CN210413645U - 工件定位装置及加工机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工件定位装置及加工机，工件定位装置包括：转动机构，沿转动机构轴向延伸的承载体，安装于承载体上且沿承载体一径向延伸的摆动定位块，转动机构驱动承载体转动同时摆动定位块沿承载体轴向移动以用于摆动定位块转动至与加工台平行时抵靠工件一侧边；工件定位装置包括对所述工件一侧边的相邻侧边进行定位的径向定位块。采用转动机构驱动承载体转动同时摆动定位块沿承载体轴向移动以用于摆动定位块转动至与加工台平行时抵靠工件一侧边从而完成工件该侧定位，摆动定位块的设计既实现了以特定方向上的旋转式定位，又能够在解除定位时脱离加工台区域让出加工空间且避免被污染，尤其是摆动定位块在配合加工台共同定位时更加高效。

Description

工件定位装置及加工机

技术领域

本实用新型涉及机床加工技术领域，具体涉及一种工件定位装置及加工机。

背景技术

手机玻璃类板材零件，由数控机床进行自动化磨削成形，玻璃毛坯件通过机械手与加工台配合移运到加工位置，由机床完成加工，再由机械手进行取换料，完成自动化加工及上下料作业。而机械手将待加工毛坯件移运放置到加工台上时，必须对毛坯件进行定位。

中国专利201820466798.2，公开了一种工件定位机构和自动化加工机床，其通过机械手将工件从料槽储存区移运至换料区并在换料区沿机床的Y轴方向移动以沿Y轴方向定位工件，所述夹具定位组件能够沿机床的X轴方向移动以沿X轴方向定位工件。该专利试图解决定位夹具结构的复杂性、空间占用、防护、精度等问题。

然而，这种定位方式的问题在于，X定位是平面方向的移动，X定位组件仍然需要长期占用加工台上的空间，进而影响加工尺寸范围，且定位组件长期处在加工台附近，易受冷却液的浸泡，切屑等污洉容易粘附其上，防护得不到彻底的改观。

另外，Y定位块固定在夹具本体或安装板上，相对于加工台固定，需要机械手将料件移运到换料区后再移动以Y方向抵靠定位工件，完成Y向定位后，再进行X方向定位，这样的操作，需要耗费一定的时间，使效率下降。XY定位组件定位时需要分步实施定位，定位机构的结构较为复杂，调试操作较为麻烦。

因此，如何有效解决如下问题尤为重要：

1、解除夹具完成定位后对加工台的占用与干扰，以扩展加工台的尺寸范围；

2、避免定位组件长期处于切削液的浸泡污染中，以及切屑粘附在定位面，影响定位精度及防护性能；

3、机械手到达换料区后，能实现XY向能快速定位，进一步提高效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种工件定位装置，以解决上述问题。

本实用新型提供的一种工件定位装置，用于对加工台上工件定位，包括：转动机构，沿转动机构轴向延伸的承载体，安装于承载体上且沿承载体一径向延伸的摆动定位块，转动机构驱动承载体转动同时摆动定位块沿承载体轴向移动以用于摆动定位块转动至与加工台平行时抵靠工件一侧边；所述工件定位装置还包括对所述工件一侧边的相邻侧边进行定位的径向定位块。

优选地，转动机构采用螺旋活塞杆式气缸，承载体采用旋转导向杆，摆动定位块设置于旋转导向杆上。

优选地，承载体沿机床X轴方向延伸设置，承载体上沿轴向排列设置两个以上摆动定位块。

优选地，承载体采用旋转导向杆，摆动定位块设置为垂直于旋转导向杆的长条杆，长条杆对应工件的一侧设置凹槽，长条杆之间保持平行对应。

优选地，导向杆的两端及导向杆上靠近长条杆的位置处设置用于对导向杆支撑与导向的导向座。

优选地，转动机构、承载体、及径向定位块均独立安装于加工台之外用于摆动定位块转动脱离工件解除定位时加工台可同时受控移动回到工作位置。

优选地，还包括安装座，转动机构、承载体及径向定位块均设置于所述安装座上，安装座上靠近转动机构的一侧设置用于固定转动机构的旋转定位器，安装下方设置支撑台，支撑台长度小于安装座，径向定位块呈L形安装于所述安装座上并朝向加工台一侧伸出。

