CN115816188B - 一种共基准偏心孔快速定位系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

为使出油阀座的偏心孔自动找正到磨床回转中心，及在机外完成出油阀座的偏心孔找正后直接安装到磨床上加工；同时实现多品种出油阀座的快速换产和高精度的定位。通过进出台底座在PLC的控制下驱动升降定位器在进出台底座上的人工位和自动位之间移动；PLC控制机外零点定位器断气时夹紧随行夹具机构，PLC控制机外零点定位器通气时松开随行夹具机构；机外零点定位器夹紧随行夹具机构时，升降定位器在PLC的控制下对随行夹具机构进行出油阀座偏心孔中心位置找正；当升降定位器移动到人工位时，PLC驱动抬升机构将随行夹具机构顶起或将被抬起的随行夹具机构对接到机外零点定位器上；在磨床主轴上装配的机内零点定位器的定位基准和机外零点定位器的定位基准相同。

Description

一种共基准偏心孔快速定位系统及其控制方法

技术领域

本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种共基准偏心孔快速定位系统及其控制方法。

背景技术

出油阀座孔由两个偏心孔组成，一个是出油阀孔，一个是减压阀孔；两个孔均不在出油阀座的几何中心，由于在磨床上加工时，磨削加工的孔必须在回转中心，因此需先将出油阀座孔安装到定制工装上，然后将要加工的孔调整到回转中心，传统加工方式为先人工将零件安装到专用夹具上，再将整个夹具固定到磨床磁力吸盘中，在通过工人人工将磨削孔找正到主轴回转中心上；步骤繁琐，工人操作时间长，占用机床的加工时间，加工效率低。

发明内容

本发明目的是实现出油阀座的偏心孔自动找正到磨床回转中心，能够在机外完成出油阀座的偏心孔找正后可直接将随行夹具机构安装到磨床上加工；同时可实现多品种出油阀座的快速换产和高精度的定位。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种共基准偏心孔快速定位系统，包括：PLC控制器、升降定位器、随行夹具机构、抬升机构、进出台底座及在磨床主轴上装配的机内零点定位器；

升降定位器安装在进出台底座上，进出台底座可在PLC控制器的控制下驱动升降定位器在进出台底座上的预设人工位和预设自动位之间移动；

随行夹具机构对接在升降定位器的机外零点定位器上，PLC控制器控制机外零点定位器断气时夹紧随行夹具机构，PLC控制器控制机外零点定位器通气时松开随行夹具机构；机外零点定位器夹紧随行夹具机构时，升降定位器可在PLC控制器的控制下对随行夹具机构进行出油阀座偏心孔中心位置找正；

抬升机构安装在进出台底座上，当PLC控制器控制进出台底座驱动升降定位器移动到预设人工位时，PLC控制器可驱动抬升机构将未被机外零点定位器夹紧的随行夹具机构顶起或将被抬起的随行夹具机构对接到升降定位器的机外零点定位器上；

在磨床主轴上装配的机内零点定位器的定位基准和升降定位器上的机外零点定位器的定位基准相同。

优选地，升降定位器包括：

用于在进出台底座上的直线导轨上装配的第一底座；

在第一底座上装配的机外零点定位器；

在第一底座上装配的支架；

在第一底座上装配的支撑组件；

在支撑组件上装配的压紧组件，压紧组件布置在机外零点定位器的上方，且压紧组件的定位中心线与机外零点定位器的定位中心线共线；

压紧组件包括：

浮动接头、第一连接板、锥度心轴、无油衬套和第一双杆气缸；

支撑组件上设置有安装孔，无油衬套装配至安装孔中；

浮动接头和第一双杆气缸共同与第一连接板连接；

锥度心轴一端与浮动接头连接，另一端穿过无油衬套后伸至机外零点定位器的定位中心线上方，且锥度心轴的定位中心线和机外定点定位器的定位中心线共线。

优选地，机外零点定位器包括：

第一定位锥销、第一锥销连接板、第一零点定位器、第一基板、第一气路接头；

第一定位锥销过盈装配到第一锥销连接板朝向锥度心轴的一侧端面上，第一零点定位器通过螺钉安装到第一基板朝向锥度心轴的一侧端面上，第一锥销连接板通过螺钉安装到第一基板朝向锥度心轴的一侧端面上，第一气路接头螺纹连接到第一基板的侧面上；

