CN204584845U - 一种用于机器人自动上下料的曲轴定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，包括定位座、轴向定位机构和周向定位机构，所述定位座包括第一V型座和第二V型座；所述轴向定位机构包括轴向定位块和驱动轴向定位块的轴向动力机构；所述周向定位机构包括周向定位组件、弹性缓冲件以及竖向直线驱动机构，所述周向定位组件包括相对设置第一定位杆和第二定位杆，该第一定位杆和第二定位杆连接在连接座上，所述第一定位杆与连接座固定连接，所述第二定位杆通过高度调节机构与连接座连接；所述弹性缓冲件设置在连接座与竖向直线驱动机构之间，且连接座与竖向直线驱动机构之间设有竖向导向机构。所述定位机构能够对曲轴进行精确的轴向定位、径向定位以及多角度的周向定位。

Description

一种用于机器人自动上下料的曲轴定位机构

技术领域

本实用新型涉及一种机器人自动上下料工艺中的工件定位机构，具体涉及一种用于机器人自动上下料的曲轴定位机构。

背景技术

在对家电等行业的曲轴进行机加工时，需保证曲轴在轴向和径向的精确定位。现有技术中一般使用人工上料的方式将待加工的曲轴放置到机床中，通过设置在机床内部的径向定位挡块实现工件定位，该上料方式严重制约了曲轴自动化加工的实施。

参见图1，图中显示了一种家电产品中曲轴结构，该曲轴19包括偏心设置的第一转轴19-1和第二转轴19-2，第一转轴19-1和第二转轴19-2之间通过过渡块19-3连接，所述过渡块19-3为非对称结构，大致呈扇形，下部具有扇形体，上部缺失，该过渡块19-3的顶部的两侧具有两个参考平面19-4。现有技术中对上述曲轴19的定位通常采用两个V型座来实现，当将曲轴19的第一转轴19-1和第二转轴19-2分别支承在V型座上后，由于过渡块19-3下重上轻，配合V型座的自动对中特点，曲轴19会在V型座中自动旋转，最终过渡块19-3顶部的两个参考平面19-4大致呈水平状态，实现径向定位，但是这种定位方式只能实现一种周向定位状态(该周向定位状态是指过渡块19-3上的参考平面19-4与水平面之间的角度)。在曲轴19的自动化加工中，通常使用机器人将曲轴19抓取并移送到机床中，而机器人在抓取曲轴19之前，曲轴19的定位状态至关重要，如果曲轴19在送入机床之前，能够保证精确的定位，那么使用机器人将该曲轴19移送到机床中后，就可以省去机床内部的径向定位挡块。而针对不同曲轴19的不同加工工艺，曲轴19在送入机床之前的周向定位状态有不同的要求，亦即在不同的加工场合，过渡块19-3上的参考平面19-4与水平面之间的夹角是变化的，因此采用现有的定位方法无法达到该要求。

实用新型内容

鉴于现有技术上存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，该定位机构不但能够对曲轴进行精确的轴向定位和径向定位，而且还能够实现不同角度的周向定位。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，包括定位座、轴向定位机构和周向定位机构，其中：

所述定位座包括第一V型座和第二V型座；

所述轴向定位机构包括轴向定位块和驱动轴向定位块的轴向动力机构；

所述周向定位机构包括周向定位组件、弹性缓冲件以及竖向直线驱动机构，其中，所述周向定位组件包括相对设置并向下延伸的第一定位杆和第二定位杆，该第一定位杆和第二定位杆连接在连接座上，所述第一定位杆与连接座固定连接，所述第二定位杆通过高度调节机构与连接座连接；所述弹性缓冲件设置在连接座与竖向直线驱动机构之间，且连接座与竖向直线驱动机构之间设有竖向导向机构。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述第一V型座和第二V型座设置在底座上，其中，第一V型座与底座之间通过竖向调节机构连接，该竖向调节机构包括导向定位件和锁紧件，其中，所述导向定位件上设有竖向滑槽，所述第一V型座匹配于该竖向滑槽内，所述锁紧件设置在导向定位件上，且锁紧在第一V型座上。通过上述结构，实现了第一V型座的高度调节，从而满足具有不同偏心距的曲轴的定位。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述竖向调节机构为螺纹结构，包括设置在第二位杆上的外螺纹以及设置在连接座上的螺纹孔，所述第二位杆中的外螺纹部分连接在所述螺纹孔中。通过该结构，可以灵活地调节第二位杆的高度，从而满足不同的定位需要。

