CN215094071U - 冲点机构及自动盲孔定位仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是机加工设备领域的一种冲点机构及自动盲孔定位仪，所述冲点机构包括支撑座、电机和冲杆，所述冲杆沿竖直方向可滑动的安装在支撑座上，所述冲杆与支撑座之间设有伸缩方向与冲杆滑动方向相同的拉伸弹簧和压缩弹簧，所述拉伸弹簧两端分别与冲杆和支撑座相连，压缩弹簧的其中一端与冲杆或支撑座相连，另一端可与支撑座或冲杆抵接，所述冲杆侧面设有齿条，所述电机固定在支撑座上，电机的主轴上设有与齿条相啮合的不完全齿轮。通过在自动盲孔定位仪上设置冲点机构，在盲孔定位完成后利用弹簧和不完全齿轮与齿条的配合实现冲杆的激发，进而实现在零件表面的冲点操作，避免了人为定位钻孔所带来的误差，提高了工作效率和加工精度。

Description

冲点机构及自动盲孔定位仪

技术领域

本实用新型涉及机加工设备领域，尤其涉及一种冲点机构及自动盲孔定位仪。

背景技术

飞机蒙皮时，在内部肋结构上带有精确地机加孔，蒙皮覆盖肋之后需要在蒙皮上配钻相对应肋上孔位置精准的孔，以达到两孔相匹配符合后期安装紧固件时的需求。

对于盲孔的加工，目前主要有两种方式，一种是通过测量、划线定位来确定孔的位置，该方式的缺点是工序繁琐，容易因人为误差导致测量不准确；另一种是采用盲孔定位仪来定位，如专利文献(CN 205183868)，其原理是：首先在已经加工好的盲孔中放入磁铁，然后在蒙皮外利用传感器来确定磁铁的位置，从而实现盲孔定位，再启动真空吸盘固定仪器位置，最后利用钻套进行钻孔。现有的仪器主要存在三个问题，一是仪器本身需要一个额外的箱子连接仪器至电源和气源，体积较大不便于使用；二是现有仪器为纯手动调整，在目标对准后启动真空吸盘用于固定仪器，在吸盘启动吸附过程中，仪器会产生一定的位移，从而影响位置精度；三是在定位完成后，需要再用手钻来钻设一个基准孔，增加了工序，影响定位效率。

实用新型内容

为克服现有盲孔定位仪需要人为手动钻设基准孔来实现盲孔定位，费时费力、效率低等不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可提高工作效率的冲点机构及自动盲孔定位仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

冲点机构，包括支撑座、电机和冲杆，所述冲杆沿竖直方向可滑动的安装在支撑座上，所述冲杆与支撑座之间设有伸缩方向与冲杆滑动方向相同的拉伸弹簧和压缩弹簧，所述拉伸弹簧两端分别与冲杆和支撑座相连，压缩弹簧的其中一端与冲杆或支撑座相连，另一端可与支撑座或冲杆抵接，所述冲杆侧面设有齿条，所述电机固定在支撑座上，电机的主轴上设有与齿条相啮合的不完全齿轮。

进一步的是，所述支撑座中部设有导筒，所述冲杆穿过导筒与导筒滑动连接。

进一步的是，所述冲杆顶部超出支撑座顶部，冲杆顶部设有挡板，所述拉伸弹簧设置在挡板与支撑座侧面之间，压缩弹簧位于挡板与支撑座顶部之间。

进一步的是，所述拉伸弹簧和压缩弹簧均包括两个，分别对称设置在冲杆两侧。

进一步的是，所述拉伸弹簧通过螺钉固定在挡板和支撑座上，所述压缩弹簧的下端固定在支撑座顶部，并在压缩弹簧外套设有套管，套管下端与支撑座固定连接。

自动盲孔定位仪，包括上述的冲点机构，还包括能带动冲点机构移动的平移机构以及控制平移机构自动移动的控制模块，所述控制模块包括与冲杆同轴的圆盘磁力传感器。

进一步的是，所述平移机构包括设置在基板上的移动架，所述移动架与基板通过第一导轨滑动连接，并可在第一驱动器作用下沿第一导轨滑动，在移动架上设有与第一导轨垂直的第二导轨，所述冲点机构的支撑座与第二导轨滑动连接，并可在第二驱动器的作用下沿第二导轨滑动，所述第一驱动器和第二驱动器与控制模块电性连接。

