旋转平台及工件位置调节的方法与流程

本发明涉及工业自动化领域，尤其涉及一种旋转平台及工件位置调节的方法。

背景技术：

在工业自动化领域，经常需要涉及到对工件、元器件等的位置状态调整、对位、位置校正等等。现有技术中，往往只能进行水平面对位和调节，而且调整后的位置状态锁定结构容易影响对位和调节精度，总体上缺乏一种能对立体位置状态进行精密调整、快速锁定调整后的位置状态、操作简单的综合解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的之一，克服现有位置状态锁定结构容易影响对位和调节精度的问题，提供一种能快速对工件或元器件等调节后的位置状态进行快速的同步锁定，不会破坏对位和调节精度的解决方案；

本发明的目的之二，提供位置状态快速同步归零解决方案，提高对位和调节精度；

本发明的目的之三，克服现有技术只能进行水平面对位和调节问题，提供一种可快速立体对位和调节的结构方案和方法，简化了立体对位和调节过程中运动控制。

本发明还针对以上目的，提供一种综合的解决方案。

本发明目的通过以下方案实现：

本发明的旋转平台，包括依次连接的载物台、凸台、凹台、Y轴滑台和X轴滑台；所述载物台可旋转地活动安装在凸台的上面，凹台中间设有球面凹槽，凸台底部设有向下延伸的摇杆, 凸台活动安装在凹台的球面凹槽，摇杆依次穿过凹台、Y轴滑台后卡接在X轴滑台； Y轴滑台与/或X轴滑台主体的位移通过摇杆带动凸台及载物台旋转以调节它们的位置状态；还包括负气压通道，Y轴滑台和X轴滑台各自主体执行位移的接触面上对应开设有吸附槽，所述吸附槽与负气压通道联通，通过所述吸附槽的负气压将凸台及载物台锁定在对应的位置状态。

进一步，凹台的球面凹槽与凹台接触面上开设有第三吸附槽，第三吸附槽与负气压通道联通，通过所述第三吸附槽的负气压将凸台进一步锁定在对应的位置状态。

更进一步，载物台相对凸台旋转的接触面上开设有第四吸附槽，第四吸附槽与负气压通道联通，通过第四吸附槽的负气压将载物台锁定在对应的位置状态。或者包括第二负气压通道，载物台相对凸台旋转的接触面上开设有第四吸附槽，第四吸附槽与第二负气压通道联通，通过第四吸附槽的负气压将载物台锁定在对应的位置状态。

优选地，上述的旋转平台还包括正气压通道，Y轴滑台内、X轴滑台内、凹台与载物台之间分别对应设置有归零汽缸组件和定位孔，归零汽缸组件与正气压通道联通，通过正气压通道使归零汽缸组件内的定位推杆克服弹簧的弹力插入对应的定位孔，使Y轴滑台、X轴滑台、载物台位置状态归零。

进一步，Y轴滑台包括Y轴滑台主体和Y轴安装板；所述Y轴安装板固定在凹台底部；Y轴安装板底部设有沿Y轴延伸的Y轴滑轨，Y轴滑台主体通过对应匹配的Y轴滑槽与Y轴安装板卯合在一起； Y轴滑槽与Y轴滑轨接触的面上设有向下延伸的第二吸附槽。X轴滑台包括X轴滑台主体和X轴安装板；所述X轴安装板固定在Y轴滑台主体底部；X轴安装板底部设有沿X轴延伸的X轴滑轨，X轴滑台主体通过对应匹配的X轴滑槽与X轴安装板卯合在一起；X轴滑槽与X轴滑轨接触的面上设有向下延伸的第一吸附槽。

更进一步，X轴滑台主体上设有上窄下宽的摇杆安装孔，凸台底部的摇杆一端设有球形端部，摇杆依次穿过凹台、Y轴安装板、Y轴滑台主体、X轴安装板后进入并通过其球形端部卡接在摇杆安装孔内。

