机构向下运动，复位弹簧发生复位带动凸台机构向下运动，以使第一滚动件的第一滚动部和第二滚动件的第二滚动部相对于凸台机构上对应的斜面向上滚动，以通过压缩弹簧复位通过对应的推动件带动的第一压爪和第二压爪相向运动，以使第一压爪和第二压爪从第二位置移动至第一位置以夹紧所述盘形工件；

控制视觉系统对盘形工件进行拍照，以获取盘形工件的特征部位的位置信息；

基于特征部位的目标位置信息根据所述位置信息确定盘形工件需要转动的目标角度；

控制角度调整机构转动目标角度，带动承放座同步转动完成在水平方向上的角度调整，以实现盘形工件的定位。

进一步地，控制角度调整机构转动目标角度，带动承放座同步转动完成在水平方向上的角度调整，以实现盘形工件的定位，之后包括：

控制顶升机构向上运动顶起凸台机构，以使第一滚动件的第一滚动部和第二滚动件的第二滚动部相对于凸台机构上对应的斜面向下滚动，以通过推动件带动对应的第一压爪和所述第二压爪同步向相反方向运动，以使第一压爪和第二压爪从第一位置移动至第二位置；

当第一压爪和第二压爪到达第二位置时，控制移动夹持装置从定位槽中夹取定位完成的所述盘形工件。

如上所述，本发明具有如下有益效果：

1)通过在夹紧机构中设置推动件通过压缩弹簧进行固定，使得在待角度稳定的盘形工件放置于定位槽后，处于压缩状态的压缩弹簧在复位过程中可以带动对应的推动件以带动第一压爪和第二压爪从第二位置移动至第一位置压紧盘形工件，并且在压紧盘形工件时由于压缩弹簧会产生反向弹性力，使得盘形工件受到夹紧力不会过大，降低工件被压伤或变形的风险。

2)通过视觉系统、角度调整机构与夹紧机构配合，使得在通过夹紧机构夹紧盘形工件后，通过视觉系统获取当前盘形工件的特征部位的位置，使得基于盘形工件的特征部位的需求位置根据当前特征部位的部位确定需要转动的角度，再控制角度调整机构对承载座进行对应角度的转动，从而完成盘形工件的角度定位，以便于后续的移动夹持装置夹持定位后的盘形工件后能够准确放置在对应的组装位置上便于后续的组装。

3)通过设置凸台机构、第一滚动件、第二滚动件和顶升机构，使得在盘形工件完成角度定位后，顶升机构顶起凸台机构向上运动的过程中，通过第一滚动部和第二滚动部在凸台机构上的对应的斜面上滚动，使得第一滚动件和第二滚动件相对于凸台机构向下运动，以完成第一滚动件和第二滚动件在水平方向上远离，便于对角度定位完成的盘形工件进行夹取。

4)通过在凸台机构下方设置行程杆、复位弹簧和顶升机构，使得夹紧机构打开的状态下将待角度定位的盘形工件放置在定位槽上后，通过控制顶升机构缩回，使得凸台机构在复位弹簧在复位弹力和凸台机构的重力的共同作用下向下运动，从而使得在压缩弹簧发生复位过程中，通过第一滚动部和第二滚动部在凸台机构上的对应的斜面上滚动，同时通过第一固定部和第二固定部带动对应的推动件以带动第一压爪和第二压爪从第二位置移动至第一位置压紧待角度定位的盘形工件，以便于后续对盘形工件完成角度定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。

图1为本说明书实施例提供的一种盘形工件的角度定位装置的结构示意图；

图2为本说明书实施例提供的一种盘形工件的角度定位装置的正视图；

图3为本说明书实施例提供的底座的结构示意图；

图4为本说明书实施例提供的承载座的结构示意图；

图5为本说明书实施例提供的第一压爪和第二压爪位于第二位置时的结构示意图；

图6为本说明书实施例提供的第一压爪和第二压爪位于第一位置时的结构示意图的结构示意图；

图7为本说明书实施例提供的在顶升机构向上运动时处于压缩状态的复位弹簧的结构示意图；

图8为本说明书实施例提供的在顶升机构缩回向下运动时处于复位状态的复位弹簧的结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：

底座1、条形槽101、侧壁1011、底部1012、夹紧机构2、第一压爪21、第二压爪22、压缩弹簧23、推动件24、角度调整机构3、承载座4、定位槽41、凸台机构5、第一滚动件6、第一滚动部61、第一固定部62、第二滚动件7、第二滚动部71、第二固定部72、盘形工件8、特征部位81、顶升机构9、行程杆10、复位弹簧11、位置传感器12、支撑板13、挡接件14、顶升板15。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1：