锥度心轴的定位中心线与第一定位锥销的定位中心线共线。

优选地，随行夹具机构包括：

盖板组件和底座组件，盖板组件通过第一内六角圆柱头螺钉装配到底座组件中；

盖板组件为随行夹具机构中可进行更换的组件。

优选地，盖板组件包括：

第二内六角圆柱头螺钉、通用配重块、出油阀座和盖板；

出油阀座通过第二内六角圆柱头螺钉装配到盖板上，通用配重块通过螺纹装配到盖板上；

出油阀座上的偏心孔正对盖板上的通孔；

升降定位器对随行夹具机构进行出油阀座偏心孔中心位置找正时，第一双杆气缸带动锥度心轴下移穿过盖板上的通孔后压入出油阀座的偏心孔内，出油阀座和盖板在锥度心轴的水平分压力下相对于底座组件移动，使出油阀座的偏心孔中心线移动到与锥度心轴的定位中心线共线的状态，而实现对出油阀座的偏心孔中心线与第一定位锥销的中心线共线，完成对随行夹具机构的出油阀座偏心孔中心位置找正。

优选地，所述底座组件包括：

圆柱销、第一快换副盘、菱形销、第二底座、单向定位销和锥环；

圆柱销和菱形销过盈装配到第二底座的外侧壁上，第一快换副盘依靠圆柱销和菱形销定位后再螺接到第二底座的外侧壁上，锥环过盈装配到第二底座上，单向定位销螺接到第二底座上；

第一内六角圆柱头螺钉将盖板螺接到第二底座上；

在随行夹具机构对接到机外零点定位器上时，锥环和第一定位锥销相对；单向定位销和第一零点定位器对接，第一零点定位器通气时其内部的钢珠收回，将单向定位销松开，实现对随行夹具机构的松开；第一零点定位器断气时其内部的钢珠顶出，将单向定位销拉紧，实现对随行夹具机构的夹紧。

优选地，所述抬升机构包括：定位板、第二双杆气缸、气缸支架和第一铝型材框架；

第一铝型材框架固定在进出台底座上；

第二双杆气缸通过气缸支架和第一铝型材框架连接；

定位板装配第二双杆气缸上，定位板朝向第二底座的底部一侧设有定位结构；

在第二双杆气缸上升后，定位板上的定位结构与第二底座的底部的定位槽形成配合，实现随行夹具机构被抬升机构抬升起。

优选地，所述进出台底座包括：直线导轨、底部支架、无杆气缸、拖链支架、拖链、第二铝型材框架、拖链线槽、按钮盒、缓冲器支架、接近开关和缓冲器；

直线导轨通过螺钉和第二铝型材框架连接，升降定位器的第一底座通过螺钉安装到直线导轨的滑块上；

拖链线槽通过螺钉和第二铝型材框架连接；

拖链一端通过螺钉安装到拖链线槽上，另一端通过拖链支架用螺钉连接到升降定位器的第一底座上；

底板支架通过螺钉安装在无杆气缸上，第一底座下端突出的凸台嵌入到底板支架的卡槽中；

按钮盒、接线盒通过螺钉连接到第二铝型材框架上；

接近开关、缓冲器通过双螺母夹紧连接到缓冲器支架上，缓冲器支架通过螺钉和第二铝型材框架连接；

无杆气缸通过底板支架带动升降定位器的第一底座移动，拖链在第一底座的带动下从动，第一底座带动直线导轨上的滑块移动，实现在直线导轨上装配的升降定位器移动。

优选地，所述机内零点定位器包括：

第二定位锥销、第二锥销连接板、第二零点定位器、第二基板、第二快换副盘、第二连接板、第二气路接头；

第二基板安装到磨床主轴上；

第二零点定位器通过螺钉安装到第二基板远离磨床主轴的一侧端面上；

第二锥销连接板通过螺钉安装到第二基板远离磨床主轴的一侧端面上，第二定位销钉过盈装配到第二锥销连接板远离磨床主轴的一侧端面上；

第二快换副盘通过第二连接板装配到第二基板的侧面上；

第二气路接头螺纹连接到第二基板的侧面上；

第二定位锥销的定位中心线与第一定位锥销的定位中心线共线。

本发明还提供了一种应用在上述的共基准偏心孔快速定位系统的控制方法，包括：

PLC控制器基于人工指令控制升降定位器上的机外零点定位器松开，待被机器人抓取的待更换随行夹具机构放置到在升降定位器的机外零点定位器上之后，PLC控制器再控制升降定位器从预设自动位移动到预设人工位；

PLC控制器抬升机构将随行夹具机构抬起后，再控制升降定位器回到预设自动位；

人工对抬升机构顶起的待更换随行夹具机构进行盖板组件更换，并不锁紧更换后的盖板组件；

PLC控制器基于人工指令控制升降定位器回到预设人工位，并控制抬升机构落下，使更换盖板组件的新随行夹具机构落入升降定位器的机外零点定位器上，随后控制机外零点定位器夹紧新随行夹具机构；

