CN218695437U - 定位工装和加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生产设备技术领域，具体涉及一种定位工装和加工设备。定位工装包括：工作台；卡盘组件，设有多个具有台阶结构的第一卡爪，多个第一卡爪适于与工件的第一定位孔形成配合，并能够由第一定位孔中心点沿径向张开或收缩，且卡盘组件上连接第一卡爪的部分结构能够沿高度方向进行升降运动；对中组件，在第一方向上与卡盘组件相对设置，对中组件适于与工件的第二定位孔形成对中配合；控制器，与卡盘组件以及对中组件通信连接。通过本实用新型的技术方案，可以对工件进行快速、准确定位，可以根据工件的尺寸型号的不同进行自适应调整操作，有利于提高生产效率和保持连续作业，能够适用于集成化的柔性生产制造环境。

Description

定位工装和加工设备

技术领域

本实用新型属于生产设备技术领域，具体涉及定位工装和加工设备。

背景技术

在生产制造领域中，通常采用定位装置对工件进行加工前的定位操作，例如连杆工件等具有圆孔结构的板状工件在焊接前的定位操作。传统的工艺中，通常利用人工操作吊具将工件摆放在定位装置上，再通过定位装置进行定位。

然而，在实际生产中工件的种类、型号繁多，而现有的定位装置的结构相对固定，在连续加工过程中仅能够适配单一尺寸型号(例如连杆工件的圆孔尺寸)的工件，当所加工的工件的尺寸型号发生变化时，通常需要人工对定位装置进行相应的调整操作才能够与工件匹配，定位装置的适用性较差，影响整体工作效率，不利于在集成化的柔性生产环境中应用。

实用新型内容

有鉴于此，为改善现有技术中所存在的上述问题中的至少一个，本实用新型提供了定位工装和加工设备。

本实用新型的第一方面提供一种定位工装，包括：工作台；卡盘组件，设于工作台上，卡盘组件设有多个具有台阶结构的第一卡爪，多个第一卡爪适于与工件的第一定位孔形成配合，并能够由第一定位孔中心点沿径向张开或收缩，且卡盘组件上连接第一卡爪的部分结构能够沿高度方向进行升降运动；对中组件，设于工作台上，并在第一方向上与卡盘组件相对设置，对中组件适于与工件的第二定位孔形成对中配合；控制器，与卡盘组件以及对中组件通信连接，控制器适于根据工件的参数信息控制卡盘组件以及对中组件工作。

本实用新型上述技术方案中的有益效果体现在：

改进和优化了定位工装的结构和控制方式，能够通过卡盘组件上具有台阶结构的第一卡爪适配于不同尺寸型号的工件，且第一卡爪能够根据控制器的控制指令自适应进行调整操作，从而在工作过程中对不同尺寸型号的工件进行准确定位，无需人工进行调整操作，使得定位工装能够保持连续作业状态，可以大幅提高作业效率，并能够在集成化的柔性生产环境中应用。

在一种可行的实现方式中，卡盘组件包括：第一升降机构，设于工作台上；三爪卡盘机构，设于第一升降机构上，并能够在第一升降机构的带动下进行升降运动，三爪卡盘机构设有第一卡爪；第一驱动机构，与第一卡爪传动连接，并适于驱动第一卡爪张开或收缩。

在一种可行的实现方式中，三爪卡盘机构包括：第一支撑台，第一支撑台的顶部沿周向间隔设有三个滑槽，且三个滑槽均沿第一支撑台的中心轴线的径向方向延伸；三个第一卡爪，分别设于三个滑槽中，每个第一卡爪上背向中心轴线的方向设有多级台阶结构，且同一级的三个台阶结构能够与第一定位孔卡接配合；卡爪传动机构，设于第一支撑台的内部，并与三个第一卡爪以及第一驱动机构传动连接。

在一种可行的实现方式中，第一升降机构包括：第一支座，与工作台相连接；第一导轨，连接于第一支座的一侧，并沿高度方向延伸；第一滑动座，与第一导轨滑动连接，三爪卡盘机构设于第一滑动座上；第一升降马达，连接于第一支座的底部，并与第一滑动座传动连接，以驱动第一滑动座滑动；

第一驱动机构包括：第一卡爪驱动马达，连接于第一滑动座的底部；第一联轴器，一端与第一卡爪驱动马达传动连接，另一端与卡爪传动机构传动连接；其中，控制器与第一升降马达以及第一卡爪驱动马达通信连接。

在一种可行的实现方式中，对中组件包括：第二升降机构，设于工作台上，并在第一方向上与卡盘组件相对设置；两爪对中机构，设于第二升降机构上，两爪对中机构设有两个第二卡爪，两个第二卡爪能够在第二方向上张开或收缩，并适于与工件的第二定位孔卡接对中配合；第二驱动机构，与第二卡爪传动连接，以驱动第二卡爪向外张开或向内收缩。