如图1-8所示，本说明书实施例提供了一种盘形工件的角度定位装置，包括底座1、夹紧机构2、视觉系统和角度调整机构3，底座1上设有承载座4，承载座4上设有定位槽41，夹紧机构2包括第一压爪21、第二压爪22和分别与第一压爪21、第二压爪22一一对应的压缩弹簧23和推动件24，第一压爪21和第二压爪22相对设置，第一压爪21、第二压爪22分别和对应的推动件24固定连接，底座1上设有两个条形槽101，压缩弹簧23和推动件24设于对应的条形槽101内，推动件24的两端一一对应抵接在对应的条形槽101的两个侧壁1011上，压缩弹簧23固定连接于条形槽101的底部1012和推动件24之间，推动件24用于在驱动机构的驱动下带动第一压爪21和第二压爪22从第一位置移动至第二位置，并且在压缩弹簧23复位时带动第一压爪21和第二压爪22从第二位置移动至第一位置以将放置于定位槽41中的盘形工件8夹紧，角度调整机构3和承载座4固定连接，角度调整机构3用于根据视觉系统获取的盘形工件8的特征部位81的位置信息对承载座4转动对应的角度以完成对盘形工件8的角度调整。

需要说明的是，本申请的角度定位装置用于在具有移动夹持装置的条件下使用，由于移动夹持装置在对具有特征部位81的非对称的盘形工件8在拿取和放置过程中无法实现特征部位81的定位，因此，需要通过本申请的角度定位装置实现盘形工件8的角度定位，即能够通过转动盘形工件8调整特征部位81和盘形工件8圆心相对位置关系，以便于后续的移动夹持装置夹持角度定位完成的盘形工件8后能够以准确的角度放置在对应的组装位置上，从而完成特征部位81的准确放置，以便于后续的组装。其中，移动夹持装置可以是机械手或横移模组机构等可以实现自动化取放作业的机构或设备。

具体地，第一压爪21和第二压爪22的第一位置为第一压爪21和第二压爪22抵接在盘形工件8上的位置；第一压爪21和第二压爪22的第二位置为在驱动机构的驱动下压缩弹簧23被压缩预设长度后第一压爪21和第二压爪22对应的位置，其中，预设长度以保证移动夹持装置在进行抓取盘形工件8时不影响夹取作业为基准，由本领域技术人员自行设定。

具体地，第一压爪21和第二压爪22关于位于Y向上的定位槽41的对称轴呈左右对称结构。其中，X向为第一压爪21和第二压爪22的夹紧方向，对应图6中的复位方向，即左右方向，Y向为水平方向上垂直于X向的方向，Z向为垂直于水平面的方向。

具体地，视觉系统设于夹紧机构2上方，在夹紧机构2夹紧盘形工件8后，视觉系统在水平方向上建立以位于当前位置的盘形工件8的圆心为原点、X轴位于X向和Y轴位于Y向的第一直角坐标系，通过视觉系统获取当前盘形工件8的特征部位81的坐标，即当前特征部位81与圆心的相对位置关系，从而得到原点到当前特征部位81的方向与X轴正半轴之间的角度；

再根据盘形工件8在后续组装放置位置确定圆心的位置，以放置在组装位置的盘形工件8的圆心为原点、X轴位于X向和Y轴位于Y向的第二直角坐标系，再根据特征部位81的组装需求位置和组装时圆心的位置的相对位置关系确定特征部位81的坐标，从而得到盘形工件8组装放置位置时原点到特征部位81的方向与X轴正半轴之间的角度，即目标角度。

例如，夹紧机构2夹紧盘形工件8后，在第一直角坐标系下原点到当前特征部位81的方向与X轴正半轴之间的角度为270度，在第二直角坐标系下在盘形工件8组装放置位置时原点到特征部位81的方向与X轴正半轴之间的角度为240度，因此，需要通过角度调整机构3控制承载座4顺时针转动30度，以同步完成盘形工件8顺时针转动30度，以调整盘形工件8至目标角度，即调整特征部位81与盘形工件8的圆心的相对位置。