PLC控制器控制升降定位器对新随行夹具机构进行出油阀座中心位置找正；

人工锁紧更换后的盖板组件；

PLC控制器基于人工指令控制升降定位器带动新随行夹具机构回到预设自动位；

PLC控制器控制升降定位器的机外零点定位器松开新随行夹具机构；

机器人将新随行夹具机构抓取到装配到磨床主轴上的机内零点定位器上。

本发明的有益效果为：

能够实现多品种出油阀座的快速换产和自动偏心孔找正，即实现多品种零件机外找正后，可直接放入机床内部加工，不需要人工在机床上进行找正操作。具体来说：

创新的设计了磨床用零点定位器，该系统由两套共基准的零点定位器组成，机外找正一台，磨床主轴上安装一台，由于定位基准相同，从而实现机外找正后可直接安装至机床内零点定位器进行加工，保证了安装精度；

创新设计了进出台底座，其具备人工找正位和机器人抓取位两种工作位，实现人工与自动化系统的物料交互；

创新设计了升降定位器，升降定位器组件中的锥度心轴的定位中心线和机外零点定位器的第一定位锥销的定位中心线共线，且锥度心轴的中心线和机外零点定位器的定位面垂直；通过PLC控制器可实现控制第一双杆气缸带动浮动接头和锥度心轴的上升和下降，锥度心轴的锥面与出油阀座的偏心孔孔口压紧，由于挤压分力作用，实现出油阀座偏心孔的自动找正到回转中心；

