CN204621697U - 一种快速查找型材原点的比较探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速查找型材原点的比较探测器，包括支架、支撑板、导轴、轴挡、弹簧、定位挡块、导轴位移测量装置和伺服电机；所述支架侧面固定所述支撑板；支撑板上设有穿孔，所述导轴穿过穿孔在穿孔中轴向滑动；所述轴挡固定在导轴上；所述弹簧套在支撑板外侧面的导轴上；支撑板外侧面导轴的顶端固定所述定位挡块；所述导轴位移测量装置固定在支架上端与导轴位置相对。本实用新型所述的快速查找型材原点的比较探测器设置方便，无需对现有的加工中心做巨大改变即可快速实现工件实际原点的快速寻找。

Description

一种快速查找型材原点的比较探测器

技术领域

本实用新型涉及工业铝型材或PVC型材的深加工领域、门窗幕墙加工领域，具体涉及一种用于判定工件原点位置的比较探测器及基于该比较探测器的型材原点差值测量法。

背景技术

在铝合金或PVC型材的加工中心或CNC设备中，工件定位夹紧以后,需要确定一下工件的原点(基准)位置,然后机头的运动以此为初始位置,去寻找要加工的孔槽位置,此过程称为找原点(基准)，为描述方便,下文“工件”一律用“型材”加以描述, “原点(基准)”简称“原点”。

在门窗幕墙、太阳能和其它工业铝型材深加工行业，目前加工中心或CNC钻铣床找原点的方法主要有两种方法：

（1）一端定位方式：适用于手工单机作业，一端的定位板装置位置固定，型材一端靠紧定位板，定位板位置即为型材原点。

（2）中心定位方式：适用于流水线作业，型材始终以理论中心线对称放置，可大大简化送料系统的结构，减小定位误差；为了方便定位板定位，移动定位板的装置改为了伺服驱动，当型材有长短时，定位板装置伺服移动到型材的理论端头位置，然后型材一端靠紧定位板，定位板位置即作为型材的原点，因为型材始终以流水线的理论中心线对称放置，所以也可以用理论中心线作为型材的原点。

上述两种定位方式必须采用人工上料，无法由机械手送料，由于定位板装置预先定好位置，送料机械手由于走位误差加上型材的长度误差，势必会有型材与定位板硬碰或硬挤的情况出现，容易造成定位不准或型材挤伤；为了解决上述问题，有方案中提出取消定位板，直接由机械手放置到位，这样就对机械手走位精准度提出很高的要求，且在送料过程中工件与机械手不能有相对位移，这些大大提高了设计难度和制造成本。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的提供一种能够快速查找机械手送料的工件原点的比较探测器。

技术方案：本实用新型公开了一种快速查找型材原点的比较探测器，包括支架、支撑板、导轴、轴挡、弹簧、定位挡块、导轴位移测量装置、伺服电机和轴挡；所述支架侧面固定所述支撑板；支撑板上设有穿孔，所述导轴穿过穿孔在轴向滑动；所述轴挡固定在导轴上，防止导轴从支撑板上滑出；所述弹簧套在支撑板外侧面的导轴上；支撑板外侧面导轴的顶端固定所述定位挡块；所述导轴位移测量装置固定在支架上端与导轴位置相对；所述伺服电机与支架连接，带动支架位移。本实用新型中采用比较探测器用于探测工件的实际原点位置，解决了工件放料必须采用人工定位的问题，通过增加比较探测器，能够快速寻找到工件的实际原点，无需提高机械手送料精度，降低了机械手的设计难度，降低了后期的调试和维修成本。

本实用新型所述快速查找型材原点的比较探测器中的所述导轴位移测量装置包括磁栅和位移传感器；所述磁栅沿导轴轴向固定在导轴的侧面，所述位移传感器固定在支架上；磁栅和位移传感器相对，位移传感器捕捉磁栅的位移量。本实用新型中通过将磁栅巧妙设置在导轴的侧面，通过位移传感器感知导轴的位移长度，从而得出工件的实际原点与理论原点的误差值，找到工件的实际原点位置，快速准确，且结构简单。

本实用新型中所述定位挡块前端形状和与之接触的待加工的工件端面形状相适配，或为平面。

本实用新型中还公开了一种基于上述快速查找型材原点的比较探测器的型材原点差值测量法，型材原点差值测量法中采用了型材原点差值测量系统；所述型材原点差值测量系统包括：夹具、比较探测器、工件和工作台床身；所述夹具安装在工作台床身侧面的导轨上，根据使用要求可固定，也可手工或伺服电机驱动调整其位置并锁紧；所述比较探测器安装在工作台床身上侧面的导轨上；所述工件夹持在夹具上。