在一种可行的实现方式中，两爪对中机构包括：第二支撑台；传动丝杆，沿第二方向设置，并与第二支撑台转动连接，传动丝杆上设有旋向相反的第一螺纹结构和第二螺纹结构，且第二驱动机构与传动丝杆传动连接；两个活动块，其中一个活动块设有第一螺纹孔，并通过第一螺纹孔与第一螺纹结构形成螺纹连接，另一个活动块设有第二螺纹孔，并通过第二螺纹孔与第二螺纹形成螺纹连接；两个第二卡爪，分别设于两个活动块的顶部；导向杆，沿第二方向设于第二支撑台上，且两个活动块的底部均与导向杆滑动连接。

在一种可行的实现方式中，第二升降机构包括：第二支座，设于工作台上；第二导轨，设于第二支座的一侧，并沿高度方向设置；第二滑动座，与第二导轨滑动连接，两爪对中机构设于第二滑动座上；第二升降马达，设于第二支座的底部，并与第二滑动座传动连接，以驱动第二滑动座滑动；

第二驱动机构包括：第二卡爪驱动马达，设于第二支撑台的一端；第二联轴器，一端与第二卡爪驱动马达传动连接，另一端与传动丝杆连接；其中，控制器与第二升降马达以及第二卡爪驱动马达通信连接。

在一种可行的实现方式中，定位工装还包括：工件支撑台，设于卡盘组件与对中组件之间，适于承载工件；直线移动机构，设于工作台上，并沿第一方向设置，且直线移动机构与控制器通信连接；其中，对中组件与直线移动机构相连接，并能够在直线移动机构的带动下沿第一方向移动。

在一种可行的实施例中，工件支撑台包括第一支撑块和第二支撑块，第一支撑块连接于卡盘组件朝向对中组件的一侧，第二支撑块连接于对中组件朝向卡盘组件的一侧；直线移动机构包括直线电机。

本实用新型的第二方面还提供了一种加工设备，包括：上述第一方面任一项中的定位工装。

附图说明

图1所示为本实用新型一个实施例提供的一种定位工装的示意图。

图2所示为本实用新型一个实施例提供的一种定位工装的示意框图。

图3所示为本实用新型一个实施例提供的一种工件的示意图。

图4所示为本实用新型一个实施例提供的一种卡盘组件的示意图。

图5所示为本实用新型一个实施例提供的一种对中组件的示意图。

图6所示为本实用新型一个实施例提供的一种对中组件的另一视角下的示意图。

图7所示为本实用新型一个实施例提供的一种定位工装的示意图。

图8所示为本实用新型一个实施例提供的一种加工设备的示意框图。

附图标记说明：

1定位工装，11工作台，12卡盘组件，121第一升降机构，1211第一支座，1212第一导轨，1213第一滑动座，1214第一升降马达，1215第三联轴器，122三爪卡盘机构，1221第一支撑台，1222滑槽，1223第一卡爪，1224台阶结构，123第一驱动机构，1231第一卡爪驱动马达，1232第一联轴器，13对中组件，131第二升降机构，1311第二支座，1312第二导轨，1313第二滑动座，1314第二升降马达，1315第四联轴器，132两爪对中机构，1321第二支撑台，1322传动丝杆，1323活动块，1324第二卡爪，1325导向杆，133第二驱动机构，1331第二卡爪驱动马达，1332第二联轴器，14控制器，15直线移动机构，16工件支撑台，161第一支撑块，162第二支撑块，2工件，21第一定位孔，22第二定位孔，3加工设备。

具体实施方式

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下提供了本实用新型的技术方案中的定位工装和加工设备的一些实施例。

在本实用新型的第一方面的实施例中提供了一种定位工装1，如图1和图2所示，定位工装1包括工作台11、卡盘组件12、对中组件13和控制器14。其中，定位工装1可以应用于具有第一定位孔21和第二定位孔22的工件2，例如图3中示出的连杆类工件。

如图1所示，卡盘组件12和对中组件13均设于工作台11上，且在第一方向上间隔设置。卡盘组件12的至少部分结构可以相对于工作台11沿沿高度方向进行升降运动，且在卡盘组件12的该部分结构上设有多个第一卡爪1223；多个第一卡爪1223与对工件2的第一定位孔21配合，且多个第一卡爪1223能够由第一定位孔21的中心点沿径向张开或收缩，以在多个第一卡爪1223伸入工件2的第一定位孔21后，通过多个第一卡爪1223张开与第一定位孔21的内壁抵接，以对工件2进行定位。其中，第一卡爪1223上设有台阶结构1224，可以理解，如图1中的示例，在高度方向上不同级的台阶结构1224，其在水平方向上相对于卡盘组件12的中心轴线的厚度不同；在加工具有不同尺寸的第一定位孔的工件时，可以通过卡盘组件12的升降运动调整多个第一卡爪1223的高度，进而使多个第一卡爪1223与第一定位孔21的尺寸对应的一级台阶结构1224与第一定位孔21配合，并与第一定位孔21的内壁抵接，从而可以快速完成定位操作。