其中，X轴正半轴所在方向为图1中第一压爪21到第二压爪22的方向，顺时针方向为图1中以盘形工件8的轴向为中心轴的顺时针转动方向。

优选地，角度调整机构3为电机，电机的输出轴和承载座4固定连接，电机的输出轴位于定位槽41的轴向上，通过电机正转或反转完成盘形工件8的角度调整。

具体地，定位槽41为圆形槽，圆形槽的大小与盘形工件8的外径匹配。

优选地，第一压爪21和第二压爪22靠近盘形工件8一侧均为圆弧形，第一压爪21和第二压爪22位于同一水平面上。

具体地，底座1和承载座4位于水平方向，条形槽101为底部1012设有开口的矩形槽，推动件24的推动部的两端一一对应抵接在对应的矩形槽的两个侧壁1011上，推动件24的连接部位于开口方向，连接部从开口方向延伸出后与对应的第一压爪21和第二压爪22固定连接。

具体地，底座1上设有两个条形槽101以位于Y向上的定位槽41的对称轴为基准呈左右对称结构，当第一压爪21和第二压爪22夹紧盘形工件8时，即第一压爪21和第二压爪22位于第一位置时，第一压爪21、第二压爪22对应的推动件24的推动部均位于对应的矩形槽的顶部。矩形槽的顶部到矩形槽的底部的方向为对应的压缩弹簧23在压缩时的受到推动件24的推动部的压力方向。

优选地，驱动机构包括凸台机构5、第一滚动件6和第二滚动件7，第一滚动件6包括第一滚动部61和与第一滚动部61转动连接的第一固定部62，第二滚动件7包括第二滚动部71和与第二滚动部71转动连接的第二固定部72，第一滚动部61和第二滚动部71一一对应抵接于凸台机构5两侧的斜面上，第一固定部62和第一压爪21对应的推动件24固定连接，第二固定部72和第二压爪22对应的推动件24固定连接，第一滚动部61和第二滚动部71用于当凸台机构5向上运动时相对于对应的斜面向下滚动以完成第一滚动件6和第二滚动件7在水平方向上远离。

具体地，凸台机构5为左右对称结构，第一滚动件6和第二滚动件7为相同结构，第一滚动件6和第二滚动件7关于凸台机构5的对称轴呈左右对称设置。其中，凸台机构5是截面为等腰梯形的凸台机构5，等腰梯形的下边长大于上边长，截面为凸台机构5的中心轴所在的由X向和Z向构成的所在平面在凸台机构5截出的截面。凸台机构5可以是正四棱台或圆锥台(截头圆锥构成的圆台)。

优选地，驱动机构还包括顶升机构9，顶升机构9设于凸台机构5的下方，顶升机构9用于在盘形工件8完成角度调整后顶起凸台机构5。其中，顶升机构9为顶升气缸，顶升气缸的活塞杆抵接在凸台机构5的下方。

具体地，第一压爪21和第二压爪22从第一位置向第二位置运动的原理如下：

如图6所示，在圆形槽内放置的盘形工件8完成角度定位时，此时，第一压爪21和第二压爪22位于第一位置，即处于夹紧状态，顶升气缸的活塞杆在顶升气缸的作用下向上运动，顶起凸台机构5同步向上运动，由于凸台机构5向上运动，第一滚动件6和第二滚动件7通过第一滚动部61、第二滚动部71分别相对于凸台机构5的左侧斜面、右侧斜面向下滚动，使得抵接在凸台机构5上第一滚动件6和第二滚动件7相对于凸台机构5向下运动，使得凸台机构5将第一压爪21和第二压爪22撑开，即通过第一固定部62和第二固定部72在水平方向上的远离，带动两个推动件24相互远离，以带动第一压爪21和第二压爪22向相互远离方向运动至第二位置，即打开状态。在两个推动件24相互远离过程中，压缩弹簧23从初始状态转变为压缩状态，其中，压缩弹簧23的初始状态存在形变量。在夹紧机构2处于打开状态后，可通过移动夹持装置对完成角度定位的盘形工件8进行夹取。

具体地，第一压爪21和第二压爪22从第二位置向第一位置运动的原理如下：

如图5所示，第一压爪21和第二压爪22位于第二位置，即处于打开状态，在移动夹持装置对完成角度定位的盘形工件8夹取，并放置下一个待角度定位的盘形工件8在圆形槽中后，控制顶升气缸的活塞杆向下缩回，此时压缩弹簧23从压缩状态开始复位，在复位过程中，两个压缩弹簧23推动对应的推动件24相向运动，以带动第一压爪21和第二压爪22相向运动至第一位置，以夹紧盘形工件8，便于后续通过视觉系统和角度调整机构3对夹紧的的盘形工件8的完成角度定位。在第一压爪21和第二压爪22相向运动时，通过第一固定部62和第二固定部72带动第一滚动件6和第二滚动件7同步相向运动恢复至初始位置。