进一步的是，所述第一导轨和第二导轨均包括两根，所述第一驱动器和第二驱动器为电动液压杆或是直线电机，所述基板上设有为第一驱动器、第二驱动器和控制模块供电的电池。

进一步的是，所述基板上设有保护罩，冲点机构、平移机构和控制模块均位于保护罩内，所述保护罩的中心位置设有与圆盘磁力传感器相对应的指示灯，保护罩的两侧分别设有一个把手，在基板背离保护罩的一侧设有至少三个支撑脚。

进一步的是，所述支撑脚包括套筒、支撑杆和弹簧，所述支撑杆沿套筒轴线滑动连接，所述弹簧位于支撑杆与套筒之间，所述套筒顶部设有可被支撑杆触动的限位开关，所述限位开关与控制模块电性连接。

本实用新型的有益效果是：通过设置冲点机构，在盲孔定位完成后利用弹簧和不完全齿轮与齿条的配合实现冲杆的激发，进而实现在零件表面的冲点操作，避免了人为钻孔所带来的误差，提高了工作效率和冲孔精度。

附图说明

图1是冲点机构结构示意图。

图2是自动盲孔定位仪结构示意图。

图3是自动盲孔定位仪剖视图。

图4是自动盲孔定位仪俯视图。

图5是自动盲孔定位仪仰视图。

图中标记为，1-冲点机构，2-平移机构，3-控制模块，4-基板，5-电池，6-保护罩，7-把手，9-支撑脚，10-导筒，11-支撑座，12-电机，13-冲杆，14-拉伸弹簧，15-压缩弹簧，16-齿条，17-不完全齿轮，18-挡板，19-套管，21-移动架，22-第一导轨，23-第一驱动器，24-第二导轨，25-第二驱动器，31-圆盘磁力传感器，32-指示灯，81-套筒，82-支撑杆，83-弹簧，84-限位开关。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的冲点机构1，包括支撑座11、电机12和冲杆13，所述冲杆13沿竖直方向可滑动的安装在支撑座11上，所述冲杆13与支撑座11之间设有伸缩方向与冲杆13滑动方向相同的拉伸弹簧14和压缩弹簧15，所述拉伸弹簧14两端分别与冲杆13和支撑座11相连，压缩弹簧15的其中一端与冲杆13或支撑座11相连，另一端可与支撑座11或冲杆13抵接，所述冲杆13侧面设有齿条16，所述电机12固定在支撑座11上，电机12的主轴上设有与齿条16相啮合的不完全齿轮17。对于冲杆13与支撑座11的滑动连接，可以采用多种形式，比如导轨与滑槽，滚轮与导轨等，为简化结构，本申请采用的是在所述支撑座11中部设有导筒10，所述冲杆13穿过导筒10与导筒10滑动连接的结构形式。

本实用新型的工作过程是：在完成盲孔定位后，使冲点机构1的冲杆13尖端对准盲孔。初始状态下，不完全齿轮17的齿刚好与冲杆13的齿条16相啮合，然后启动电机12，不完全齿轮17转动，带动冲杆13向上移动，同时拉伸弹簧14被拉长或缩短，压缩弹簧15被压缩或保持不变，当不完全齿轮17转动到没有齿与齿条16啮合的部分时，冲杆13在拉伸弹簧14或压缩弹簧15的弹力作用下迅速向下移动，冲杆13在惯性作用下尖端撞击在零件表面上，产生一个基准孔。

之所以要设置拉伸弹簧14和压缩弹簧15，是为了实现缓冲以及平衡冲杆13的位置。当冲杆13处于静止状态时，冲杆13同时受拉伸弹簧14和压缩弹簧15的作用，使冲杆13处于悬浮状态，并使冲杆13尖端略高于零件表面。在实现冲杆13的激发时可以采用两种方式：一种是利用拉伸弹簧14激发，则压缩弹簧15的固定方式是其中一端与冲杆13或支撑座11相连，另一端为自由端，当冲杆13向上移动时，拉伸弹簧14被拉长，压缩弹簧15的自由端与支撑座11或冲杆13脱离，当冲杆13在拉伸弹簧14的回弹力作用下下移时，压缩弹簧15的自由端与支撑座11或冲杆13接触实现缓冲，避免冲杆13过渡位移；另一种方式是利用压缩弹簧15激发，此时压缩弹簧15的固定方式可以两端分别与支撑座11和冲杆13相连，也可以只抵接不相连，当冲杆13向上移动时压缩压缩弹簧15，拉伸弹簧14缩短，向下移动时利用拉伸弹簧14进行缓冲。