如图1所示，对中组件13适于与工件2的第二定位孔22配合，以对工件2的第二定位孔22进行对中操作，以使工件2的第二定位孔22的中心点处于定位工装1中标定的中心位置，以确保工件2的定位准确性。

如图2所示，控制器14与卡盘组件12和对中组件13通信连接，以控制对卡盘组件12和对中组件13工作；控制器14能够根据接收到的工件2的参数信息(例如工件2的尺寸型号等信息)，控制卡盘组件12以及对中组件13进行相应的动作，以对不同尺寸型号的工件2进行定位操作。

需要说明的是，控制器14可以设置在工作台11上，也可以设置在单独的控制柜或后台中控室。另外，本实施例中的第一方向具体可以是如图1中示出的工作台11的纵向方向，当然也可以根据实际的工艺需求设置为其他方向。

本实施例中的定位工装1，对结构和控制方式进行了相应的改进，能够根据工件的尺寸型号的不同，控制卡盘组件12和对中组件13进行自适应定位操作，且能够利用卡盘组件12的升降运动使第一卡爪1223上对应一级的台阶结构1224与工件的第一定位孔21对位，进而通过第一卡爪1223张开与第一定位孔21抵接配合，从而实现自适应快速定位，无需进行人工调整操作，可以大幅提高作业效率和定位准确性，适用于集成化的柔性生产环境。

在本实用新型进一步的实施例中，如图1至图4所示，在定位工装1中，卡盘组件12包括第一升降机构121、三爪卡盘机构122和第一驱动机构123。第一升降机构121设于工作台11上；三爪卡盘机构122连接于第一升降机构121上，三爪卡盘机构122能够在第一升降机构121的带动下沿高度方向进行升降运动，调整三爪卡盘机构122的第一卡爪1223的高度，使第一卡爪1223上相应的台阶结构1224与工件2的第一定位孔21相配合。第一驱动机构123与第一卡爪1223传动连接，以驱动多个第一卡爪1223进行张开或收缩操作。

进一步地，如图1和图4所示，三爪卡盘机构122具体包括第一支撑台1221、三个第一卡爪1223以及卡爪传动机构。第一支撑台1221用于连接和支撑第一卡爪1223；第一支撑台1221具体可以采用如图4中示出的圆台结构，第一支撑台1221的顶部开设有三个滑槽1222，三个滑槽1222均沿第一支撑台1221的径向方向延伸，且在第一支撑台1221的周向方向上，三个滑槽1222间隔设置；其中，较优地，三个滑槽1222在第一支撑台1221的周向方向上等间隔设置。每个滑槽1222中设有一个第一卡爪1223，每个第一卡爪1223背向第一支撑台1221的中心轴线的一侧设置有多级台阶结构1224，例如图4中示出的三级台阶结构1224，且三级台阶结构1224在水平方向上相对于第一支撑台1221的中心轴线的厚度由下至上依次减小，以与不同尺寸的第一定位孔相配合。较优地，第一卡爪1223的每一级台阶结构1224的外侧面均为圆弧面，以与第一定位孔21的形状相适配。第一支撑台1221内部设有卡爪传动机构，卡爪传动机构与三个第一卡爪1223以及第一驱动机构123传动连接，以将第一驱动机构123的动力传递至三个第一卡爪1223，使三个第一卡爪1223进行张开或收缩运动。其中，卡爪传动机构具体可以采用涡轮蜗杆机构。

进一步地，如图4所示，卡盘组件12的第一升降机构121包括第一支座1211、第一导轨1212、第一滑动座1213、第一升降马达1214。第一支座1211连接于工作台11上，作为第一升降机构121的支撑结构；第一导轨1212连接于第一支座1211的一侧，且第一导轨1212沿高度方向延伸；第一滑动座1213与第一导轨1212滑动连接，三爪卡盘机构122设置在第一滑动座1213上，以随第一滑动座1213一同沿第一导轨1212进行升降运动。第一升降马达1214设于第一支座1211的底部，并与第一支座1211相连接，第一升降马达1214与第一滑动座1213传动连接，以为第一滑动座1213提供动力，驱动第一滑动座1213以及三爪卡盘机构122沿第一导轨1212进行滑动。其中，第一升降马达1214具体可以采用如图4中示出的伺服马达；另外，根据具体的传动需求，还可以在第一升降马达1214的输出端设置第三联轴器1215，第一升降马达1214通过第三联轴器1215与第一支座1211形成传动连接。