优选地，径向定位块安装于承载体上并可与摆动定位块对工件相邻两侧形成定位夹角，径向定位块上用于定位的一侧设置有用于径向定位块下摆时可形成水平向分力以定位工件对应侧边的定位斜面。

优选地，径向定位块通过摆动定位块安装于承载体上。

优选地，径向定位块在摆动定位块用于定位的一侧上沿承载体轴向延伸并与承载体之间保持间距。

优选地，摆动定位块对应安装径向定位块的位置处设置用于使径向定位块可在承载体径向方向沿摆动定位块一侧调整位置的调整槽或排列调整孔，径向定位块上设置使径向定位块固定在摆动定位块特定位置的锁紧机构。

本实用新型还提供了另一工件定位装置，包括用于取放工件的机械手及固定设置形成定位夹角以定位工件相邻两侧边的X轴向定位块和Y轴向定位块，机械手包括用于拾取工件的拾取部及用于在三轴方向联动的驱动器，机械手可拾取工件向X轴向定位块和Y轴向定位块抵靠以定位工件。

优选地，三轴方向联动驱动器具有Y轴向滑台及驱动Y轴向滑台滑动的Y向驱动器，Y轴向滑台上设置带有X轴向轨道的X轴向滑座及驱动X轴向滑座滑动的X轴向驱动器，X轴向滑座上设置带有Z轴向轨道的Z轴向滑台及驱动Z轴向滑台滑动的Z轴向驱动器，拾取部安装于Z轴向滑台上并沿X轴向延伸。

优选地，X轴向定位块和Y轴向定位块一体安装形成L形定位架。

优选地，L形定位架安装于一用于定位时将L形定位架转动至与加工台平行状态的转动杆上。

本使用新型还提供了一种加工机，包括用于工件放置其上被加工的加工台，还包括上述的工件定位装置，加工台在Y轴向移动可与工件定位装置配合定位或解除定位。

上述技术方案可以看出，由于本实用新型采用转动机构驱动承载体转动同时摆动定位块沿承载体轴向移动以用于摆动定位块转动至与加工台平行时抵靠工件一侧边从而完成工件该侧定位，摆动定位块的设计既实现了以特定方向上的旋转式定位，又能够在解除定位时脱离加工台区域让出加工空间且避免被污染，尤其是摆动定位块在配合加工台共同定位时更加高效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例1的侧视结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中工件定位装置结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中工件定位装置其中一个摆动定位块转动再不同位置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2中工件定位装置在未定位状态的结构示意图；

图5是本实用新型实施例2中工件定位装置在定位状态时的结构示意图；

图6是本实用新型实施例2中径向定位块的两种斜面结构示意图；

图7是本实用新型实施例2中工件定位装置对工件定位的结构示意图；

图8是本实用新型实施例3中工件定位装置的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

本实用新型实施例提供一种加工机，结合图1至图3所示，加工机包括机床床身1、设于机床床身一侧的用于安装加工机头的机架2、用于工件放置其上被加工的加工台3、用于存放待加工和/或已加工工件9的料槽盒4及用于将工件9在加工台与料盒之间进行取放的机械手6，加工机头7经由加工驱动机构安装在机架2上。为了便于读者理解，结合附图定义各个方向，例如图1中加工机头上下方向即竖向被定位为Z轴向，图1中加工台在前后方向移动(图1中由于是侧视图则显示为读者左右方向)即纵向被定位为Y轴向，图1中加工机头不但能上下运动，还能沿机床的左右方向(图1中相对读者而言即垂直纸面的方向)即横向被定位X轴向。