需要说明的是，在第一压爪21和第二压爪22在第一位置和第二位置之间运动过程中，第一滚动件6和第二滚动件7只在X向上运动，不发生Z向上的运动。

通过在夹紧机构2中设置推动件24通过压缩弹簧23进行固定，使得在处于压缩状态的压缩弹簧23在复位过程中带动推动件24以完成第一压爪21和第二压爪11从第二位置移动至第一位置压紧盘形工件8后，压缩弹簧23恢复初始状态，由于初始状态下压缩弹簧23存在形变量，使得在压紧盘形工件8时由于压缩弹簧23会产生反向弹性力，使得盘形工件8受到夹紧力不会过大，降低工件被压伤或变形的风险。

其中，初始状态下压缩弹簧23存在的形变量而产生的弹力，初始状态下压缩弹簧23存在的形变量可由本领域技术人员根据盘形工件8的大小自行设定。

优选地，凸台机构5下方设有支撑座13、行程杆10和缠绕在行程杆10上的复位弹簧11，行程杆10穿过支撑座13并与支撑座13滑动连接，行程杆10位于支撑座13上方的一端和凸台机构5固定连接，行程杆10位于支撑座13方的一端固定设有挡接件14，复位弹簧11一端抵接在支撑座13下方，另一端抵接于挡接件14，复位弹簧11用于当顶升机构9顶起凸台机构5向上运动时带动行程杆10向上运动以通过挡接件14压缩复位弹簧11，当从压缩状态恢复至初始状态时带动行程杆10向下运动以完成凸台机构5的复位。

具体地，凸台机构5下方固定有顶升板15，通过顶升机构9顶起顶升板15的过程，顶起凸台机构5。

本实施例中，凸台机构5为圆锥台，顶升板15为方形结构，方形结构和圆锥台的中心轴相同，行程杆10的数量为四个，四个行程杆10分别固定设置在方形结构四个顶角对应的位置上，四个行程杆10的固定位置以方形结构的中心轴呈90度旋转对称设置。

具体地，在夹紧机构2打开的状态下，将待角度定位的盘形工件8放置在定位槽41上后，控制顶升机构9缩回，使得凸台机构5在复位弹簧11在复位弹力和凸台机构5的重力的共同作用下向下运动，从而使得在压缩弹簧23发生复位过程中，通过第一滚动部61和第二滚动部71在凸台机构5上的对应的斜面上滚动，同时通过第一固定部62和第二固定部72带动对应的推动件24以带动第一压爪21和第二压爪22从第二位置移动至第一位置压紧待角度定位的盘形工件8，以便于后续对盘形工件完成角度定位。

本实施例中，如图1所示，两个角度定位装置构成一个角度定位治具，其中，一个角度定位装置设有两个顶升气缸，在复位弹簧11压缩到最大压缩量状态时，四个复位弹簧11的推力小于两个顶升气缸的推力。

优选地，本申请的角度定位装置还包括位置感应器12，顶升机构9设置为当位置感应器12检测到盘形工件8放置在承载座4上时向下运动以夹紧盘形工件8。

具体地，位置感应器12为光栅感应器，光栅感应器设于承载座4的侧方，由于盘形工件8的厚度高于圆形槽的高度，使得当盘形工件8放置上承载座4的圆形槽中时，盘形工件8超出圆形槽的部分可以被光栅感应器检测到，因此，在光栅感应器检测到盘形工件8时，控制顶升机构9开始向上运动。

本说明书实施例提供了一种盘形工件的角度定位方法，方法基于实施例1中的盘形工件的角度定位装置实现的，包括：

当位置感应器12检测到待定位的盘形工件8放置在承载座4上时，控制顶升机构9向下运动，复位弹簧11发生复位带动凸台机构5向下运动，以使第一滚动件6的第一滚动部61和第二滚动件7的第二滚动部71相对于凸台机构5上对应的斜面向上滚动，以通过压缩弹簧23复位通过对应的推动件24带动的第一压爪21和第二压爪22相向运动，以使第一压爪21和第二压爪22从第二位置移动至第一位置以夹紧盘形工件8；

