齿轮加工辅助定位装置、齿轮定位测试台及齿轮定位测试系统的制作方法

本实用新型涉及齿轮中孔磨削用辅助定位装置，属于齿轮加工技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种齿轮加工辅助定位装置，同时本实用新型还公开了该齿轮加工辅助定位装置组成的定位测试台及齿轮定位测试系统。

背景技术：

在生产组织自动化领域，采用机器人实现机床的自动上下料已得到大量运用，并且运用领域还在快速扩大的过程中，不过受工件特性影响对抓取夹具和过程均要求不高、实施相对较容易。而在齿轮中孔磨削加工领域其辅助过程则仍主要由人工进行。

有企业尝试用机器视觉和力传感器再结合夹爪的思路来解决磨床齿轮中孔磨削加工上下料辅助的自动化问题。这种方案的实现过程是:

1)首先机器视觉对等待抓取的齿轮进行识别、分析出齿形轮廓并给出齿轮相对薄膜卡盘夹持顶尖应该旋转的角度；

2)机器人携带含有力传感器的夹爪抓取齿轮后将其送至齿轮中孔磨床薄膜卡盘上料位置，然后将齿轮绕轴线旋转机器视觉给定的转角、使薄膜卡盘夹持顶尖对准齿槽；

3)机器人向薄膜卡盘送进齿轮，同时在力传感器的引导下对机器人6轴作旋转修正，直至将齿轮送到位后松开夹爪、薄膜卡盘夹紧工件。

这种方案在尝试过程中暴露出诸多问题、并最终使这种尝试趋于失败。这些问题中除了机器视觉和力传感器价格昂贵外、在技术层面还有：

1)机器视觉对环境和光源要求极高，对齿轮轮廓识别和转角的给定容易出现误判和偏差；

2)由人工对机器人进行示教、然后由机器人来完成重复的操纵，这是目前使用机器人的主要方法。而这种示教过程产生的误差不确定、且超过薄膜卡盘容许误差的情况是大概率事件；

3)由力传感器引导机器人送进并作6轴旋转从而将齿轮放入薄膜卡盘的过程是一个不断的“反馈--处理控制-修正”的过程，这降低了辅助效率；

正是由于这些问题的存在使得当前在齿轮中孔磨削加工辅助领域的自动化推进工作停步不前，很多企业对此望而却步。

技术实现要素：

基于以上技术问题，本实用新型提供了一种齿轮加工辅助定位装置，从而能够保证齿轮外齿与薄膜卡盘夹持顶尖找准位置，并保证齿轮水平设置；同时，本实用新型还公开了由齿轮加工辅助定位装置组成的定位测试台及定位测试系统。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

齿轮加工辅助定位装置，包括座板，座板上端设置有定位台，定位台配合有多个安装块，安装块上端设置有顶尖，顶尖伸出安装块内侧端面，多个所述安装块的顶尖呈圆周设置。

优选的，所述顶尖与安装块为螺纹配合连接。

优选的，所述定位台为圆形平台，多个所述安装块呈圆周均匀设置在定位台外侧端面，多个所述安装块的顶尖均沿圆形平台径向均匀设置。

优选的，所述定位台外侧端面设置有卡槽，所述安装块卡在卡槽内。

优选的，它还包括抱箍，抱箍设置在多个安装块外侧将多个安装块抱紧在定位台外侧卡槽内。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：本实用新型模拟薄膜卡盘制成，通过定位台可以定位齿轮的端面，使其保持水平，同时通过多个安装块的顶尖与齿轮齿槽配合，从而可以将齿轮圆周定位，可保证齿轮外齿与薄膜卡盘夹持顶尖找准位置，减少齿轮放入薄膜卡盘的时间和难度，并且在定位时对齿轮不会造成损失，定位快捷，提高了齿轮定位的精度、效率和安全性。