为了精准加工，加工机还设置了工件定位装置5，用于对加工台上工件定位。工件定位装置包括：转动机构，沿转动机构轴向延伸的承载体，安装于承载体上且沿承载体一径向延伸的摆动定位块53，转动机构驱动承载体转动同时摆动定位块53沿承载体轴向移动以用于摆动定位块53转动至与加工台3平行时抵靠工件一侧边；所述工件定位装置还包括对所述工件一侧边的相邻侧边进行定位的径向定位块54，定位块54位于承载体转轴水平半径延伸的方向上，并且固定设置。为了不影响定位精度，整个工件定位装置5都设置在机床床身上，而不是设置在加工台上，现有的设备中存在加工台设置在移动工作台上，相应的定位装置等也设置在移动工作台上，这样的定位精度会受到影响，加工台上加工范围也受限，而本实施例中的定位装置则可以完全设置在机床床身上。

本实施例中转动机构采用螺旋活塞杆式气缸51，承载体采用旋转导向杆52，摆动定位块53设置于旋转导向杆上。旋转导向杆上设置导向座55，有利于稳定承载体旋转和轴向移动，导向座可以采用轴承座。在其他实施例中不排除采用电机与螺杆配合结构实现转动机构与承载体所具有的功能。

在本实施例中径向定位块54是固定在机床床身1上，定位时需要工件主动靠在该径向定位块上，例如机械手将工件放在加工台上前，加工台移动至指定位置，该指定位置靠近定位块可以保证工件被放下时能够接近正确的位置，工件被主动靠在径向定位块后，在径向定位块对应的方向上已经完成了该方向的定位；同时摆动定位块经过转动处于与加工台平行的位置时，摆动定位块还在旋转轴向上发生了位移，使得摆动定位块在转动至与加工台平行时摆动定位块朝向工件侧边的一侧已经抵靠了工件，完成了该方向上的定位。加工台在Y轴向移动可与工件定位装置配合定位或解除定位，即加工台可以移动到定位点或离开定位点，加工台到达定位点时工件定位装置再对工件定位，即对工件进行精准微调。

当然，在其他实施例中径向定位块也可以是在定位方向上移动，所谓定位方向就是定位块相对于工件侧边要去抵靠的方向。径向定位块采用移动方式会增加驱动控制成本，但也可以提升定位效率。

为了进一步压缩定位装置的空间占用，本实施例中还设计了安装座56，转动机构、承载体及径向定位块54均设置于所述安装座56上，安装座56上靠近转动机构的一侧设置用于固定转动机构的旋转定位器57，安装座56下方设置支撑台58，支撑台长度小于安装座能够节省更多的材料且空间占用小，径向定位块呈L形安装于所述安装座上并朝向加工台一侧伸出，能够减少加工台向定位装置移动的距离，由于径向定位块伸出安装座，也能够减小定位装置对加工台的干扰。安装座还能够使定位装置整体拆装，也有利于后续维护，下方加设的支撑台能够保证定位装置的高度，尽量避免定位装置被污染。

为了适应多工位的加工，承载体沿机床X轴方向延伸设置，能够保证与加工机头的排列方向保持一致，承载体上沿轴向排列设置两个以上摆动定位块，本实施例中具体是4个摆动定位块，能够适应4工位加工。

承载体采用旋转导向杆能够保证杆体旋转和轴向位移同时进行，摆动定位块设置为垂直于旋转导向杆的长条杆，长条杆对应工件的一侧设置凹槽531，凹槽531的设置能够使摆动定位块与工件侧边的接触减少，从而减少定位时对于工件侧边的干扰，将先前的线接触变为点接触。设置的4根长条杆之间保持平行对应，即4根长条杆齐上齐下。

对于设置了较长的旋转导向杆52而言，更加需要保持稳定性。旋转导向杆52的两端及导向杆52上靠近长条杆的位置处设置用于对导向杆支撑与导向的导向座55能够对导向杆的稳定性有更好的保障。导向座55固定在安装座上，与其他部件可以一体拆装在机床上。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1基础上做出更多的优化改进，尤其是对工件定位装置部分，对于相同部分可参照实施例1进行。