本实用新型所述的型材原点差值测量法具体步骤如下：

（1）先假设送料机构将工件送过来时有一个理论位置，即工件有一个理论原点位置，并预先设定比较探测装置从初始位置走到该理论原点后继续走过一个冲过量L1（该L1的数值大于工件位置的实际偏差值）；

（2）将待加工的工件送至夹具夹紧；

（3）启动比较探测装置，由伺服电机带动比较探测装置从初始位置向工件方向行走到理论原点位置并继续走过一个冲过量L1；

（4）当工件实际原点与理论原点位置重合时，比较探测装置走到理论原点位置时，比较探测装置上端的定位挡块刚好接触到工件；此时当伺服电机带动比较探测装置继续走一个冲过量L1时，比较探测装置内的导轴在工件压力的作用下会往后退,通过导轴位移测量装置得知导轴向后退的距离L2 ；此时L1=L2，即差值L=L1-L2=0；

  同理，当工件实际原点在理论原点的右侧时，由于定位挡块会后接触到工件，所以导轴的后退距离L2<L1,于是就会有L=L1-L2>0；

同理，当工件实际原点在理论原点的左侧时，由于定位挡块会先接触到工件，所以导轴的后退距离L2>L1,于是就会有L=L1-L2<0；

  通过计算L1和L2的差值L，就可以根据此差值判定型材的实际原点的位置：

L=L1-L2>0，实际原点位置比理论原点位置偏右；

L=L1-L2=0，实际原点位置比理论原点位置一致；

L=L1-L2<0，实际原点位置比理论原点位置偏左；

（5）完成判定后比较探测装置由伺服电机驱动退回到初始位置；

（6）加工中心的机头即以上述测定的型材实际原点位置为基准对工件进行加工。

本实用新型中通过设定预先量L1，避免了工件直接送至比较探测装置初始位置，能够有效的避免工件与比较探测装置的撞击，有效的保护了工件和比较探测装置，延长了设备的使用寿命和工件的成品率；采用本实用新型所述方法能够快速准确的计算出工件的实际原点的位置，无需增加机械手摆放的精度，可适用于各种不同类型的型材，无需根据不同的类型的工件设计机械手的传送精度，适用范围广，后期维修调试成本低，使用寿命长。

有益效果：

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型所述的快速查找型材原点的比较探测器设置方便，无需对现有的加工中心做巨大改变，只需在现有的加工中心的加入比较探测器即可快速实现工件实际原点的快速寻找；

2、本实用新型引入的型材原点差值测量法避免了工件直接送至比较探测装置初始位置，能够有效的避免工件与比较探测装置的撞击，保护了工件和比较探测装置，延长了设备的使用寿命和工件的成品率；采用本实用新型所述方法能够快速准确的计算出工件的实际原点的位置，无需增加机械手摆放的精度，可适用于各种不同类型的型材，适用范围广，后期维修调试成本低，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型所述型材原点差值测量系统的结构示意图。

图2是本实用新型中比较探测器的结构示意图。

图3是本实用新型中理论原点和实际原点重合的情况。

图4是本实用新型中实际原点重合偏右的情况。

图5是本实用新型中实际原点重合偏左的情况。

其中图中序号如下：夹具1、比较探测器2、工件3 、支架21、支撑板22、导轴23、弹簧24、定位挡块25、磁栅26和位移传感器27伺服电机28、轴挡29。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例

如图1所述的型材原点差值测量系统包括：夹具1、比较探测器2、工件3和工作台床身；所述夹具1安装在工作台床身侧面的导轨上，根据需要调整到相应位置并锁定；所述比较探测器2安装在工作台床身上侧面的导轨上；所述工件3夹持在夹具1上。

本实施例中比较探测器（如图3所示）包括：支架21、支撑板22、导轴23、弹簧24、定位挡块25、导轴位移测量装置、伺服电机28和轴挡29；所述导轴位移测量装置包括磁栅26和位移传感器27；所述支架21侧面固定所述支撑板22；支撑板22上设有穿孔，所述导轴23穿过穿孔可轴向滑动；所述轴挡固定在导轴上，卡住导轴，在弹簧张力的作用下导轴与支撑板22的内侧面相贴合，使导轴在弹簧的张力下不从支撑板穿孔中滑出；所述弹簧24套在支撑板22外侧面的导轴上；支撑板22外侧面导轴的顶端固定所述定位挡块25；所述伺服电机28与支架21连接，带动支架21位移；所述磁栅26沿导轴轴向固定在导轴的侧面，所述位移传感器27固定在支架21上；磁栅26和位移传感器27相对，位移传感器27捕捉磁栅26的位移量。