为了确保第二位杆与连接座之间连接的可靠性，所述第二位杆中的外螺纹部分上还设有锁紧螺母，该锁紧螺母压紧在连接座的螺纹孔的顶部。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述连接座与第一定位杆为一体式结构，两者呈直角形。这样可以省去第一定位件和连接座的装配工作，也便于加工。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述竖向直线驱动机构为伸缩缸，该伸缩缸的伸缩杆上设有安装板，该安装板上设有导向座；所述竖向导向机构包括导向杆和设在导向座内的导向孔，其中，所述导向杆的下端固定在连接座上，上端向上延伸并从导向孔中穿过；所述弹性缓冲件为弹簧，该弹簧套设在所述导向杆中。

上述优选方案中，采用伸缩缸作为竖向直线驱动机构，结构简单，安装方便，该伸缩缸可以采用气缸或油缸；通过设置所述导向座，实现竖向导向机构的设置；采用弹簧作为弹性缓冲件，具有缓冲性能好、安装方便、成本低等优点。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述轴向动力机构由气缸构成，该气缸的缸体固定在气缸安装板上，该气缸的伸缩杆与轴向定位块连接，该轴向定位块正对于放置在定位座中的曲轴的端面。通过上述结构，在轴向对曲轴进行夹紧和松开，实现曲轴的轴向定位。

本实用新型的一个优选方案，其中，还包括曲轴放置机构，该曲轴放置机构包括曲轴夹持机构和竖向移动机构，其中，所述曲轴夹持机构由手指气缸构成，该手指气缸具有夹持手指；所述竖向移动机构由竖向伸缩气缸构成，该竖向伸缩气缸的伸缩杆与所述手指气缸连接；所述竖向直线驱动机构与竖向伸缩气缸的伸缩杆连接。

通过上述结构，可以向定位座中放置曲轴，再对曲轴进行定位，其原理是：手指气缸夹持曲轴后，整个曲轴定位机构移动至定位座的上方，接着竖向移动机构带动手指气缸向下运动，将曲轴放置到定位座中后，手指气缸松开；接着再由轴向定位机构和周向定位机构对曲轴进行定位。

优选地，所述竖向伸缩气缸的伸缩杆上连接有L型连接板，所述手指气缸固定在该L型连接板的水平部分上，所述竖向直线驱动机构固定在该L型连接板的竖直部分上。

优选地，所述竖向伸缩气缸的缸体固定在竖向气缸安装板上，该竖向气缸安装板固定在主安装板上。上述结构中，所述主安装板可以用于与物料输送机构连接，手指气缸在夹持曲轴的位置位于定位座之外，因此夹持曲轴后，需要通过上述物料输送机构将整个曲轴定位机构移动至定位座处。

本实用新型的工作原理是：当曲轴放置到定位座上后，曲轴中的第一转轴和第二转轴分别支承在第一V型座和第二V型座中，过渡块中的两个参考平面朝向，且基本处于水平状态；接着轴向定位机构工作，将过渡块的侧面抵紧在第二V型座的侧面上，实现轴向定位；接着周向定位机构工作，竖向直线驱动机构带动第一定位杆和第二定位杆向下运动，在第一定位杆和第二定位杆中，首先与过渡块中的参考平面接触的定位杆将推动曲轴朝该方向转动，当另外一个定位杆也接触到过渡块中的另外一个参考平面时，过渡块的两个参考面均受力，因受力平衡而不再转动，此时若第一定位杆和第二定位杆继续向下运动，所述连接座会对弹性缓冲件进行压缩，在该弹力作用下，第一定位杆和第二定位杆将曲轴压紧，并保持在该定位状态。由此可见，曲轴的轴向定位状态与第一定位杆和第二定位杆之间的高度差相关，因此通过高度调节机构调节第二定位杆的高度，即可获得不同的周向定位效果。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、不但实现了曲轴的径向定位和轴向定位，而且还可以对曲轴实现不同状态的周向定位，从而满足曲轴在自动化加工过程中的精确定位，并省去机床内部的径向定位挡块，提高了上料的速度和定位精度，极大地提高了生产效率。

2、适用范围广，可以对不同不同偏心值的曲轴进行精确定位。

3、结构简单、紧凑，维护方便，制造成本低。

附图说明

图1为现有技术中一种家电产品中曲轴的结构示意图。

图2为本实用新型的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构的一个具体实施方式的结构示意图。

图3为图2的爆炸图。

图4～图7为图2所示实施方式的工作过程示意图，其中，图4为夹持曲轴移动到定位座上方的结构示意图，图5为将曲轴放置到定位座中时的结构示意图，图6为轴向定位机构对曲轴进行轴向定位时的结构示意图，图7为周向定位机构对曲轴进行轴向定位时的结构示意图。