控制视觉系统对盘形工件8进行拍照，以获取盘形工件8的特征部位81的位置信息；

基于特征部位81的目标位置信息根据位置信息确定盘形工件8需要转动的目标角度；

控制角度调整机构3转动目标角度，带动承放座同步转动完成在水平方向上的角度调整，以实现盘形工件8的定位。

具体地，视觉系统对盘形工件8进行拍照，获得的当前特征部位81的位置信息为特征部位81和盘形工件8的圆心之间的位置关系，再根据特征部位81的目标位置信息，即盘形工件8处于组装放置位置时，特征部位81和盘形工件8的圆心之间的相对位置关系，再结合当前盘形工件8的圆心和盘形工件8处于组装放置位置时盘形工件8的圆心相对位置关系，确定出盘形工件8需要转动的目标角度，即需要转动的角度，以控制角度调整机构3转动目标角度完成对盘形工件8的角度定位。

优选地，控制角度调整机构3转动目标角度，带动承放座同步转动完成在水平方向上的角度调整，以实现盘形工件8的定位，之后包括：

控制顶升机构9向上运动顶起凸台机构5，以使第一滚动件6的第一滚动部61和第二滚动件7的第二滚动部71相对于凸台机构5上对应的斜面向下滚动，以通过推动件24带动对应的第一压爪21和第二压爪22同步向相反方向运动，以使第一压爪21和第二压爪22从第一位置移动至第二位置；

当第一压爪21和第二压爪22到达第二位置时，控制移动夹持装置从定位槽41中夹取定位完成的盘形工件8。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种盘形工件的角度定位装置，其特征在于，包括底座（1）、夹紧机构（2）、视觉系统和角度调整机构（3），所述底座（1）上设有承载座（4），所述承载座（4）上设有定位槽（41），所述夹紧机构（2）包括第一压爪（21）、第二压爪（22）和分别与所述第一压爪（21）、所述第二压爪（22）一一对应的压缩弹簧（23）和推动件（24），所述第一压爪（21）和所述第二压爪（22）相对设置，所述第一压爪（21）、所述第二压爪（22）分别和对应的所述推动件（24）固定连接，所述底座（1）上设有两个条形槽（101），所述压缩弹簧（23）和所述推动件（24）设于对应的所述条形槽（101）内，所述推动件（24）的两端一一对应抵接在对应的所述条形槽（101）的两个侧壁（1011）上，所述压缩弹簧（23）固定连接于所述条形槽（101）的底部（1012）和所述推动件（24）之间，两个所述推动件（24）用于在驱动机构的驱动下相互远离以压缩对应的压缩弹簧（23）且同步带动所述第一压爪（21）和所述第二压爪（22）相互远离从第一位置移动至第二位置，并且在驱动机构停止驱动后用于在所述压缩弹簧（23）发生复位产生的弹力作用下带动所述第一压爪（21）和所述第二压爪（22）相互靠近从第二位置移动至第一位置以将放置于所述定位槽（41）中的所述盘形工件（8）夹紧，所述视觉系统设于所述夹紧机构（2）上方，所述角度调整机构（3）和所述承载座（4）固定连接，所述角度调整机构（3）用于根据所述盘形工件（8）上特征部位在组装需求位置的角度信息和所述视觉系统获取的所述特征部位的位置信息控制所述承载座（4）转动对应的角度以完成对所述盘形工件（8）相对于所述夹紧机构（2）的角度调整实现所述特征部位的角度定位，

所述驱动机构包括凸台机构（5）、第一滚动件（6）和第二滚动件（7），所述第一滚动件（6）包括第一滚动部（61）和与第一滚动部（61）转动连接的第一固定部（62），所述第二滚动件（7）包括第二滚动部（71）和与第二滚动部（71）转动连接的第二固定部（72），所述第一滚动部（61）和所述第二滚动部（71）一一对应抵接于所述凸台机构（5）两侧的斜面上，所述第一固定部（62）和所述第一压爪（21）对应的所述推动件（24）固定连接，所述第二固定部（72）和所述第二压爪（22）对应的所述推动件（24）固定连接，所述第一滚动部（61）和所述第二滚动部（71）用于当所述凸台机构（5）向上运动时相对于对应的斜面向下滚动以完成所述第一滚动件（6）和所述第二滚动件（7）在水平方向上远离。

2.根据权利要求1所述的盘形工件的角度定位装置，其特征在于，所述驱动机构还包括顶升机构（9），所述顶升机构（9）设于所述凸台机构（5）的下方，所述顶升机构（9）用于在盘形工件（8）完成角度调整后顶起所述凸台机构（5）。