同时,本实用新型还公开了由上述齿轮加工辅助定位装置组成的齿轮定位测试台，该齿轮定位测试台包括台架，台架上端和侧面均设置有上述的齿轮加工辅助定位装置。

进一步的,所述台架上端还设置有齿轮预定位装置，齿轮预定位装置包括与台架连接的基座，基座内设置有可横向平移的滑块，滑块一端通过弹簧连接有顶块，顶块固定在基座内，所述滑块两侧还设置有随动块，所述基座内还设置有两个用于探测随动块位移的探测开关，所述随动块可分别穿过两个探测开关；所述滑块另一端伸出基座并可转动的连接有定位头，定位头上设置有转动滚柱。

进一步的,所述台架上端还设置有齿轮上料仓和齿轮卸料仓。

本实用新型的齿轮定位测试台可以先通过齿轮预定位装置将齿轮进行初步定位，通过转动滚柱与齿轮外齿的配合，使齿轮的外齿基本与薄膜卡盘的顶尖配合，再通过齿轮加工辅助定位装置对齿轮进行水平找正,并将齿轮圆周精确定位，可保证齿轮外齿与薄膜卡盘夹持顶尖找准位置，减少齿轮放入薄膜卡盘的时间和难度，并且在定位时对齿轮不会造成损失，定位快捷，提高了齿轮定位的精度、效率和安全性。本实用新型同时还设置有齿轮上料仓和齿轮卸料仓，从而可以用于齿轮抓取、定位、上料及卸料测试，方便调整相应各个结构和控制参数，保证在辅助过程中对齿轮定位的精准度。本实用新型由于在台架上端和侧面均设置有上述的齿轮加工辅助定位装置，从而上端齿轮加工辅助定位装置可以用于立式磨床使用，侧面的齿轮加工辅助定位装置可以用于卧式磨床使用，使其能够适用于不同类型的磨床使用，适用面更广。

最后，本实用新型还公开了一种齿轮定位测试系统，包括底座，底座上端设置有机器人，机器人的机械手设置有齿轮抓取夹具，所述底座上端还设置有上述的齿轮定位测试台。

本实用新型的齿轮定位测试系统，能够通过齿轮抓取夹具抓取齿轮，并通过齿轮定位测试台将齿轮定位找正，保证定位后齿轮能够直接卡入薄膜卡盘，提高了齿轮加工的精准度和自动化程度，并减少了加工误差，提高了效率，实现了齿轮自动化上料卸料和精确定位的目的，同时，本齿轮定位测试系统还可以用于齿轮定位的调试和测试，可以直接在测试系统调试齿轮抓取、定位、上料及卸料等操作，便于找准各个步骤的精确位置和参数，实现精准的齿轮辅助加工。

附图说明

图1为齿轮加工辅助定位装置的正视图；

图2是齿轮加工辅助定位装置的侧视图；

图3是齿轮加工辅助定位装置的俯视图；

图4是齿轮加工辅助定位装置的立体图；

图5是齿轮预定位装置的立体图；

图6是齿轮预定位装置的内部结构俯视图；

图7是齿轮预定位装置的侧视图；

图8是齿轮定位测试系统的结构示意图；

图中的标号分别表示为：1、座板；2、定位台；3、顶尖；4、安装块；5、抱箍；6、齿轮；7、齿轮抓取夹具；8、齿轮加工辅助定位装置；9、台架；10、齿轮预定位装置；101、滑块；102、随动块；103、探测开关；104、顶块；105、基座；106、弹簧；107、转动滚柱；108、定位头；11、齿轮上料仓；12、齿轮卸料仓；13、机器人。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1-4所示，齿轮加工辅助定位装置，包括座板1，座板1上端设置有定位台2，定位台2配合有多个安装块4，安装块4上端设置有顶尖3，顶尖3伸出安装块4内侧端面，多个所述安装块4的顶尖3呈圆周设置。

本实施例使用时，齿轮6在机械手夹具装置作用下夹持到定位台2上端，机械手转动带动齿轮6转动，机械手同时带动齿轮6向定位台移动，齿轮6在转动过程中与顶尖3接触并通过齿轮6转动使顶尖3卡在齿槽内，从而将齿轮6圆周位置定位，停止转动并继续下移将齿轮6下端面与定位台2端面贴合，保证齿轮6水平。