创新设计了抬升机构，当控制第二双杆气缸的电磁阀通气后，抬升机构实现随行夹具机构整体的上升和下降。可将随行夹具机构和机外零点定位器分离或对接；

创新设计了多品种随行夹具机构，多品种随行夹具机构由共基准的底座组件、6种盖板、第一内六角圆柱头螺钉等组成，可实现20个品种出油阀座的安装定位。

创新设计了锥度心轴，锥度心轴由60°锥面和圆柱面组成，特点为在下压的过程中可产生水平方向的分力，使出油阀座移动至锥度心轴的中心即机外零点定位器的中心。

附图说明

图1为本实施例中的共基准偏心孔快速定位系统的装配图；

图2为本实施例中的共基准偏心孔快速定位系统的拆解图；

图3为本实施例的升降定位器的结构示意图；

图4为本实施例中的随行夹具机构的结构示意图；

图5为本实施例中的盖板组件的结构示意图；

图6为本实施例中的底座组件的结构示意图；

图7为本实施例中的机外零点定位器的爆炸图；

图8为本实施例中的底座组件与机外零点定位器对接前的示意图；

图9为本实施例中的底座组件与机外零点定位器对接后的示意图；

图10为本实施例中的抬升机构的结构示意图；

图11为本实施例的进出台底座的结构示意图；

图12为本实施例中的机内零点定位器的爆炸图；

图13为本实施例中锥度芯轴对出油阀座进行偏心孔中心找正的原理图；

图14为本实施例中多种不同规格的出油阀座的示意图；

图15为本实施例中的随行夹具机构和机外零点定位器对接的示意图；

图16为本实施例中的随行夹具机构和机外零点定位器脱离的示意图；

图17为本实施例中随行夹具机构被抬升机构顶起的侧视示意图；

图18为本实施例中抬升机构的定位板与随行夹具组件的底座定位的爆炸图；

图19为本实施例中装配有随行夹具机构的升降定位器位于预设自动位的示意图；

图20为本实施例中装配有随行夹具机构的升降定位器位于预设人工位的示意图；

图21为本实施例中的随行夹具机构被抬升机构抬起时的示意图；

图22为本实施例中抬升机构抬起升降定位器回到预设自动位的示意图；

图23为本实施例中对随行夹具机构更换新盖板组件的示意图；

图24为本实施例中锥度芯轴下降对新盖板组件进行偏心孔中心位置找正的示意图；

图25为本实施例中锥度芯轴完成对新盖板组件进行偏心孔中心位置找正后上升的示意图；

图26为本实施例中升降定位器带动更换新盖板组件的随行夹具组件移动到预设自动位的示意图；

图27为本实施例中的随行夹具机构被机器人抓取到在磨床主轴上装配的机内零点定位器上的示意图；

图28为本实施例中第一底座和底座支架配合的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

参照图1和图2，本实施例提供了一种共基准偏心孔快速定位系统，由升降定位器1、随行夹具机构2抬升机构3、进出台底座4、机内零点定位器5组成。升降定位器1安装在进出台底座4上，进出台底座4可在PLC控制器的控制下驱动升降定位器1在进出台底座4上的预设人工位和预设自动位之间移动；随行夹具机构2对接在升降定位器1的机外零点定位器106上，PLC控制器控制机外零点定位器106断气时夹紧随行夹具机构2，PLC控制器控制机外零点定位器106通气时松开随行夹具机构2；机外零点定位器106夹紧随行夹具机构2时，升降定位器1可在PLC控制器的控制下对随行夹具机构2进行出油阀座偏心孔中心位置找正；抬升机构3安装在进出台底座4上，当PLC控制器控制进出台底座4驱动升降定位器1移动到预设人工位时，PLC控制器可驱动抬升机构3将未被机外零点定位器106夹紧的随行夹具机构2顶起或将被抬起的随行夹具机构2对接到升降定位器1的机外零点定位器106上；在磨床主轴上装配的机内零点定位器5的定位基准和升降定位器1上的机外零点定位器106的定位基准相同

升降定位器1通过螺钉安装到进出台底座4直线导轨401的滑块上，随行夹组件2安装到升降定位器1的机外零点定位器106上，机外零点定位器上106通气时松开，断气夹紧。抬升机构3通过角件用螺钉和进出台底座4连接，抬升机构3的定位板301可以和随行夹组件2中的第二底座2034形成定位配合，从而实现机外零点定位器上106松开时，抬升机构3可以抬起或降落随行夹具机构2，实现随行夹具机构2和抬升机构3机外零点定位器106的分离和对接。机内零点定位器5安装在数控磨床的主轴上，当在外部找正完成后即可装入机内零点定位器5，机内零点定位器5锁紧后无需找正即可加工。整个共基准偏心孔快速定位系统用于出油阀座偏心孔自动找正到磨床主轴的回转中心，自动找正后通过六轴关节机器人将随行夹具机构2放入数控磨床共基准的机内零点定位器5上，实现自动加工。并且设计有多品种随行夹具，能够适应20种不同出油阀座的自动偏心孔找正。

本实施例中，创新设计了两套共基准的零点定位器：即机内零点定位器5和机外零点定位器106，当升降定位器1中的机外零点定位器106上的随行夹具机构2定位到中心位置后，即可直接将随行夹具机构2放入机内零点定位器5进行加工。实现工件的外部找正后可直接安装到机床内加工，提高加工效率，减少了在机床内部找正时占用机床的有效加工时间。

如图12，机内零点定位器5由第二定位锥销501、第二锥销连接板502、第二零点定位器503、第二基板504、第二快换副盘505、第二连接板506、第二气路接头507组成。第二基板504安装到磨床主轴上，第二定位锥销501通过过盈配合安装到第二锥销连接板502远离磨床主轴的一侧端面上，第二零点定位器503通过螺钉安装到第二基板504远离磨床主轴的一侧端面上，第二锥销连接板502通过螺钉安装到第二基板504远离磨床主轴的一侧端面上，第二气路接头507通过螺纹连接到第二基板504的侧面上，第二快换副盘505通过第二连接板506用螺钉安装到第二基板504的侧面上；机内零点定位器5安装在磨床主轴上，其机内零点定位器5定位尺寸与升降定位器1中的机外零点定位器106定位基准相同共基准，即在机外找正后就可以安装到磨床上进行加工，不在需要占用机床时间在机床内部进行找正操作。

如图7，机外零点定位器106由第一定位锥销1061、第一锥销连接板1062、第一零点定位器1063、第一基板1064、第一气路接头1065组成，第一定位锥销1061通过过盈配合安装到第一锥销连接板1062朝向锥度心轴103的一侧端面上，第一零点定位器1063通过螺钉安装到第一基板1064朝向锥度心轴103的一侧端面上，第一锥销连接板1062通过螺钉安装到第一基板1064上，第一气路接头1065通过螺纹连接到第一基板1064的侧面上，机外零点定位器106的定位基准和机内零点定位器5完全相同。