进一步地，如图4所示，卡盘组件12的第一驱动机构123具体包括第一卡爪驱动马达1231和第一联轴器1232。第一卡爪驱动马达1231连接于第一滑动座1213的底部，以与三爪卡盘机构122的第一支撑台1221的底部对应设置；第一联轴器1232的一端与第一卡爪驱动马达1231传动连接，另一端与卡爪传动机构传动连接，以将第一卡爪驱动马达1231输出的动力传递至卡爪传动机构，进而通过卡爪传动机构带动三个第一卡爪1223进行张开或收缩运动。其中，第一卡爪驱动马达1231具体可以采用伺服马达。

更进一步地，控制器14与第一升降马达1214以及第一卡爪驱动马达1231通信连接，以通过控制第一升降马达1214和第一卡爪驱动马达1231工作，进而驱动第一升降机构121以及三爪卡盘机构122进行相应的动作。

在本实用新型进一步的实施例中，如图1、图3和图4所示，在定位工装1中，对中组件13包括第二升降机构131、两爪对中机构132和第二驱动机构133。第二升降机构131设置在工作台11上，且在第一方向上，第二升降机构131与卡盘组件12相对设置。两爪对中机构132连接于第二升降机构131上，并能够在第二升降机构131的带动下沿高度方向进行升降运动；两爪对中机构132设有两个第二卡爪1324，两个第二卡爪1324能够与工件2的第二定位孔22配合，并能够在第二方向上张开或收缩，以在两个第二卡爪1324伸入工件2的第二定位孔22中时，通过沿第二方向张开与第二定位孔22的内壁抵接，对工件2的第二定位孔22进行对中操作，使第二定位孔22处于标定的中心位置，以确保工件2的定位准确性，从而提高对工件2进行焊接等加工操作的精度。其中，第二方向具体可以是如图1中示出的工作台11的横向，当然，也可以根据实际的操作需要设置为其他方向。

进一步地，如图5和图6所示，对中组件13的两爪对中机构132具体包括第二支撑台1321、传动丝杆1322、两个活动块1323、两个第二卡爪1324和导向杆1325。第二支撑台1321用于支撑传动丝杆1322、活动块1323、第二卡爪1324以及第二驱动机构133，第二支撑台1321具体可以采用如图5中示出的槽形结构。传动丝杆1322沿第二方向设置，并与第二支撑台1321转动连接；传动丝杆1322上设有第一螺纹结构和第二螺纹结构，且第一螺纹结构与第二螺纹结构的旋向相反；传动丝杆1322的一端与第二驱动机构133传动连接。对应地，两个活动块1323均穿设于传动丝杆1322上，其中一个活动块1323设有与第一螺纹结构相适配的第一螺纹孔，并通过第一螺纹孔与第一螺纹结构形成螺纹连接，另一个活动块1323设有与第二螺纹结构相适配的第二螺纹孔，并通过第二螺纹孔与第一螺纹结构形成螺纹连接；每个活动块1323的顶部设有一个第二卡爪1324。导向杆1325与两个活动块1323的底部对应设置，并沿第二方向延伸；两个活动块1323均与导向杆1325滑动连接。

当传动丝杆1322在第二驱动机构133的驱动下转动时，通过第二螺纹结构和第二螺纹结构带动两个活动块1323向相反的方向移动，以带动两个第二卡爪1324在第二方向上张开或收缩；导向杆1325对两个活动块1323的运动起导向和限位作用，以防止活动块1323在移动过程中发生翻转或偏移。

进一步地，如图5和图6所示，对中组件13的第二驱动机构133包括第二卡爪驱动马达1331和第二联轴器1332。第二卡爪驱动马达1331连接于第二支撑台1321的一端，并与传动丝杆1322的一端相对设置；第二联轴器1332的一端与第二卡爪驱动马达1331传动连接，第二联轴器1332的另一端与传动丝杆1322对应的一端传动连接，以传递第二卡爪驱动马达1331输出的动力，使传动丝杆1322相对于第二支撑台1321进行转动，进而带动两个活动块1323沿第二方向运动。其中，第二卡爪驱动马达1331具体可以采用伺服马达。

进一步地，如图5和图6所示，对中组件13的第二升降机构131具体包括第二支座1311、第二导轨1312、第二滑动座1313和第二升降马达1314。第二支座1311设于工作台11上，作为第二升降机构131的支撑结构。第二导轨1312连接于第二支座1311的一侧，且第二导轨1312沿高度方向设置；与之相对应，第二滑动座1313与第二导轨1312滑动连接，两爪对中机构132设置在第二滑动座1313上，并能够在第二滑动座1313的带动下沿高度方向滑动。第二升降马达1314连接于第二支座1311的底部，并与第二滑动座1313传动连接，以通过第二升降马达1314为第二滑动座1313提供动力，驱动第二滑动座1313相对于第二导轨1312滑动。其中，第二升降马达1314具体可以采用伺服马达；另外，根据实际装配需要，还可以在第二升降马达1314的输出端设置第四联轴器1315，第二升降马达1314通过第四联轴器1315与第二滑动座1313传动连接，以利用第四联轴器1315传递第二升降马达1314输出的动力。