如图4至图7所示，本实施例中的工件定位装置将径向定位块54安装于承载体上并可与摆动定位块对工件相邻两侧形成定位夹角，工件一般为矩形板材，因此定位夹角是90°实际上摆动定位块和径向定位块的内侧已经形成了一个L形定位结构，如果工件是其他多边形，则定位夹角相应调整即可，径向定位块上用于定位的一侧设置有用于径向定位块下摆时可形成水平向分力以定位工件对应侧边的定位斜面541。径向定位块的这一斜面设计能够使旋转路径转化为Y向的平直路径，假使机械手吸取玻璃在加工台的上方向定位装置一侧超出微小距离，这一微小距离需要调整，则当摆动定位块向下旋转时，径向定位块斜面接触到工件时工件会受到水平向加工机头一侧的分立，由于机械手是柔性抓取工件，工件在机械手上被迫做出微小调整，机械手此时放下工件，则工件在Y向的定位被校准。显然这是径向定位块的主动定位作用。此处斜面既包括平滑的直斜面也包括弧面，如图6所展示的两种斜面结构。

如图7所示，径向定位块可以是直接安装在旋转导向杆上，因旋转导向杆一般是90°的旋转范围，实际操作中甚至可以超出一点点角度也并不影响功能实现，所以径向定位块可以直接固定在旋转导向杆上与其一同转动而不会影响其转动效果。

为了进一步节省空间及简化结构，本实施例中径向定位块通过摆动定位块安装于承载体上，即径向定位块54先安装在摆动定位块53上形成一个L形定位支架后，再将摆动定位块的根部安装到旋转导向杆上，而径向定位块只要根本与摆动定位块结合即可，无需径向定位块的较大面积的侧面与旋转导向杆结合，减小安装面，有利于快速安装。为了保证伸出效果，径向定位块在摆动定位块用于定位的一侧上沿承载体轴向延伸并与承载体之间保持间距。显然这种结构更加简洁，而且易于操控时间快速定位。为了使定位装置能够适用各种工件尺寸的定位，摆动定位块对应安装径向定位块的位置处设置用于使径向定位块可在承载体径向方向沿摆动定位块一侧调整位置的调整槽或排列调整孔，径向定位块上设置使径向定位块固定在摆动定位块特定位置的锁紧机构。锁紧机构可以是螺栓锁紧或卡销锁紧。加工某一尺寸的工件，则打开锁紧机构，拔出径向定位块，找到相应的孔槽位置，然后通过锁紧机构固定即可，极为方便且结构简洁。

本实施例中径向定位块54被设置在承载体上，与承载体一同转动，使得径向定位块能够主动抵靠工件侧边实现该定位方向的定位，同时承载体的一个转动动作即完成了在工件相邻两个侧边的同时定位功能。相比于实施例1中径向定位块54固定不动的结构，本实施例中工件的定位全部交给了摆动定位块和径向定位块的主动定位，无需其他机构施加外力作用配合，

安装座可以独立安装在加工台之外的机床床身上，安装座上的转动机构、承载体及径向定位块均独立安装于加工台之外用于摆动定位块转动脱离工件解除定位时加工台可同时受控移动回到工作位置。L形定位块完成定位时，加工台向Y定位的相反方向移向加工位置与螺旋活塞杆式气缸驱动L形定位块旋转复位的指令同时进行，加工台向Y定位的相反方向移动一般采用伺服电机驱动，而螺旋活塞杆式气缸驱动L形定位块旋转采用90度螺旋式旋转气缸驱动，伺服电机驱动的实时响应性很高，螺旋式旋转气缸的实时响应性较低，即便是同时指令，两种执行机构的机械响应时序并不一致，自然存在一定的时序差，因此，利用这个时序差，即便是同时指令，也可解除L形定位块与工件的干涉，使得定位解除的效率更高，有另一些实施中，还可以在程序中设定合理的时序，以获得不同步的定位解除。本实施例及上述实施例1采用转动定位结构，可以实现指令同时受控但依赖于实际执行时不可避免的时序差而快速解除定位的优势。