图8为图7中周向定位组件对过渡块进行周向定位时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图2～图8，本实用新型的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构包括定位座、轴向定位机构和周向定位机构。其中：所述定位座包括第一V型座18和第二V型座21；所述轴向定位机构包括轴向定位块22和驱动轴向定位块的轴向动力机构；所述周向定位机构包括周向定位组件、弹性缓冲件以及竖向直线驱动机构7，其中，所述周向定位组件包括相对设置并向下延伸的第一定位杆20和第二定位杆14，该第一定位杆20和第二定位杆14连接在连接座12上，所述第一定位杆20与连接座12固定连接，所述第二定位杆14通过高度调节机构与连接座12连接；所述弹性缓冲件设置在连接座12与竖向直线驱动机构7之间，且连接座12与竖向直线驱动机构7之间设有竖向导向机构。

参见图2～图8，所述第一V型座18和第二V型座21设置在底座17上，其中，第一V型座18与底座17之间通过竖向调节机构连接，该竖向调节机构包括导向定位件23和锁紧件，其中，所述导向定位件23上设有竖向滑槽，所述第一V型座18匹配于该竖向滑槽内，所述锁紧件设置在导向定位件23上，且锁紧在第一V型座18上。通过上述结构，实现了第一V型座18的高度调节，从而满足具有不同偏心距的曲轴19的定位。所述竖向调节机构为螺纹结构，包括设置在第二位杆上的外螺纹以及设置在连接片13上的螺纹孔，其中，所述第二位杆中的外螺纹部分连接在所述螺纹孔中，所述连接片连接在连接座12上，所述锁紧螺母连接在第二位杆中的外螺纹部分上，这样可以灵活地调节第二位杆的高度，从而满足不同的定位需要。为了确保第二位杆与连接座12之间连接的可靠性，所述第二位杆中的外螺纹部分上还设有锁紧螺母，该锁紧螺母压紧在连接座12的螺纹孔的顶部。

参见图2～图8，所述连接座12与第一定位杆20为一体式结构，两者呈直角形。这样可以省去第一定位件和连接座12的装配工作，也便于加工。

参见图2～图8，所述竖向直线驱动机构7为伸缩缸，该伸缩缸的伸缩杆上设有安装板8，该安装板8上设有导向座9；所述竖向导向机构包括导向杆10和设在导向座9内的导向孔，其中，所述导向杆10的下端固定在连接座12上，上端向上延伸并从导向孔中穿过；所述弹性缓冲件为弹簧11，该弹簧11套设在所述导向杆10中。上述优选方案中，采用伸缩缸作为竖向直线驱动机构7，结构简单，安装方便，该伸缩缸可以采用气缸或油缸；通过设置所述导向座9，实现竖向导向机构的设置；采用弹簧11作为弹性缓冲件，具有缓冲性能好、安装方便、成本低等优点。

参见图2～图8，所述轴向动力机构由气缸16构成，该气缸16的缸体固定在气缸安装板15上，该气缸16的伸缩杆与轴向定位块22连接，该轴向定位块22正对于放置在定位座中的曲轴19的端面。通过上述结构，在轴向对曲轴19进行夹紧和松开，实现曲轴19的轴向定位。

参见图2～图8，本实用新型的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构还包括曲轴放置机构，该曲轴放置机构包括曲轴夹持机构和竖向移动机构，其中，所述曲轴夹持机构由手指气缸5构成，该手指气缸5具有夹持手指6；所述竖向移动机构由竖向伸缩气缸3构成，该竖向伸缩气缸3的伸缩杆与所述手指气缸5连接；所述竖向直线驱动机构7与竖向伸缩气缸3的伸缩杆连接。通过上述结构，可以向定位座中放置曲轴19，再对曲轴19进行定位，其原理是：手指气缸5夹持曲轴19后，整个曲轴定位机构移动至定位座的上方，接着竖向移动机构带动手指气缸5向下运动，将曲轴19放置到定位座中后，手指气缸5松开；接着再由轴向定位机构和周向定位机构对曲轴19进行定位。

参见图2～图8，进一步地，所述竖向伸缩气缸3的伸缩杆上连接有L型连接板4，所述手指气缸5固定在该L型连接板4的水平部分上，所述竖向直线驱动机构7固定在该L型连接板4的竖直部分上。所述竖向伸缩气缸3的缸体固定在竖向气缸安装板2上，该竖向气缸安装板2固定在主安装板1上。上述结构中，所述主安装板1可以用于与物料输送机构连接，手指气缸5在夹持曲轴19的位置位于定位座之外，因此夹持曲轴19后，需要通过上述物料输送机构将整个曲轴定位机构移动至定位座处。