3.根据权利要求2所述的盘形工件的角度定位装置，其特征在于，所述顶升机构（9）为顶升气缸，所述顶升气缸的活塞杆抵接在所述凸台机构（5）的下方。

4.根据权利要求3所述的盘形工件的角度定位装置，其特征在于，所述凸台机构（5）下方设有支撑座（13）、行程杆（10）和缠绕在所述行程杆（10）上的复位弹簧（11），所述行程杆（10）穿过所述支撑座（13）并与所述支撑座（13）滑动连接，所述行程杆（10）位于所述支撑座（13）上方的一端和所述凸台机构（5）固定连接，所述行程杆（10）位于所述支撑座（13）方的一端固定设有挡接件（14），所述复位弹簧（11）一端抵接在所述支撑座（13）下方，另一端抵接于所述挡接件（14），所述复位弹簧（11）用于当所述顶升机构（9）顶起所述凸台机构（5）向上运动时带动所述行程杆（10）向上运动以通过所述挡接件（14）压缩所述复位弹簧（11），当从压缩状态恢复至初始状态时带动所述行程杆（10）向下运动以完成所述凸台机构（5）的复位。

5.根据权利要求2或3所述的盘形工件的角度定位装置，其特征在于，还包括位置感应器（12），所述顶升机构（9）设置为当所述位置感应器（12）检测到盘形工件（8）放置在所述承载座（4）上时向下运动以夹紧所述盘形工件（8）。

6.根据权利要求1所述的盘形工件的角度定位装置，其特征在于，所述角度调整机构（3）为电机，所述电机的输出轴和所述承载座（4）固定连接，所述电机的输出轴位于定位槽（41）的轴向上。

7.根据权利要求1所述的盘形工件的角度定位装置，其特征在于，所述第一压爪（21）和所述第二压爪（22）靠近盘形工件（8）一侧均为圆弧形，所述第一压爪（21）和所述第二压爪（22）位于同一水平面上。

8.一种盘形工件的角度定位方法，所述方法基于如权利要求1-7任一项所述的盘形工件的角度定位装置实现的，所述驱动机构还包括顶升机构（9），所述顶升机构（9）设于所述凸台机构（5）的下方，所述凸台机构（5）下方设有支撑座（13）、行程杆（10）和缠绕在所述行程杆（10）上的复位弹簧（11），所述行程杆（10）位于所述支撑座（13）上方的一端和所述凸台机构（5）固定连接，所述行程杆（10）位于所述支撑座（13）方的一端固定设有挡接件（14），所述复位弹簧（11）一端抵接在所述支撑座（13）下方，另一端抵接于所述挡接件（14），其特征在于，包括：

当位置感应器（12）检测到待定位的盘形工件（8）放置在所述承载座（4）上时，控制顶升机构（9）向下运动，复位弹簧（11）发生复位带动凸台机构（5）向下运动，以使第一滚动件（6）的第一滚动部（61）和第二滚动件（7）的第二滚动部（71）相对于凸台机构（5）上对应的斜面向上滚动，以通过压缩弹簧（23）复位通过对应的推动件（24）带动的第一压爪（21）和第二压爪（22）相向运动，以使第一压爪（21）和第二压爪（22）从第二位置移动至第一位置以夹紧所述盘形工件（8）；

控制视觉系统对盘形工件（8）进行拍照，以获取盘形工件（8）的特征部位的位置信息；

基于特征部位的目标位置信息根据所述位置信息确定盘形工件（8）需要转动的目标角度；

控制角度调整机构（3）转动目标角度，带动承放座同步转动完成在水平方向上的角度调整，以实现盘形工件（8）的定位。

9.根据权利要求8所述的盘形工件的角度定位方法，其特征在于，控制角度调整机构（3）转动目标角度，带动承放座同步转动完成在水平方向上的角度调整，以实现盘形工件（8）的定位，之后包括：

控制顶升机构（9）向上运动顶起凸台机构（5），以使第一滚动件（6）的第一滚动部（61）和第二滚动件（7）的第二滚动部（71）相对于凸台机构（5）上对应的斜面向下滚动，以通过推动件（24）带动对应的第一压爪（21）和所述第二压爪（22）同步向相反方向运动，以使第一压爪（21）和第二压爪（22）从第一位置移动至第二位置；

当第一压爪（21）和第二压爪（22）到达第二位置时，控制移动夹持装置从定位槽（41）中夹取定位完成的所述盘形工件（8）。

Images