更进一步地，控制器14与第二升降马达1314以及第二卡爪驱动马达1331通信连接，以通过控制第二升降马达1314以及第二卡爪驱动马达1331工作，进而驱动第二升降机构131以及第二卡爪1324进行相应的动作。

在本实用新型进一步的实施例中，如图2和图7所示，定位工装还包括工件支撑台16和直线移动机构15。工件支撑台16设置在卡盘组件12与对中组件13之间，以在对工件2进行定位操作之前，通过工件支撑台16承载工件2。直线移动机构15设置在工作台11上，且直线移动机构15沿第一方向设置(如图7中示出的沿工作台11的纵向设置)；对中组件13与直线移动机构15相连接，且对中组件13能够在直线移动机构15的带动下沿第一方向移动，从而调整对中组件13与卡盘组件12之间的间距，从而适配在第一方向上不同尺寸的工件，以与工件2上第一定位孔21与第二定位孔22的间距相对应。其中，控制器14与直线移动机构15通信连接，以控制直线移动机构15工作。

进一步地，如图7中的示例，工件支撑台16具体包括第一支撑块161和第二支撑块162，分别连接于卡盘组件12和对中组件13上。具体地，第一支撑块161连接于卡盘组件12朝向对中组件13的一侧，第二支撑块162连接于对中组件13朝向卡盘组件12的一侧；第二支撑块162可以随对中组件13一起在直线移动机构15的驱动下沿第一方向移动，以根据工件在第一方向上的尺寸不同，调整与工件的接触点的位置，有利于使工件保持稳定。另外，直线移动机构15具体可以采用如图7中示出的直线电机，当然，也可以根据实际使用需要采用其他可实现直线移动的机构。

以下为本实用新型的定位工装1的一个具体实施例：

如图1和图2所示，定位工装1包括工作台11、卡盘组件12、对中组件13、控制器14、工件支撑台16和直线移动机构15。其中，定位工装1可以应用于具有第一定位孔21和第二定位孔22的工件2，例如图3中示出的连杆类工件。

如图1所示，工作台11具体呈矩形结构，且底部具有用于连接固定的支腿结构；工作台11的纵向为第一方向，工作台11的横向为第二方向。卡盘组件12、对中组件13、工件支撑台16以及直线移动机构15均设于工作台11上；卡盘组件12与对中组件13在第一方向上间隔设置，工件支撑台16设于卡盘组件12与对中组件13之间；直线移动机构15设于对中组件13的一侧，并沿第一方向设置。其中，卡盘组件12适于与工件2的第一定位孔21配合，对中组件13适于与工件2的第二定位孔22配合。

如图4至图7所示，卡盘组件12包括第一升降机构121、三爪卡盘机构122和第一驱动机构123。第一升降机构121具体包括第一支座1211、第一导轨1212、第一滑动座1213、第一升降马达1214、第三联轴器1215。第一支座1211连接于工作台11上；第一导轨1212连接于第一支座1211的一侧，且第一导轨1212沿高度方向延伸；第一滑动座1213与第一导轨1212滑动连接，三爪卡盘机构122和第一驱动机构123设置在第一滑动座1213上，以随第一滑动座1213一同沿第一导轨1212进行升降运动。第一升降马达1214设于第一支座1211的底部，并与第一支座1211相连接；第三联轴器1215的一端与第一升降马达1214传动连接，第三联轴器1215的另一端与第一滑动座1213传动连接，以向第一滑动座1213传递动力，第一升降马达1214通过第三联轴器1215驱动第一滑动座1213沿第一导轨1212进行滑动，进而带动三爪卡盘机构122进行升降运动。

三爪卡盘机构122具体包括第一支撑台1221、三个第一卡爪1223以及卡爪传动机构。第一支撑台1221采用如图4中示出的圆台结构，并连接于第一滑动座1213上；第一支撑台1221的顶部开设有三个滑槽1222，三个滑槽1222在第一支撑台1221的周向方向上等间隔设置，且均沿第一支撑台1221的径向方向延伸。每个滑槽1222中设有一个第一卡爪1223，每个第一卡爪1223背向第一支撑台1221的中心轴线的一侧设置有多级台阶结构1224，具体如图4中示出的三级台阶结构1224，每一级台阶结构1224的外侧面均为圆弧面，且三级台阶结构1224在水平方向上相对于第一支撑台1221的中心轴线的厚度，由下至上分别为d1、d2、d3，且d1＞d2＞d3，以通过第一卡爪1223上不同厚度的台阶结构1224与不同尺寸的第一定位孔相配合。第一支撑台1221内部设有卡爪传动机构，例如涡轮蜗杆机构，卡爪传动机构与三个第一卡爪1223传动连接。