本实施例中比较探测器的工作原理如下：所述伺服电机28带动支架21运动，支架21带动支撑板22上的定位挡块25向前运动，当定位挡块25触碰到工件，伺服电机28继续向工件方向运动，定位挡块25抵住工件，在工件的压力下，导轴向后退，由于磁栅26位于导轴的侧面，导轴后退的同时磁栅也在后退，位移传感器27捕捉磁栅26的位移量直至驱动电机28走完行程L1，位移传感器27确定导轴的后退长度L2；当比较探测器完成判定后，驱动电机带动比较探测器退回到初始位置，弹簧24将定位挡块25和导轴23恢复至初始位置。

本实施例中所述的型材原点差值测量法具体步骤如下：

（1）先假设送料机构将工件送过来时有一个理论位置，即工件有一个理论原点位置，并预先设定比较探测装置从初始位置走到该理论原点后继续走过一个冲过量L1；

（2）将待加工的工件送至夹具夹紧；

（3）启动比较探测装置，由伺服电机带动比较探测装置从初始位置向工件方向行走到理论原点位置并继续走过一个冲过量L1；

（4）当工件实际原点与理论原点位置重合时，比较探测装置走到理论原点位置时，比较探测装置上端的定位挡块刚好接触到工件；此时当伺服电机带动比较探测装置继续走一个冲过量L1时，比较探测装置内的导轴在工件压力的作用下会往后退,通过导轴位移测量装置得知导轴向后退的距离L2 ；此时L1=L2，即差值L=L1-L2=0；

  同理，当工件实际原点在理论原点的右侧时，由于定位挡块会后接触到工件，所以导轴的后退距离L2<L1,于是就会有L=L1-L2>0；

同理，当工件实际原点在理论原点的左侧时，由于定位挡块会先接触到工件，所以导轴的后退距离L2>L1,于是就会有L=L1-L2<0；

  通过计算L1和L2的差值L，就可以根据此差值判定型材的实际原点的位置：

L=L1-L2>0，实际原点位置比理论原点位置偏右；

L=L1-L2=0，实际原点位置比理论原点位置一致；

L=L1-L2<0，实际原点位置比理论原点位置偏左；

（5）完成判定后比较探测装置由伺服电机驱动退回到初始位置；

（6）加工中心的机头即以上述测定的型材实际原点位置为基准对工件进行加工。

  例如：

    1、如图3所示，设定工件的冲出量L1为20mm；而比较探测装置从初始位置开始向工件方向行走，到达预设的原点位置，在预设的原点位置上比较探测装置碰到了工件的前端，而后，比较探测装置继续向工件方向走过L1，此时测得的L2=20mm；L=L1-L2=0；则实际原点位置比理论原点重合；

    2、如图4所示，设定工件的冲出量L1为20mm；而比较探测装置从初始位置开始向工件方向行走，到达预设的原点位置，在到达预设的原点之前比较探测装置没有碰到工件，比较探测装置从预设的原点位置继续向工件方向走过L1，此时，测得L2=15mm；L=L1-L2=5mm>0；则实际原点位置比理论原点位置偏右5mm；

   3、如图5所示，设定工件的冲出量L1为20mm；而比较探测装置从初始位置开始向工件方向行走，在未到达预设的原点位置前，比较探测装置与工件前端相遇，而在比较探测装置到达预设的原点位置后，继续向工件方向走过L1，测得L2=25mm；L=L1-L2= - 5mm<0；则实际原点位置比理论原点位置偏左5mm。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种快速查找型材原点的比较探测器，其特征在于：包括支架（21）、支撑板（22）、导轴（23）、弹簧（24）、定位挡块（25）、导轴位移测量装置、伺服电机（28）和轴挡（29）；所述支架（21）侧面固定所述支撑板（22）；支撑板（22）上设有穿孔，所述导轴（23）穿过穿孔在轴向滑动；所述轴挡（29）固定在导轴（23）上；所述弹簧（24）套在支撑板（22）外侧面的导轴上；支撑板（22）外侧面导轴的顶端固定所述定位挡块（25）；所述导轴位移测量装置固定在支架（21）上端与导轴位置相对；所述伺服电机（28）与支架（21）连接，带动支架（21）位移。

2.根据权利要求1所述的快速查找型材原点的比较探测器，其特征在于：所述导轴位移测量装置包括磁栅（26）和位移传感器（27）；所述磁栅（26）沿导轴轴向固定在导轴的侧面，所述位移传感器（27）固定在支架（21）上；磁栅（26）和位移传感器（27）相对，位移传感器（27）捕捉磁栅（26）的位移量。

3.根据权利要求1所述的快速查找型材原点的比较探测器，其特征在于：所述定位挡块（25）前端形状和与之接触的待加工的工件端面形状相适配，或为平面。