优选地，负气压通道的出气口设置在凹台，所述的第一吸附槽、第二吸附槽和第三吸附槽分别与负气压通道的出气口联通。第一吸附槽、第二吸附槽、第三吸附槽和第四吸附槽为环形吸附槽。

优选地，X轴滑台主体设有X轴归零汽缸安装孔，X轴归零汽缸组件安装在X轴归零汽缸安装孔内，X轴安装板对应的位置设有定位孔；Y轴滑台主体设有Y轴归零汽缸安装孔，Y轴归零汽缸组件安装在Y轴归零汽缸安装孔内，Y轴安装板对应的位置设有定位孔；凹台上设有载物台归零汽缸安装孔，载物台对应的位置设有定位孔，载物台归零汽缸组件安装在凹台的载物台归零汽缸安装孔内。

进一步，X轴归零汽缸组件、Y轴归零汽缸组件和载物台归零汽缸组件包括弹簧和定位推杆，所述弹簧套在定位推杆朝向定位孔的一端，定位推杆另一端与所述正气压通道联通；正气压通道产生正气压，推动定位推杆克服弹簧的弹力进而插入对应的定位孔。

优选地，凸台中间设有有轴孔，载物台底部具有向下凸部，载物台通过凸部安装在轴孔并且可以相对凸台作旋转以调节载物台水平的位置状态。

进一步，载物台、Y轴滑台主体和X轴滑台主体分别设有手柄。手柄可以用于手动操作，也可以连接其它传动机构或者机械臂等。

本发明还提供一种通过旋转平台对工件位置调节的方法，其特征在于：包括以下步骤：

工件固定在旋转平台的载物台；

根据工件需要调节的目标位置状态，计算或转化为Y轴滑台、X轴滑台需滑动的目标位移值与/或载物台相对于凹台需旋转的目标角度；

Y轴滑台和X轴滑台滑动至目标位移值过程中，通过摇杆带动凸台在凹台的球面凹槽转动；

当Y轴滑台和X轴滑台滑动至目标位移值、载物台旋转至目标角度后，负气压通道与/或第二负气压通道使第一吸附槽、第二吸附槽和第四吸附槽产生负气压，进而将对应接触面吸附使Y轴滑台和X轴滑台无法再滑动、载物台无法再旋转，工件的目标位置状态被锁定。

进一步，本发明方法还包括：当Y轴滑台和X轴滑台滑动至目标位移值，负气压通道使第三吸附槽产生负气压，进而将凹台的球面凹槽与凸台紧紧吸附，使凸台无法再转动，进一步将工件的目标位置状态锁定。

更进一步，还包括在需要调整工件的位置状态前，负气压通道与/或第二负气压通道的负气压撤销；正气压通道产生正气压并推动X轴归零汽缸组件、Y轴归零汽缸组件和载物台归零汽缸组件的定位推杆克服弹簧的弹力进而插入对应的定位孔完成位置归零；然后撤销正气压通道的正气压，X轴归零汽缸组件、Y轴归零汽缸组件和载物台归零汽缸组件的定位推杆在弹簧的弹力作用退出定位孔，允许工件进行位置状态的调整。

相对于现有技术，本发明效果包括但不限于：采用负气压通道以及在移动的接触面上嵌入环形吸附槽，能快速同时对多个维度的位置状态进行锁定，同时克服常见锁定结构影响会对位和调节精度的问题；将位置状态的调整分解为凸台在球面凹槽的纵向角度旋转加载物台的水平旋转的结合，而凸台在球面凹槽的纵向角度旋转由转化为Y轴滑台和X轴滑台沿X-Y轴的分别滑动带动摇杆来实现，最终实现了多个维度的位置状态调节和对位；通过正气压通道和多个归零汽缸组件的结合，实现各方向的位置状态的归零，提高了位置状态调节和对位的准确性和精度等。本发明可应用在各种需要工件、零件对位或位置调整的手动或自动设备/仪器等。