如图4所示，第一驱动机构123具体包括第一卡爪驱动马达1231和第一联轴器1232。第一卡爪驱动马达1231连接于第一滑动座1213的底部；第一联轴器1232的一端与第一卡爪驱动马达1231传动连接，另一端与卡爪传动机构传动连接，以将第一卡爪驱动马达1231输出的动力传递至卡爪传动机构，进而通过卡爪传动机构带动三个第一卡爪1223进行张开或收缩运动。

如图5至图7所示，对中组件13包括第二升降机构131、两爪对中机构132和第二驱动机构133。第二升降机构131具体包括第二支座1311、第二导轨1312、第二滑动座1313、第二升降马达1314和第四联轴器1315。第二支座1311设于工作台11上，并在第一方向上与第一支座1211相对设置；第二导轨1312连接于第二支座1311的一侧，且第二导轨1312沿高度方向设置；第二滑动座1313与第二导轨1312滑动连接，两爪对中机构132设置在第二滑动座1313上，并能够在第二滑动座1313的带动下沿高度方向滑动。第二升降马达1314连接于第二支座1311的底部，第四联轴器1315的一端与第二升降马达1314传动连接，第四联轴器1315的另一端与第二滑动座1313传动连接，第二升降马达1314通过第四联轴器1315为第二滑动座1313提供动力，驱动第二滑动座1313相对于第二导轨1312滑动，以带动两爪对中机构132进行升降运动。

如图5和图6所示，两爪对中机构132具体包括第二支撑台1321、传动丝杆1322、两个活动块1323、两个第二卡爪1324和导向杆1325。第二支撑台1321具体采用如图5中示出的槽形结构，并沿第二方向设置。传动丝杆1322沿第二方向设置在第二支撑台1321上，并与第二支撑台1321转动连接；传动丝杆1322上设有旋向相反的第一螺纹结构和第二螺纹结构；两个活动块1323均穿设于传动丝杆1322上，其中一个活动块1323设有与第一螺纹结构相适配的第一螺纹孔，并通过第一螺纹孔与第一螺纹结构形成螺纹连接，另一个活动块1323设有与第二螺纹结构相适配的第二螺纹孔，并通过第二螺纹孔与第一螺纹结构形成螺纹连接；每个活动块1323的顶部设有一个第二卡爪1324。导向杆1325与两个活动块1323的底部对应设置，并沿第二方向延伸；两个活动块1323均与导向杆1325滑动连接。

如图5和图6所示，第二驱动机构133包括第二卡爪驱动马达1331和第二联轴器1332。第二卡爪驱动马达1331连接于第二支撑台1321的一端，并与传动丝杆1322的一端相对设置；第二联轴器1332的一端与第二卡爪驱动马达1331传动连接，第二联轴器1332的另一端与传动丝杆1322对应的一端传动连接，第二卡爪驱动马达1331通过第二联轴器1332向传动丝杆1322输出的动力，以驱动传动丝杆1322相对于第二支撑台1321进行转动。当传动丝杆1322转动时，通过第二螺纹结构和第二螺纹结构带动两个活动块1323向相反的方向移动，以带动两个第二卡爪1324在第二方向上张开或收缩；导向杆1325对两个活动块1323的运动起导向和限位作用。

如图2和图7所示，工件支撑台16设置在卡盘组件12与对中组件13之间，以在对工件2进行定位操作之前，通过工件支撑台16承载工件2。工件支撑台16具体包括第一支撑块161和第二支撑块162，分别连接于三爪卡盘机构122和两爪对中机构132上，如图7中的示例，第一支撑块161设于三爪卡盘机构122朝向对中组件13的一侧，并与第一支座1211相连接；第二支撑块162设于两爪对中机构132朝向卡盘组件12的一侧，并与第二支座1311相连接。直线移动机构15具体采用如图7中示出的直线电机，并沿第一方向设于工作台11的一侧边缘处；对中组件13的第二支座1311与直线移动机构15相连接，以在直线移动机构15的带动下沿第一方向移动，从而调整两爪对中机构132与三爪卡盘机构122之间的间距，从而适配在第一方向上不同尺寸的工件，以与工件上第一定位孔21与第二定位孔22的间距相对应。

其中，第一升降马达1214、第二升降马达1314、第一卡爪驱动马达1231、第二卡爪驱动马达1331均为伺服马达。控制器14与第一升降马达1214、第二升降马达1314、第一卡爪驱动马达1231、第二卡爪驱动马达1331以及直线移动机构15通信连接。

在使用时，控制器14根据接收到的工件2的参数信息(例如尺寸型号等信息)，控制第一升降马达1214、第二升降马达1314、第一卡爪驱动马达1231、第二卡爪驱动马达1331以及直线移动机构15工作，以使卡盘组件12、对中组件13以及直线移动机构15进行相应的动作，与对工件2进行定位操作。