实施例3：

本实施例中提供的加工机的主要结构与实施例1或实施例2中基本一致，但在工件定位装置上做出了较大跟进，采用机械手配合参与的方式，具体方案如下。

如图8所示，改进后的工件定位装置包括用于取放工件的机械手6及固定设置形成定位夹角以定位工件相邻两侧边的X轴向定位块61和Y轴向定位块62，机械手6包括用于拾取工件9的拾取部60及用于在三轴方向联动的驱动器，即该驱动器可以使拾取部60在XYZ三个轴向被驱动移动，机械手6可拾取工件9向X轴向定位块61和Y轴向定位块62抵靠以定位工件9。这种以机械手为主动施力机构进行定位，两个定位块采用固定的结构。

三轴方向联动驱动器具有Y轴向滑台601及驱动Y轴向滑台滑动的Y向驱动器，Y轴向滑台601上设置带有X轴向轨道的X轴向滑座602及驱动X轴向滑座滑动的X轴向驱动器，X轴向滑座上602设置带有Z轴向轨道的Z轴向滑台及驱动Z轴向滑台滑动的Z轴向驱动器，拾取部安装于Z轴向滑台上并沿X轴向延伸。由于图*使俯视结构示意图，因此驱动器及Z向的相关结构未示出。由于在Y轴向滑台上又增加设置了X轴向滑座，从而使机械手能够在X轴向对工件移动从而主动抵靠X轴向定位块，在结构设计上，定位块的结构得到最大简化，而且无需其他的定位驱动控制，整个定位方式也较简单和快速。X轴向定位块和Y轴向定位块一体安装形成L形定位架，结构较容易实现。

为了仍然保持定位架不干扰加工区域及避免被加工污染的优势，L形定位架安装于一用于定位时将L形定位架转动至与加工台平行状态的转动杆上，需要定位时定位架转至与加工头平行，工件加工时，定位架可以转动至垂直于加工台的状态。

本实施例中对机械手进行改进，增加机械手X方向的移动，使得机械手能实现在XYZ三个方向形成运动，定位块旋转定位后，XY方向的抵靠可全部由机械手来完成，定位块在定位时静止不动，进一步的提高了运作效率；夹具的定位块解除时，旋转与工作台移动同时进行。这样的改进，使得料件定位与解除定位时间更短，取放料效率更高，定位夹具更简单。

上述三个实施例中均采用了旋转结构定位，工件定位时，通过旋转气缸带动滑动导向轴90度旋转，安装在承载体摆动定位块旋转定位，以及机械手抵靠至径向定位块或Y轴向定位块，加工台配合移动到达定位点吸取工件，快速完成对板材工件的定位装夹。加工时，加工台移开，摆动定位块旋转复位，避免对加工台空间的占用，也避免了受切削液的污染，使得定位装置工作更稳定、更精准、寿命更高。当摆动定位块结合径向定位块改进为一体L形定位架同时转动时，可以在工件两侧进行同时定位，可以无需机械手在Y向的移动抵靠，提高了定位效率，也进一步避免了对加工台空间的占用，解除定位时，通过合理的时序控制，达到不同效果的定位解除，以适应不同工况的应用。当采用L形X轴向、Y轴定位块进行同时定位时，还可以通过增加机械手X方向的运动，使得XY轴向定位抵靠全部由机械手完成，精准控制的机械手抵达位移更精准可靠，也避免了复杂的夹具结构和多方面的运动控制。

本发明具体实施方式中通过巧妙的螺旋活塞杆式气缸夹具与加工台、机械手配合，可组合出多变的工件定位与解除定位策略，使得工件定位更高效、更精准，避免了定位夹具对加工台占用，从而让定位块在加工过程中处于竖立垂直状态，远离切削和切削液污染，提升了机构防护性能与寿命。

以上对本实用新型实施例所提供的一种加工机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想和方法，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (16)