其中，支架107在调试过程中，通过螺钉穿过支架107微调机外零点定位器106的中心线实现和锥度心轴103中心线同轴。

第一气路接头1065与第一零点定位器1063的电磁阀气管连接，通过PLC控制器控制电磁阀，实现气路的通断控制。

如图3，升降定位器1由：浮动接头101、第一连接板102、锥度心轴103、无油衬套104、第一双杆气缸105、机外零点定位器106、支架107、第一底座108、立柱109、横梁110、支架111、纵梁112组成。浮动接头101、第一连接板102、锥度心轴103、无油衬套104和第一双杆气缸105共同组成压紧组件，立柱109、横梁110、支架111和纵梁112共同组成支撑组件，浮动接头101、第一连接板102、锥度心轴103、第一双杆气缸105之间通过螺钉连接；无油衬套104装配到纵梁112上的安装孔中，且无油衬套104和纵梁112之间通过螺钉连接，锥度心轴103可在无油衬套104内滑动；机外零点定位器106、横梁110、纵梁112、立柱109、第一底座108、支架111之间通过螺钉连接；同时需锥度心轴103的中心和机外零点定位器106的第一定位锥销1061中心共线，机外零点定位器106平面和锥度心轴103轴线垂直，误差控制在0.01mm以内；如图13，在使用过程时，通过第一双杆气缸105的压力，使锥度心轴103压紧随行夹具机构2的盖板组件202的出油阀座2023的偏心孔的孔口倒角处，通过锥面的分力使随行夹具机构2中的盖板组件202相对底座组件203移动到锥度心轴103的中心线即机外零点定位器106的第一定位锥销1061的中心，从而实现其自动找正的功能。锥度心轴103通过浮动接头101和第一连接板102与第一双杆气缸105连接，通过浮动接头101使锥度心轴103在第一双杆气缸105的带动下沿无油衬套104滑动，并且能够保证高精度。

如图4至6，随行夹具机构2由第一内六角圆柱头螺钉201、盖板组件202、底座组件203组成，其中盖板组件202由第二内六角圆柱头螺钉2021、通用配重块2022、出油阀座2023、盖板2024组成。

如图5，通用配重块2022是将整个随行夹具机构2的重心调整到回转中心上，通用配重块2022前端带有外螺纹，后端为螺纹孔，可以自由组合实现不同产品的配重，通用配重块2022依靠外螺纹装配到盖板2024上。升降定位器1对随行夹具机构2进行出油阀座偏心孔中心位置找正时，第一双杆气缸105带动锥度心轴103下移穿过盖板2024上的通孔后压入出油阀座2023的偏心孔内，出油阀座2023和盖板2024在锥度心轴103的水平分压力下相对于底座组件203移动，使出油阀座2023的偏心孔中心线移动到与锥度心轴103的定位中心线共线的状态，而实现对出油阀座2023的偏心孔中心线与第一定位锥销1061的中心线共线，完成对随行夹具机构2的出油阀座偏心孔中心位置找正。

如图14，整个随行夹具机构2共有6种盖板2024，所有盖板2024的安装尺寸相同，6种盖板2024可适应20种出油阀座2023的安装。

如图6、8和9，底座组件203由圆柱销2031、第一快换副盘2032、菱形销2033、第二底座2034、单向定位销2035、锥环2036组成。圆柱销2031和菱形销2033通过过盈配合与第二底座2034的外侧壁连接；第一快换副盘2032用圆柱销2031和菱形销2033定位，第一快换副盘2032通过内六角圆柱头螺钉与第二底座2034的外侧壁连接；锥环2036通过过盈配合与第二底座2034连接；单向定位销2035通过螺钉与第二底座2034连接。在自动化上下料的过程中，通过零点定位器106气路的通断，实现单向定位销2035的松开和夹紧，通过单向定位销2035的松开和夹紧即可实现随行夹具机构2和机内零点定位器5、机外零点定位器106的松开和夹紧；如图8和9，单向定位销2035与第一零点定位器1063对接，通气时第一零点定位器1063内的钢珠收回，将单向定位销2035松开，断气时第一零点定位器1063内的钢珠顶出，实现单向定位销2035的拉紧；单向定位销2035拉紧后能够定位随行夹具机构2旋转方向的定向；锥环2036与第一定位锥销1061对接，锥环2036与第一定位锥销1061是一套高精度配合，能够保证对接的两个零部件中心一致；使得整个零点定位器组件在与机外零点定位器106、机内零点定位器5中配合时的高精度；见图10底座组件与零点定位器定位原理图。

机器人末端法兰盘上安装有快换主盘，这个第一快换副盘2032用于和机器人的快换主盘对接锁紧，实现机器人的抓取动作。

如图10、15至图18，抬升机构3由：由定位板301、第二双杆气缸302、气缸支架303、第一铝型材框架304等组成；定位板301和第二双杆气缸302通过螺钉连接，第二双杆气缸302通过气缸支架303与第一铝型材框架304用螺钉连接；定位板301上有定位结构3011，在第二双杆气缸302上升后，定位结构3011能与随行夹具机构2中第二底座2034上的定位槽实现配合，实现定位；整个抬升机构3通过角件和螺钉与进出台底座4连接。