具体地，如图2至图7所示，控制器14根据工件2的尺寸信息控制直线移动机构15运动，带动两爪对中机构132沿第一方向运动，以使两爪对中机构132与三爪卡盘机构122之间的间距和工件2上第一定位孔21与第二定位孔22之间的间距相匹配。当工件2置于工件支撑台16上时，三爪卡盘机构122的第一卡爪1223位于第一定位孔21下方，两爪对中机构132的第二卡爪1324位于第二定位孔22的下方。

控制器14根据工件2的第一定位孔21的尺寸大小，控制第一升降马达1214工作，驱动三爪卡盘机构122进行相应的升降运动，带动第一卡爪1223伸入第一定位孔21中，并使第一卡爪1223上与第一定位孔21的尺寸大小相匹配的台阶结构1224与第一定位孔21的内壁相对应，进而控制第一卡爪驱动马达1231工作，驱动三个第一卡爪1223张开并与第一定位孔21的内壁抵接，以使第一卡爪1223与第一定位孔21实现快速定位配合。

类似地，控制器14根据工件2的第二定位孔22的尺寸大小，控制第二升降马达1314工作，驱动两爪对中机构132进行相应的升降运动，带动第二卡爪1324伸入第二定位孔22中，然后控制第二卡爪驱动马达1331工作，驱动两个第二卡爪1324沿第二方向张开，以使两个第二卡爪1324与第二定位孔22的内壁抵接配合，实现与第二定位孔22的对中操作。

通过上述操作，可以对工件进行快速、准确定位，以便于后续对工件进行焊接等加工操作。其中，在连续生产过程中，控制器14可以根据每一个工件的具体尺寸型号的不同，控制卡盘组件12、对中组件13、以及直线移动机构15进行相应的动作，从而实现自适应调整操作，即使工件的尺寸型号发生变化，也无需人工进行调整，能够实现连续作业和快速定位操作，能够适用于集成化的柔性生产制造环境，可以大幅提高生产效率。

在实际生产中，经应用本实用新型的定位工装加工处理的圆孔板件工件的种类可达105种，工件的主板长度范围为500mm至1500mm，孔径范围为40mm至250mm，定位精度达1mm。

在本实用新型第二方面的实施例中还提供了一种加工设备3。如图1、图2和图8所示，加工设备3包括上述第一方面任一实施例中的定位工装1。通过定位工装1对工件2进行定位，然后对工件2进行相应的加工操作，例如焊接、装配等操作，其中，定位工装1可以根据工件的尺寸型号的不同进行自适应操作，从而实现快速准确定位，从而使加工设备3形成连续加工作业，即使工件的尺寸型号发生变化也无需进行人工调整操作，生产效率大幅提高，特别适合在集成化的柔性生产制造环境中应用，以应对多型号工件的加工任务。

进一步地，根据具体的生产加工需要，本实施例中的加工设备3还可以包括焊接机构、搬运机构、传输机构等辅助加工机构，以与定位工装1配合，共同完成对工件的加工操作。

此外，本实施例中的加工设备3具有上述第一方面任一实施例中的定位工装1的全部有益效果，在此不再赘述。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的基本原理，但是，需要指出的是，在本实用新型中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本实用新型的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本实用新型为必须采用上述具体的细节来实现。

本实用新型中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。还需要指出的是，在本实用新型的装置和设备中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本实用新型的等效方案。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本实用新型。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此实用新型的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定位工装，其特征在于，包括：

工作台(11)；

卡盘组件(12)，设于所述工作台(11)上，所述卡盘组件(12)设有多个具有台阶结构(1224)的第一卡爪(1223)，多个所述第一卡爪(1223)适于与工件的第一定位孔形成配合，并能够由所述第一定位孔中心点沿径向张开或收缩，且所述卡盘组件(12)上连接所述第一卡爪(1223)的部分结构能够沿高度方向进行升降运动；

对中组件(13)，设于所述工作台(11)上，并在第一方向上与所述卡盘组件(12)相对设置，所述对中组件(13)适于与所述工件的第二定位孔形成对中配合；

控制器(14)，与所述卡盘组件(12)以及所述对中组件(13)通信连接，所述控制器(14)适于根据所述工件的参数信息控制所述卡盘组件(12)以及所述对中组件(13)工作。

2.根据权利要求1所述的定位工装，其特征在于，所述卡盘组件(12)包括：

第一升降机构(121)，设于所述工作台(11)上；

三爪卡盘机构(122)，设于所述第一升降机构(121)上，并能够在所述第一升降机构(121)的带动下进行升降运动，所述三爪卡盘机构(122)设有所述第一卡爪(1223)；

第一驱动机构(123)，与所述第一卡爪(1223)传动连接，并适于驱动所述第一卡爪(1223)张开或收缩。

3.根据权利要求2所述的定位工装，其特征在于，

所述三爪卡盘机构(122)包括：

第一支撑台(1221)，所述第一支撑台(1221)的顶部沿周向间隔设有三个滑槽(1222)，且三个所述滑槽(1222)均沿所述第一支撑台(1221)的中心轴线的径向方向延伸；