对于激发方式，本申请优选第一种，具体结构是，所述冲杆13顶部超出支撑座11顶部，冲杆13顶部设有挡板18，所述拉伸弹簧14设置在挡板18与支撑座11侧面之间，压缩弹簧15位于挡板18与支撑座11顶部之间。冲杆13上移时利用挡板18拉长拉伸弹簧14，冲杆13下移时压缩弹簧15抵在挡板18与支撑座11顶部之间实现缓冲。该结构形式可同时保证激发和缓冲的稳定性。

为了实现弹簧激发和缓冲的力平衡，所述拉伸弹簧14和压缩弹簧15均包括两个，分别对称设置在冲杆13两侧。具体安装方式是，所述拉伸弹簧14通过螺钉固定在挡板18和支撑座11上，所述压缩弹簧15的下端固定在支撑座11顶部，并在压缩弹簧15外套设有套管19，套管19下端与支撑座11固定连接。设置套管19是为了对压缩弹簧15起到一定导向作用。

如图2-5所示，带有上述冲点机构1的自动盲孔定位仪，还包括能带动冲点机构1移动的平移机构2以及控制平移机构2自动移动的控制模块3，所述控制模块3包括与冲杆13同轴的圆盘磁力传感器31。所述平移机构2可以采用目前在自动加工领域比较常见的机械手，或是安装在流水作业线上的由液压或者电动驱动的使冲点机构沿XY方向两根导轨移动的机构。所述圆盘磁力传感器31包括多个呈圆形阵列布置的磁力感应器。圆盘磁力传感器31可固定在支撑座11下方，并保证其中心与冲杆13同轴。

该设备的定位和冲孔过程是：首先在盲孔中放入磁铁作为信号源，然后将圆盘磁力传感器31靠近磁铁，通过控制模块3带动平移机构2、圆盘磁力传感器31和冲点机构1移动，直到圆盘磁力传感器31的中心对准磁铁，此时冲杆13的中心也就正对盲孔中心，最后再启动冲点机构1冲孔即可。

对于平移机构2的具体结构，为了满足小巧便利的使用要求，所述平移机构2包括设置在基板4上的移动架21，所述移动架21与基板4通过第一导轨22滑动连接，并可在第一驱动器23作用下沿第一导轨22滑动，在移动架21上设有与第一导轨22垂直的第二导轨24，所述冲点机构1的支撑座11与第二导轨22滑动连接，并可在第二驱动器25的作用下沿第二导轨22滑动，所述第一驱动器23和第二驱动器25与控制模块3电性连接。控制模块3根据圆盘磁力传感器31的信号来控制第一驱动器23和第二驱动器25工作，实现冲点机构1的平移。

进一步的，为了使平移机构2移动平稳，定位准确，所述第一导轨22和第二导轨24均包括两根，所述第一驱动器23和第二驱动器25为电动液压杆或是直线电机。为了方便使用，在所述基板4上设有为第一驱动器23、第二驱动器25和控制模块3供电的电池5。

为了对基板4上的电器元件进行保护，在所述基板4上设有保护罩6，冲点机构1、平移机构2和控制模块3均位于保护罩6内，在保护罩6的两侧分别设有一个把手7，方便手持移动设备，同时还在基板1背离保护罩6的一侧设有至少三个支撑脚8，方便在定位完成后固定设备的位置。

所述保护罩6的中心位置设有与圆盘磁力传感器31相对应的指示灯32，指示灯32的数量和位置与圆盘磁力传感器31上的磁力感应器相对应，在定位过程中可先通过指示灯32进行初步定位，具体过程是：在移动设备接近信号源的过程中，各个磁力感应器依据接收到的物理信号强度来点亮对应位置方向上的指示灯32，亮起的灯越多表明离目标越近，当目标位于设备中心5mm之内时，所有指示灯32会变为间隔闪烁的绿色，提示使用者初步定位完成，接着便由控制模块3带动平移机构2移动来实现精确定位。

由于在进行精确定位时需要保证设备处于静止状态，而整个设备主要由操作人员把持，为了保证设备的稳定性，可对支撑脚8进行优化。本申请的改进方案是，所述支撑脚8包括套筒81、支撑杆82和弹簧83，所述支撑杆82沿套筒81轴线滑动连接，所述弹簧83位于支撑杆82与套筒81之间，所述套筒81顶部设有可被支撑杆82触动的限位开关84，所述限位开关84与控制模块3电性连接。其使用过程是：当手动移动设备完成初步定位后，可通过用力下压设备，使支撑杆82克服弹簧83弹力，直到所有支撑脚8的支撑杆82顶部都触碰到对应的限位开关84，才能启动精确定位操作，此时由于对支撑脚8施加了较大的作用力，可保证支撑脚8与零件表面的稳定接触，而精确定位过程在几秒钟内就能完成，几乎不会耗费什么精力，可快速精确的实现定位和冲孔操作。