如图11和图28，进出台底座4由直线导轨401、底板支架402、无杆气缸403、拖链支架404、拖链405、第二铝型材框架406、拖链线槽407、按钮盒408、接线盒409、缓冲器支架410、接近开关411、缓冲器412组成。直线导轨401通过螺钉和第二铝型材框架406连接，升降定位器1的第一底座108安装到直线导轨401的滑块上；拖链405一端通过螺钉安装到拖链线槽407上，另一端通过拖链支架404用螺钉连接到第一底座108上；拖链线槽407通过螺钉和第二铝型材框架406连接；底板支架402通过螺钉安装在无杆气缸403上，第一底座108下端突出的凸台嵌入到底板支架402的卡槽中；按钮盒408、接线盒409通过螺钉连接到第二铝型材框架406上；接近开关411、缓冲器412通过双螺母夹紧连接到缓冲器支架410上，缓冲器支架410通过螺钉和第二铝型材框架406连接。进出台底座4的两端有缓冲器412和接近开关411可以识别当前升降定位器1的位置，接近开关411和缓冲器412识别信号输出给PLC控制器，PLC控制器根据这两个开关信号来识别升降定位器1是否运动到位；无杆气缸403带动底板支架402移动，两个底板支架402之间的卡槽夹住第一底座108下方的凸台（有间隙），从而带动第一底座108在直线到会401上的滑块移动，实现带动在直线导轨401上装配的升降定位器1移动。

如图3和13，锥度心轴103通过锥面实现精定位中心，锥度心轴103的前端为60°锥面，后端是螺纹与浮动接头101连接，60°锥面在与出油阀座2023的孔口倒角棱边压紧后，产生水平方向的分力，通过分力的作用，使盖板组件202相对于底座组件203移动，从而使盖板组件202移动到锥度心轴103的中心，即机外零点定位器106的中心，此时即可将盖板组件202和底座组件203之间的第一内六角圆柱头螺钉201锁紧，实现高精度定位；锥度心轴103的另一个特点为采用锥面设计，能够通用所有的出油阀座2023的偏心孔定位，如果是普通心轴，则需每个孔均定制工装；因此锥度心轴103是一个通用的多品种适用的高精度定位装置。

结合图19到图27来看，出油阀座2023和配重块2022需先人工安装到盖板2024上，组成盖板组件202，此时人工按下装料按钮，系统控制关节机器人自动将随行夹具机构2抓取到升降定位器1的机外零点定位器106上方，PLC控制器控制机外零点定位器106的电磁阀打开而使机外零点定位器106的气路开启，机器人将随行夹具机构2放入机外零点定位器106中，进一步PLC控制器控制进出台底座4中的无杆气缸403带动升降定位器1来到预设人工位，接近开关411识别到达信号后触发PLC控制器，PLC控制器自动控制抬升机构3的第二双杆气缸302的电磁阀打开，抬升机构3带动随行夹具机构2升起，进一步PLC控制器控制进出台底座4中的无杆气缸403带动升降定位器1来到预设自动位，人工将随行夹具机构2中的盖板组件202取下，换上新盖板组件202，第一内六角圆柱螺钉201此时仅装入不锁紧，人工呼叫升降定位器1来到预设人工位，到达后抬升机构3落下，随行夹具机构2中的单向定位销2035落入第一零点定位器1063中，锥环2036落入第一定位锥销1061中，进一步机外零点定位器106电磁阀气路断开，单向定位销2035拉紧，人工控制锥度心轴103下降穿过盖板2024的通孔后压入出油阀座2023的偏心孔内，通过压力的作用，整个盖板组件202通过螺钉间隙，使得出油阀座2023的偏心孔在机外零点定位器106的第二定位锥销501中心上，此时人工将随行夹具机构3中的第一内六角圆柱头螺钉201锁紧。锁紧后控制系统自动将锥度心轴103退出，升降定位器2来到预设自动位，PLC控制器再控制机外零点定位器106松开随行夹具组件，关节机器人收到信号后将更换后的随行夹具组件2抓入磨床主轴上装配的机内零点定位器5上，进行自动加工，完成整个偏心孔自动定位和加工。实现外部找正后，机床内部无需找正直接加工。

Claims (6)

1.一种共基准偏心孔快速定位系统，其特征在于，包括：PLC控制器、升降定位器（1）、随行夹具机构（2）、抬升机构（3）、进出台底座（4）及在磨床主轴上装配的机内零点定位器（5）；

升降定位器（1）安装在进出台底座（4）上，进出台底座（4）可在PLC控制器的控制下驱动升降定位器（1）在进出台底座（4）上的预设人工位和预设自动位之间移动；

随行夹具机构（2）对接在升降定位器（1）的机外零点定位器（106）上，PLC控制器控制机外零点定位器（106）断气时夹紧随行夹具机构（2），PLC控制器控制机外零点定位器（106）通气时松开随行夹具机构（2）；机外零点定位器（106）夹紧随行夹具机构（2）时，升降定位器（1）可在PLC控制器的控制下对随行夹具机构（2）进行出油阀座偏心孔中心位置找正；