三个所述第一卡爪(1223)，分别设于三个所述滑槽(1222)中，每个所述第一卡爪(1223)上背向所述中心轴线的方向设有多级所述台阶结构(1224)，且同一级的三个所述台阶结构(1224)能够与所述第一定位孔卡接配合；

卡爪传动机构，设于所述第一支撑台(1221)的内部，并与三个所述第一卡爪(1223)以及所述第一驱动机构(123)传动连接。

4.根据权利要求3所述的定位工装，其特征在于，

所述第一升降机构(121)包括：

第一支座(1211)，与所述工作台(11)相连接；

第一导轨(1212)，连接于所述第一支座(1211)的一侧，并沿高度方向延伸；

第一滑动座(1213)，与所述第一导轨(1212)滑动连接，所述三爪卡盘机构(122)设于所述第一滑动座(1213)上；

第一升降马达(1214)，连接于所述第一支座(1211)的底部，并与所述第一滑动座(1213)传动连接，以驱动所述第一滑动座(1213)滑动；

所述第一驱动机构(123)包括：

第一卡爪驱动马达(1231)，连接于所述第一滑动座(1213)的底部；

第一联轴器(1232)，一端与所述第一卡爪驱动马达(1231)传动连接，另一端与所述卡爪传动机构传动连接；

其中，所述控制器(14)与所述第一升降马达(1214)以及所述第一卡爪驱动马达(1231)通信连接。

5.根据权利要求1所述的定位工装，其特征在于，所述对中组件(13)包括：

第二升降机构(131)，设于所述工作台(11)上，并在所述第一方向上与所述卡盘组件(12)相对设置；

两爪对中机构(132)，设于所述第二升降机构(131)上，所述两爪对中机构(132)设有两个第二卡爪(1324)，两个所述第二卡爪(1324)能够在第二方向上张开或收缩，并适于与所述工件的第二定位孔卡接对中配合；

第二驱动机构(133)，与所述第二卡爪(1324)传动连接，以驱动所述第二卡爪(1324)向外张开或向内收缩。

6.根据权利要求5所述的定位工装，其特征在于，所述两爪对中机构(132)包括：

第二支撑台(1321)；

传动丝杆(1322)，沿所述第二方向设置，并与所述第二支撑台(1321)转动连接，所述传动丝杆(1322)上设有旋向相反的第一螺纹结构和第二螺纹结构，且所述第二驱动机构(133)与所述传动丝杆(1322)传动连接；

两个活动块(1323)，其中一个所述活动块(1323)设有第一螺纹孔，并通过所述第一螺纹孔与所述第一螺纹结构形成螺纹连接，另一个所述活动块(1323)设有第二螺纹孔，并通过所述第二螺纹孔与所述第二螺纹形成螺纹连接；

两个所述第二卡爪(1324)，分别设于两个所述活动块(1323)的顶部；

导向杆(1325)，沿所述第二方向设于所述第二支撑台(1321)上，且两个所述活动块(1323)的底部均与所述导向杆(1325)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的定位工装，其特征在于，

所述第二升降机构(131)包括：

第二支座(1311)，设于所述工作台(11)上；

第二导轨(1312)，设于所述第二支座(1311)的一侧，并沿高度方向设置；

第二滑动座(1313)，与所述第二导轨(1312)滑动连接，所述两爪对中机构(132)设于所述第二滑动座(1313)上；

第二升降马达(1314)，设于所述第二支座(1311)的底部，并与所述第二滑动座(1313)传动连接，以驱动所述第二滑动座(1313)滑动；

所述第二驱动机构(133)包括：

第二卡爪驱动马达(1331)，设于所述第二支撑台(1321)的一端；

第二联轴器(1332)，一端与所述第二卡爪驱动马达(1331)传动连接，另一端与所述传动丝杆(1322)连接；

其中，所述控制器(14)与所述第二升降马达(1314)以及所述第二卡爪驱动马达(1331)通信连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的定位工装，其特征在于，还包括：

工件支撑台(16)，设于所述卡盘组件(12)与所述对中组件(13)之间，适于承载所述工件；

直线移动机构(15)，设于所述工作台(11)上，并沿所述第一方向设置，且所述直线移动机构(15)与所述控制器(14)通信连接；

其中，所述对中组件(13)与所述直线移动机构(15)相连接，并能够在所述直线移动机构(15)的带动下沿所述第一方向移动。

9.根据权利要求8所述的定位工装，其特征在于，还包括：

所述工件支撑台(16)包括第一支撑块(161)和第二支撑块(162)，所述第一支撑块(161)连接于所述卡盘组件(12)朝向所述对中组件(13)的一侧，所述第二支撑块(162)连接于所述对中组件(13)朝向所述卡盘组件(12)的一侧；

所述直线移动机构(15)包括直线电机。

10.一种加工设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的定位工装。

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