Claims (10)

1.冲点机构，其特征是：包括支撑座(11)、电机(12)和冲杆(13)，所述冲杆(13)沿竖直方向可滑动的安装在支撑座(11)上，所述冲杆(13)与支撑座(11)之间设有伸缩方向与冲杆(13)滑动方向相同的拉伸弹簧(14)和压缩弹簧(15)，所述拉伸弹簧(14)两端分别与冲杆(13)和支撑座(11)相连，压缩弹簧(15)的其中一端与冲杆(13)或支撑座(11)相连，另一端可与支撑座(11)或冲杆(13)抵接，所述冲杆(13)侧面设有齿条(16)，所述电机(12)固定在支撑座(11)上，电机(12)的主轴上设有与齿条(16)相啮合的不完全齿轮(17)。

2.如权利要求1所述的冲点机构，其特征是：所述支撑座(11)中部设有导筒(10)，所述冲杆(13)穿过导筒(10)与导筒(10)滑动连接。

3.如权利要求1所述的冲点机构，其特征是：所述冲杆(13)顶部超出支撑座(11)顶部，冲杆(13)顶部设有挡板(18)，所述拉伸弹簧(14)设置在挡板(18)与支撑座(11)侧面之间，压缩弹簧(15)位于挡板(18)与支撑座(11)顶部之间。

4.如权利要求3所述的冲点机构，其特征是：所述拉伸弹簧(14)和压缩弹簧(15)均包括两个，分别对称设置在冲杆(13)两侧。

5.如权利要求4所述的冲点机构，其特征是：所述拉伸弹簧(14)通过螺钉固定在挡板(18)和支撑座(11)上，所述压缩弹簧(15)的下端固定在支撑座(11)顶部，并在压缩弹簧(15)外套设有套管(19)，套管(19)下端与支撑座(11)固定连接。

6.自动盲孔定位仪，其特征是：包括如权利要求1-5任意一项权利要求所述的冲点机构(1)，还包括能带动冲点机构(1)移动的平移机构(2)以及控制平移机构(2)自动移动的控制模块(3)，所述控制模块(3)包括与冲杆(13)同轴的圆盘磁力传感器(31)。

7.如权利要求6所述的自动盲孔定位仪，其特征是：所述平移机构(2)包括设置在基板(4)上的移动架(21)，所述移动架(21)与基板(4)通过第一导轨(22)滑动连接，并可在第一驱动器(23)作用下沿第一导轨(22)滑动，在移动架(21)上设有与第一导轨(22)垂直的第二导轨(24)，所述冲点机构(1)的支撑座(11)与第二导轨(24)滑动连接，并可在第二驱动器(25)的作用下沿第二导轨(24)滑动，所述第一驱动器(23)和第二驱动器(25)与控制模块(3)电性连接。

8.如权利要求7所述的自动盲孔定位仪，其特征是：所述第一导轨(22)和第二导轨(24)均包括两根，所述第一驱动器(23)和第二驱动器(25)为电动液压杆或是直线电机，所述基板(4)上设有为第一驱动器(23)、第二驱动器(25)和控制模块(3)供电的电池(5)。

9.如权利要求7所述的自动盲孔定位仪，其特征是：所述基板(4)上设有保护罩(6)，冲点机构(1)、平移机构(2)和控制模块(3)均位于保护罩(6)内，所述保护罩(6)的中心位置设有与圆盘磁力传感器(31)相对应的指示灯(32)，保护罩(6)的两侧分别设有一个把手(7)，在基板(4)背离保护罩(6)的一侧设有至少三个支撑脚(8)。

10.如权利要求9所述的自动盲孔定位仪，其特征是：所述支撑脚(8)包括套筒(81)、支撑杆(82)和弹簧(83)，所述支撑杆(82)沿套筒(81)轴线滑动连接，所述弹簧(83)位于支撑杆(82)与套筒(81)之间，所述套筒(81)顶部设有可被支撑杆(82)触动的限位开关(84)，所述限位开关(84)与控制模块(3)电性连接。

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