附图说明

图1为旋转平台的位置归零后的立体结构示意图；

图2为旋转平台做调节为某一位置状态后的立体结构示意图；

图3为旋转平台爆炸示意图；

图4为旋转平台的俯视图；

图5为图4在B处的剖视图；

图6为图4在C处的剖视图；

图7为图4在H处的剖视图；

图8为图4在A处的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

需要说明的是以下关于“Y轴”、“X轴”的描述是为了方便表达和理解，它们可以根据坐标系的定义不同而改变；“位置状态”可以理解为包括：工件、载物台、凸台某些点的具体坐标、或者工件\载物台\凸台整体的位置、整体摆放水平角度、水平方向；整体摆放的纵向角度、方向等的综合状态、或其它本领域技术人员普遍的常规理解；“归零”可以理解为对应的零部件还原至默认的初始位置，以方便计算与执行需要调节的位移量或旋转参数。

如图1、2、3和8所示，某个优选实施例中，旋转平台包括依次连接的载物台5、凸台2、凹台1、Y轴滑台3和X轴滑台4，其中载物台5可旋转地活动安装在凸台2的上面。Y轴滑台3包括Y轴滑台主体30和Y轴安装板31，X轴滑台4包括X轴滑台主体40和X轴安装板41。Y轴安装板31固定在凹台1底部，而X轴安装板41固定在Y轴滑台主体30底部。更具体的说：凹台1中间设有球面凹槽13（或者近球面的弧面槽）；凸台2底部具有与球面凹槽13相适配的球面凸部21。球面凸部21安装有一向下延伸的摇杆22。优选方案中摇杆22安装在凸台2中轴线上。凸台2通过球面凸部21安装在凹台1的球面凹槽13，摇杆22从球面凹槽13向下伸出后卡接在X轴滑台主体40的摇杆安装孔45。优选方案中，X轴滑台主体40上摇杆安装孔45上窄下宽，凸台2底部的摇杆22一端设有球形端部，摇杆22依次穿过凹台1、Y轴安装板31、Y轴滑台主体30、X轴安装板41后进入并通过其球形端部卡接在摇杆安装孔45内。这样通过调节摇杆22端头的位置，可以带动凸台2在球面凹槽13上转动（包括往左上方、右上方、后上方、前上方等方向的转动），调节球面凸部21与球面凹槽13的接触部位，调节凸台2上端面与凹台1 水平面的角度和方向。球面凹槽13与凸台2的球面凸部21接触的面上开有第三吸附槽14,优选方案是呈环形的吸附槽，第三吸附槽14与负气压通道12联通。负气压通道12的出气口可以设置在凹台1、Y轴滑台3或X轴滑台4，图中优选的实施例中，负气压通道12的出气口可以设置凹台1上。当凸台2与凹台1的相对位置状态调节到位后，负气压通道12产生负气压，进而使球面凸部21与球面凹槽13接触的面互相紧紧吸附，避免相对转动，将对应的位置状态锁定。

如图1、2、3、4和8所示，Y轴滑台3上的Y轴滑台主体30上面设有沿Y轴延伸的Y轴滑槽33；Y轴安装板31固定安装在凹台1底部；Y轴安装板31底部设有与Y轴滑槽33相匹配的Y轴滑轨32。Y轴滑台主体30和Y轴安装板31通过Y轴滑轨32及Y轴滑槽33卯合在一起。Y轴滑槽33与Y轴滑轨32接触的面上设有向下延伸的第二吸附槽34。某优选方案中，第二吸附槽34呈环形。第二吸附槽34与负气压通道12联通。当Y轴滑台主体30移动到目标位置后，负气压通道12产生负气压，Y轴滑槽33与Y轴滑轨32相互接触的面紧紧吸附，避免Y轴滑台主体30移动，Y轴滑台主体30无法再滑动对应的位置状态被锁定。Y轴滑台主体30设有Y轴归零汽缸安装孔35，Y轴归零汽缸组件36安装在Y轴归零汽缸安装孔35内。Y轴归零汽缸组件36包括弹簧、定位推杆，Y轴安装板31对应的位置设有定位孔，弹簧套在定位推杆朝向Y轴安装板31定位孔的一端，定位推杆另一端与正气压通道11联通。当Y轴滑台主体30的位置需要归零时，Y轴滑台主体30移动到定位推杆与Y轴安装板31定位孔相对或附近位置，正气压通道11产生正气压，推动Y轴归零汽缸组件36的定位推杆克服弹簧的弹力，凸出并进入Y轴安装板31定位孔。这样，Y轴滑台主体30的位置处于归零状态，为下一次的位置调整做准备。归零操作完成后，正气压通道11的正气压撤销，Y轴归零汽缸组件36的定位推杆在弹簧的作用下退出Y轴安装板31定位孔，这样，Y轴滑台主体30又可以相对Y轴安装板31移动。载物台5、Y轴滑台主体30和X轴滑台主体40分别设有手柄6，手柄6可以用于手动操作，也可以连接机械臂或者其它传动机构等。