参见图2～图8，本实用新型的工作原理是：当曲轴19放置到定位座上后，曲轴19中的第一转轴和第二转轴分别支承在第一V型座18和第二V型座21中，过渡块中的两个参考平面朝向，且基本处于水平状态；接着轴向定位机构工作，将过渡块的侧面抵紧在第二V型座21的侧面上，实现轴向定位；接着周向定位机构工作，竖向直线驱动机构7带动第一定位杆20和第二定位杆14向下运动，在第一定位杆20和第二定位杆14中，首先与过渡块中的参考平面接触的定位杆将推动曲轴19朝该方向转动，当另外一个定位杆也接触到过渡块中的另外一个参考平面时，过渡块的两个参考面均受力，因受力平衡而不再转动，此时若第一定位杆20和第二定位杆14继续向下运动，所述连接座12会对弹性缓冲件进行压缩，在该弹力作用下，第一定位杆20和第二定位杆14将曲轴19压紧，并保持在该定位状态。由此可见，曲轴19的轴向定位状态与第一定位杆20和第二定位杆14之间的高度差相关，因此通过高度调节机构调节第二定位杆14的高度，即可获得不同的周向定位效果。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，包括定位座、轴向定位机构和周向定位机构，其中：

所述定位座包括第一V型座和第二V型座；

所述轴向定位机构包括轴向定位块和驱动轴向定位块的轴向动力机构；

所述周向定位机构包括周向定位组件、弹性缓冲件以及竖向直线驱动机构，其中，所述周向定位组件包括相对设置并向下延伸的第一定位杆和第二定位杆，该第一定位杆和第二定位杆连接在连接座上，所述第一定位杆与连接座固定连接，所述第二定位杆通过高度调节机构与连接座连接；所述弹性缓冲件设置在连接座与竖向直线驱动机构之间，且连接座与竖向直线驱动机构之间设有竖向导向机构。

2.根据权利要求1所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述第一V型座和第二V型座设置在底座上，其中，第一V型座与底座之间通过竖向调节机构连接，该竖向调节机构包括导向定位件和锁紧件，其中，所述导向定位件上设有竖向滑槽，所述第一V型座匹配于该竖向滑槽内，所述锁紧件设置在导向定位件上，且锁紧在第一V型座上。

3.根据权利要求1或2所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述竖向调节机构为螺纹结构，包括设置在第二位杆上的外螺纹以及设置在连接座上的螺纹孔，所述第二位杆中的外螺纹部分连接在所述螺纹孔中。

4.根据权利要求3所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述第二位杆中的外螺纹部分上还设有锁紧螺母，该锁紧螺母压紧在连接座的螺纹孔的顶部。

5.根据权利要求1所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述连接座与第一定位杆为一体式结构，两者呈直角形。

6.根据权利要求3所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述竖向直线驱动机构为伸缩缸，该伸缩缸的伸缩杆上设有安装板，该安装板上设有导向座；所述竖向导向机构包括导向杆和设在导向座内的导向孔，其中，所述导向杆的下端固定在连接座上，上端向上延伸并从导向孔中穿过；所述弹性缓冲件为弹簧，该弹簧套设在所述导向杆中。

7.根据权利要求1所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述轴向动力机构由气缸构成，该气缸的缸体固定在气缸安装板上，该气缸的伸缩杆与轴向定位块连接，该轴向定位块正对于放置在定位座中的曲轴的端面。

8.根据权利要求1所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，还包括曲轴放置机构，该曲轴放置机构包括曲轴夹持机构和竖向移动机构，其中，所述曲轴夹持机构由手指气缸构成，该手指气缸具有夹持手指；所述竖向移动机构由竖向伸缩气缸构成，该竖向伸缩气缸的伸缩杆与所述手指气缸连接；所述竖向直线驱动机构与竖向伸缩气缸的伸缩杆连接。

9.根据权利要求8所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述竖向伸缩气缸的伸缩杆上连接有L型连接板，所述手指气缸固定在该L型连接板的水平部分上，所述竖向直线驱动机构固定在该L型连接板的竖直部分上。

10.根据权利要求9所述的用于机器人自动上下料的曲轴定位机构，其特征在于，所述竖向伸缩气缸的缸体固定在竖向气缸安装板上，该竖向气缸安装板固定在主安装板上。