抬升机构（3）安装在进出台底座（4）上，当PLC控制器控制进出台底座（4）驱动升降定位器（1）移动到预设人工位时，PLC控制器可驱动抬升机构（3）将未被机外零点定位器（106）夹紧的随行夹具机构（2）顶起或将被抬起的随行夹具机构（2）对接到升降定位器（1）的机外零点定位器（106）上；

在磨床主轴上装配的机内零点定位器（5）的定位基准和升降定位器（1）上的机外零点定位器（106）的定位基准相同；升降定位器（1）包括：

用于在进出台底座（4）上的直线导轨（401）上装配的第一底座（108）；

在第一底座（108）上装配的机外零点定位器（106）；

在第一底座（108）上装配的支架（107）；

在第一底座（108）上装配的支撑组件；

在支撑组件上装配的压紧组件，压紧组件布置在机外零点定位器（106）的上方，且压紧组件的定位中心线与机外零点定位器（106）的定位中心线共线；

压紧组件包括：

浮动接头（101）、第一连接板（102）、锥度心轴（103）、无油衬套（104）和第一双杆气缸（105）；

支撑组件上设置有安装孔，无油衬套（104）装配至安装孔中；

浮动接头（101）和第一双杆气缸（105）共同与第一连接板（102）连接；

锥度心轴（103）一端与浮动接头（101）连接，另一端穿过无油衬套（104）后伸至机外零点定位器（106）的定位中心线上方，且锥度心轴（103）的定位中心线和机外定点定位器（106）的定位中心线共线；机外零点定位器（106）包括：

第一定位锥销（1061）、第一锥销连接板（1062）、第一零点定位器（1063）、第一基板（1064）、第一气路接头（1065）；

第一定位锥销（1061）过盈装配到第一锥销连接板（1062）朝向锥度心轴（103）的一侧端面上，第一零点定位器（1063）通过螺钉安装到第一基板（1064）朝向锥度心轴（103）的一侧端面上，第一锥销连接板（1062）通过螺钉安装到第一基板（1064）朝向锥度心轴（103）的一侧端面上，第一气路接头（1065）螺纹连接到第一基板（1064）的侧面上；

锥度心轴（103）的定位中心线与第一定位锥销（1061）的定位中心线共线；

所述抬升机构（3）包括：定位板（301）、第二双杆气缸（302）、气缸支架（303）和第一铝型材框架（304）；

第一铝型材框架（304）固定在进出台底座（4）上；

第二双杆气缸（302）通过气缸支架（303）和第一铝型材框架（304）连接；

定位板（301）装配第二双杆气缸（302）上，定位板（301）朝向第二底座（2034）的底部一侧设有定位结构（3011）；

在第二双杆气缸（302）上升后，定位板（301）上的定位结构（3011）与第二底座（2034）的底部的定位槽形成配合，实现随行夹具机构（2）被抬升机构（3）抬升起；

所述机内零点定位器（5）包括：

第二定位锥销（501）、第二锥销连接板（502）、第二零点定位器（503）、第二基板（504）、第二快换副盘（505）、第二连接板（506）、第二气路接头（507）；

第二基板（504）安装到磨床主轴上；

第二零点定位器（503）通过螺钉安装到第二基板（1064）远离磨床主轴的一侧端面上；

第二锥销连接板（502）通过螺钉安装到第二基板（504）远离磨床主轴的一侧端面上，第二定位锥销（501）过盈装配到第二锥销连接板（502）远离磨床主轴的一侧端面上；

第二快换副盘（505）通过第二连接板（506）装配到第二基板（504）的侧面上；

第二气路接头（507）螺纹连接到第二基板（504）的侧面上；

第二定位锥销（501）的定位中心线与第一定位锥销（1061）的定位中心线共线。

2.根据权利要求1所述的共基准偏心孔快速定位系统，其特征在于，随行夹具机构（2）包括：

盖板组件（202）和底座组件（203），盖板组件（202）通过第一内六角圆柱头螺钉（201）装配到底座组件（203）中；

盖板组件（202）为随行夹具机构（2）中可进行更换的组件。

3.根据权利要求2所述的共基准偏心孔快速定位系统，其特征在于，盖板组件（202）包括：

第二内六角圆柱头螺钉（2021）、通用配重块（2022）、出油阀座（2023）和盖板（2024）；

出油阀座（2023）通过第二内六角圆柱头螺钉（2021）装配到盖板（2024）上，通用配重块（2022）通过螺纹装配到盖板（2024）上；

出油阀座（2023）上的偏心孔正对盖板（2024）上的通孔；

升降定位器（1）对随行夹具机构（2）进行出油阀座偏心孔中心位置找正时，第一双杆气缸（105）带动锥度心轴（103）下移穿过盖板（2024）上的通孔后压入出油阀座（2023）的偏心孔内，出油阀座（2023）和盖板（2024）在锥度心轴（103）的水平分压力下相对于底座组件（203）移动，使出油阀座（2023）的偏心孔中心线移动到与锥度心轴（103）的定位中心线共线的状态，而实现对出油阀座（2023）的偏心孔中心线与第一定位锥销（1061）的中心线共线，完成对随行夹具机构（2）的出油阀座偏心孔中心位置找正。