1.工件定位装置，用于对加工台上工件定位，其特征在于，包括：转动机构，沿转动机构轴向延伸的承载体，安装于承载体上且沿承载体一径向延伸的摆动定位块，转动机构驱动承载体转动同时摆动定位块沿承载体轴向移动以用于摆动定位块转动至与加工台平行时抵靠工件一侧边；所述工件定位装置还包括对所述工件一侧边的相邻侧边进行定位的径向定位块。

2.如权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，转动机构采用螺旋活塞杆式气缸，承载体采用旋转导向杆，摆动定位块设置于旋转导向杆上。

3.如权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，承载体沿机床X轴方向延伸设置，承载体上沿轴向排列设置两个以上摆动定位块。

4.如权利要求3所述的工件定位装置，其特征在于，承载体采用旋转导向杆，摆动定位块设置为垂直于旋转导向杆的长条杆，长条杆对应工件的一侧设置凹槽，长条杆之间保持平行对应。

5.如权利要求4所述的工件定位装置，其特征在于，旋转导向杆的两端及旋转导向杆上靠近长条杆的位置处设置用于对旋转导向杆支撑与导向的导向座。

6.如权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，转动机构、承载体及径向定位块均独立安装于加工台之外用于摆动定位块转动脱离工件解除定位时加工台可同时受控移动回到工作位置。

7.如权利要求1所述的工件定位装置，其特征在于，还包括安装座，转动机构、承载体及径向定位块均设置于所述安装座上，安装座上靠近转动机构的一侧设置用于固定转动机构的旋转定位器，安装座下方设置支撑台，支撑台长度小于安装座，径向定位块呈L形安装于所述安装座上并朝向加工台一侧伸出。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的工件定位装置，其特征在于，径向定位块安装于承载体上并可与摆动定位块对工件相邻两侧形成定位夹角，径向定位块上用于定位的一侧设置有用于径向定位块下摆时可形成水平向分力以定位工件对应侧边的定位斜面。

9.如权利要求8所述的工件定位装置，其特征在于，径向定位块通过摆动定位块安装于承载体上。

10.如权利要求9所述的工件定位装置，其特征在于，径向定位块在摆动定位块用于定位的一侧上沿承载体轴向延伸并与承载体之间保持间距。

11.如权利要求10所述的工件定位装置，其特征在于，摆动定位块对应安装径向定位块的位置处设置用于使径向定位块可在承载体径向方向沿摆动定位块一侧调整位置的调整槽或排列调整孔，径向定位块上设置使径向定位块固定在摆动定位块特定位置的锁紧机构。

12.工件定位装置，其特征在于，包括用于取放工件的机械手及固定设置形成定位夹角以定位工件相邻两侧边的X轴向定位块和Y轴向定位块，机械手包括用于拾取工件的拾取部及用于在三轴方向联动的驱动器，机械手可拾取工件向X轴向定位块和Y轴向定位块抵靠以定位工件。

13.如权利要求12所述的工件定位装置，其特征在于，三轴方向联动驱动器具有Y轴向滑台及驱动Y轴向滑台滑动的Y向驱动器，Y轴向滑台上设置带有X轴向轨道的X轴向滑座及驱动X轴向滑座滑动的X轴向驱动器，X轴向滑座上设置带有Z轴向轨道的Z轴向滑台及驱动Z轴向滑台滑动的Z轴向驱动器，拾取部安装于Z轴向滑台上并沿X轴向延伸。

14.如权利要求12或13所述的工件定位装置，其特征在于，X轴向定位块和Y轴向定位块一体安装形成L形定位架。

15.如权利要求14所述的工件定位装置，其特征在于，L形定位架安装于一用于定位时将L形定位架转动至与加工台平行状态的转动杆上。

16.加工机，包括用于工件放置其上被加工的加工台，其特征在于，包括上述权利要求1至15中任意一项所述的工件定位装置，加工台在Y轴向移动可与工件定位装置配合定位或解除定位。

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