如图1、2、3、4和6所示，X轴滑台4的X轴滑台主体40上面设有沿X轴延伸的X轴滑槽43；X轴安装板41固定安装在Y轴滑台主体30底部；X轴安装板41底部设有与X轴滑槽43相匹配的X轴滑轨42。X轴滑台主体40和X轴安装板41通过X轴滑轨42及X轴滑槽43卯合在一起。X轴滑槽43与X轴滑轨42接触的面上设有向下延伸的第一吸附槽44（优选方案中，第一吸附槽44呈环形）第一吸附槽44与负气压通道12联通。当X轴滑台主体40移动到目标位置后，负气压通道12产生负气压，X轴滑槽43与X轴滑轨42相互接触的面被紧紧吸附，避免X轴滑台主体40移动，即X轴滑台主体40无法再滑动对应的位置状态被锁定。X轴滑台主体40设有X轴归零汽缸安装孔46，X轴归零汽缸组件47安装在X轴归零汽缸安装孔46内。X轴归零汽缸组件47包括弹簧、定位推杆，X轴安装板41对应的位置设有定位孔，弹簧套在定位推杆朝向X轴安装板41定位孔的一端，定位推杆另一端与正气压通道11联通。当X轴滑台主体40的位置需要归零时，X轴滑台主体40移动到定位推杆与X轴安装板41定位孔相对或附近位置，正气压通道11产生正气压，推动X轴归零汽缸组件47的定位推杆克服弹簧的弹力，凸出并进入X轴安装板41定位孔。这样，X轴滑台主体40的位置处于归零状态，为下一次的位置状态调整做准备。归零操作完成后，正气压通道11的正气压撤销，X轴归零汽缸组件47的定位推杆在弹簧的作用下退出X轴安装板41定位孔，这样，X轴滑台主体40又可以相对X轴安装板41滑动。

如图1、2、3、4、6、7和8所示，凸台2中间设有有轴孔23，载物台5底部具有向下凸部51，载物台5通过凸部51安装在轴孔23，并且可以相对凸台2作旋转。载物台5设有第二负气压通道52及进气口，载物台5与凸台2接触的面上开设有第四吸附槽53，第四吸附槽53与第二负气压通道52联通，当载物台5旋转到目标角度或位置后，第二负气压通道52产生负气压，载物台5与凸台2接触的面在第四吸附槽53负气压作用下，紧紧吸附，避免载物台5继续旋转，将载物台5对应的位置状态锁定。某些实施例中，也可以去掉第二负气压通道52，第四吸附槽53也可以直接与负气压通道12联通，通过负气压通道12将凸台2与载物台5进行同步的位置锁定，缺点是，凸台2位置锁定同时，载物台5无法再单独旋转调整。所以，具体采用负气压通道12集中锁定还是通过负气压通道12和第二负气压通道52分开锁定，可以根据实际需要而选择。凹台1上设有载物台归零汽缸安装孔15，载物台5对应的位置设有定位孔，载物台归零汽缸组件54安装在凹台1的载物台归零汽缸安装孔15内。载物台归零汽缸组件54包括弹簧、定位推杆，弹簧套在定位推杆朝向载物台5定位孔的一端，定位推杆另一端与正气压通道11联通。当载物台5的位置需要归零时，载物台5旋转到定位推杆与载物台5定位孔相对或附近位置，正气压通道11产生正气压，推动载物台归零汽缸组件54的定位推杆克服弹簧的弹力，凸出并进入载物台5定位孔。这样，载物台5的位置状态归零，为下一次的位置调整做准备。归零操作完成后，正气压通道11的正气压撤销，载物台归零汽缸组件54的定位推杆在弹簧的作用下退出载物台5定位孔，这样，载物台5又可以相对凸台2水平旋转。