4.根据权利要求3所述的共基准偏心孔快速定位系统，其特征在于，所述底座组件（203）包括：

圆柱销（2031）、第一快换副盘（2032）、菱形销（2033）、第二底座（2034）、单向定位销（2035）和锥环（2036）；

圆柱销（2031）和菱形销（2033）过盈装配到第二底座（2034）的外侧壁上，第一快换副盘（2032）依靠圆柱销（2031）和菱形销（2033）定位后再螺接到第二底座（2034）的外侧壁上，锥环（2036）过盈装配到第二底座（2034）上，单向定位销（2035）螺接到第二底座（2034）上；

第一内六角圆柱头螺钉（201）将盖板（2024）螺接到第二底座（2034）上；

在随行夹具机构（2）对接到机外零点定位器（106）上时，锥环（2036）和第一定位锥销（1061）相对；单向定位销（2035）和第一零点定位器（1063）对接，第一零点定位器（1063）通气时其内部的钢珠收回，将单向定位销（2035）松开，实现对随行夹具机构（2）的松开；第一零点定位器（1063）断气时其内部的钢珠顶出，将单向定位销（2035）拉紧，实现对随行夹具机构（2）的夹紧。

5.根据权利要求1所述的共基准偏心孔快速定位系统，其特征在于，所述进出台底座（4）包括：直线导轨（401）、底部支架（402）、无杆气缸（403）、拖链支架（404）、拖链（405）、第二铝型材框架（406）、拖链线槽（407）、按钮盒（408）、缓冲器支架（410）、接近开关（411）和缓冲器（412）；

直线导轨（401）通过螺钉和第二铝型材框架（406）连接，升降定位器（1）的第一底座（108）通过螺钉安装到直线导轨（401）的滑块上；

拖链线槽（407）通过螺钉和第二铝型材框架（406）连接；

拖链（405）一端通过螺钉安装到拖链线槽（407）上，另一端通过拖链支架（404）用螺钉连接升降定位器（1）的第一底座（108）上；

底板支架（402）通过螺钉安装在无杆气缸（403）上，第一底座（108）下端突出的凸台嵌入到底板支架（402）的卡槽中；

按钮盒（408）、接线盒（409）通过螺钉连接到第二铝型材框架（406）上；

接近开关（411）、缓冲器（412）通过双螺母夹紧连接到缓冲器支架（410）上，缓冲器支架（410）通过螺钉和第二铝型材框架（406）连接；

无杆气缸（403）通过底板支架（402）带动升降定位器（1）的第一底座（108）移动，拖链（405）在第一底座（108）的带动下从动，第一底座（108）带动直线导轨（401）上的滑块移动，实现在直线导轨（401）上装配的升降定位器（1）移动。

6.一种应用在权利要求1至5任一项的共基准偏心孔快速定位系统的控制方法，其特征在于，包括：

PLC控制器基于人工指令控制升降定位器（1）上的机外零点定位器（106）松开，待被机器人抓取的待更换随行夹具机构放置到在升降定位器（1）的机外零点定位器（106）上之后，PLC控制器再控制升降定位器（1）从预设自动位移动到预设人工位；

PLC控制器抬升机构（3）将随行夹具机构（2）抬起后，再控制升降定位器（1）回到预设自动位；

人工对抬升机构（3）顶起的待更换随行夹具机构进行盖板组件更换，并不锁紧更换后的盖板组件；

PLC控制器基于人工指令控制升降定位器（1）回到预设人工位，并控制抬升机构落下，使更换盖板组件的新随行夹具机构落入升降定位器（1）的机外零点定位器（106）上，随后控制机外零点定位器夹紧新随行夹具机构；

PLC控制器控制升降定位器（1）对新随行夹具机构进行出油阀座中心位置找正；

人工锁紧更换后的盖板组件；

PLC控制器基于人工指令控制升降定位器（1）带动新随行夹具机构回到预设自动位；

PLC控制器控制升降定位器（1）的机外零点定位器（106）松开新随行夹具机构；

机器人将新随行夹具机构抓取到装配到磨床主轴上的机内零点定位器（5）上。