参考图5、6和8，负气压通道12分别同时与第一吸附槽44、第二吸附槽34、第三吸附槽14联通，当X轴滑台主体40、Y轴滑台主体30及凸台2的调节至目标位置状态时，负气压通道12产生负气压，使第一吸附槽44、第二吸附槽34、第三吸附槽14对应的接触面紧紧吸附，将目标位置状态锁定。第二负气压通道52与第四吸附槽53联通，当载物台5旋转到目标角度或位置后，第二负气压通道52产生负气压，载物台5与凸台2接触的面在第四吸附槽53负气压作用下，紧紧吸附，避免载物台5继续旋转，将载物台5位置锁定。由于采用负气压吸附方式同时将各位置状态的锁定，不会像现有其它通过外部零部件阻拦运动的方式来锁定至抵触过程造成位移偏差影响对位和调节精度和效果。正气压通道11分别与X轴归零汽缸组件47、Y轴归零汽缸组件36和载物台归零汽缸组件54联通，当载物台或者其上面的工件需要进行位置归零时，正气压通道11产生正气压，使X轴归零汽缸组件47、Y轴归零汽缸组件36和载物台归零汽缸组件54的定位推杆克服弹簧的弹力进而插入对应的定位孔，使对应部件的位置状态同步归零，为下一次精准的位置状态调整做准备。当正气压通道11的正气压撤销后，在弹簧作用下定位推杆退出对应的定位孔，允许下一次位置状态调整。

旋转平台可应用在各种需要工件、零件对位或位置调整的手动或自动设备/仪器中。整体原理和通过旋转平台对工件位置调节的方法是：

首先，工件或零部件或其它物品被固定在旋转平台的载物台5上；根据工件需要调节的目标位置状态，计算或转化为Y轴滑台3、X轴滑台4需滑动的目标位移值与/或载物台5相对与凹台1需旋转的目标角度。 Y轴滑台3和X轴滑台4滑动至目标位移值过程中，通过摇杆22带动凸台2在凹台1的球面凹槽13转动；当Y轴滑台3和X轴滑台4滑动至目标位移值、载物台5旋转至目标角度后，负气压通道12使第一吸附槽44、第二吸附槽34和第三吸附槽（14）

产生负气压，进而将对应接触面吸附使Y轴滑台3和X轴滑台4无法再滑动、凹台1的球面凹槽13与凸台2紧紧吸附，使凸台2无法再转动；第二负气压通道52使第四吸附槽53产生负气压进而将对应接触面紧紧吸附，载物台5无法再旋转，工件的目标位置状态被锁定。在需要调整工件的位置状态前，负气压通道12与/或第二负气压通道52的负气压撤销；正气压通道11产生正气压并推动X轴归零汽缸组件47、Y轴归零汽缸组件36和载物台归零汽缸组件54的定位推杆克服弹簧的弹力进而插入对应的定位孔完成位置归零；然后撤销正气压通道11的正气压，X轴归零汽缸组件47、Y轴归零汽缸组件36和载物台归零汽缸组件54的定位推杆在弹簧的弹力作用退出定位孔，允许工件进行位置状态的调整。

以上所述仅为本发明的某个或某些优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应同理包括在本发明的专利保护范围内。另外，以上文字描述未尽之处也可以参考图1至8的直接表达和常规的理解去实施。