本实施例可保证机械手夹具装置夹持的齿轮满足薄膜卡盘对齿轮垂直度和角度的要求，保证齿轮外齿与薄膜卡盘夹持顶尖找准位置，减少齿轮放入薄膜卡盘的时间和难度，并且在定位时对齿轮不会造成损失，定位快捷，提高了齿轮定位的精度、效率和安全性。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上做了如下优化：所述顶尖3与安装块4为螺纹配合连接。

本实施例顶尖3与安装块4为螺纹配合连接，从而可通过调节顶尖3伸出安装块4内侧的长度，可适应不同直径的齿轮定位，保证多规格齿轮的辅助定位需求，实用性强。

实施例3

本实施例在实施例1或实施例2的基础上做了进一步优化，具体是：所述定位台2为圆形平台，多个所述安装块4呈圆周均匀设置在定位台2外侧端面，多个所述安装块4的顶尖3均沿圆形平台径向均匀设置。

本实施例多个所述安装块4呈圆周均匀设置在定位台2外侧端面，从而可以均分顶尖3，使齿轮定位更加准确，并且多个所述安装块4的顶尖3均沿圆形平台径向均匀设置，从而可以保证顶尖能够完全与齿槽配合，保证顶尖尖部就能卡在齿槽槽底，以此保证齿轮在水平方向的位置和外齿在圆周的位置，定位精度更高更有效，且在齿轮的进出也极为方便，与顶尖摩擦较小，保护性更好。

实施例4

本实施例在实施例1-实施例3的基础上优化了以下结构：所述定位台2外侧端面设置有卡槽，所述安装块4卡在卡槽内。

本实施例安装块4卡在卡槽内，从而可以根据需要调整安装块4位置和安装块4数量，使其满足不同定位要求的需求。

实施例5

本实施例在上述任一实施例的基础上增加了以下结构：它还包括抱箍5，抱箍5设置在多个安装块4外侧将多个安装块4抱紧在定位台2外侧卡槽内。

本实施例的抱箍5可以抱紧安装块4，避免在齿轮定位时安装块4移位而影响定位的精准度，可以固定安装块4和顶尖3的设定位置。

实施例6

如图5-图7所示，齿轮加工辅助定位装置，包括座板1，座板1上端设置有定位台2，定位台2配合有三个安装块4，安装块4上端设置有顶尖3，顶尖3伸出安装块4内侧端面，三个所述安装块4的顶尖3呈圆周设置；所述顶尖3与安装块4为螺纹配合连接；所述定位台2为圆形平台，三个所述安装块4呈圆周均匀设置在定位台2外侧端面，三个所述安装块4的顶尖3均沿圆形平台径向均匀设置；所述定位台2外侧端面设置有卡槽，所述安装块4卡在卡槽内；它还包括抱箍5，抱箍5设置在三个安装块4外侧将三个安装块4抱紧在定位台2外侧卡槽内。

实施例7

如图8所示，齿轮定位测试台，包括台架9，台架9上端和侧面均设置有如实施例1- 实施例6任一项所述的齿轮加工辅助定位装置8。

本实施例通过齿轮加工辅助定位装置8对齿轮进行水平找正,并将齿轮圆周精确定位，可保证齿轮外齿与薄膜卡盘夹持顶尖找准位置，减少齿轮放入薄膜卡盘的时间和难度，并且在定位时对齿轮不会造成损失，定位快捷，提高了齿轮定位的精度、效率和安全性。本实施例台架9上端和侧面均设置齿轮加工辅助定位装置8，从而上端齿轮加工辅助定位装置 8可以用于立式磨床使用，侧面的齿轮加工辅助定位装置8可以用于卧式磨床使用，使其能够适用于不同类型的磨床使用，使用更加方便。

实施例8

本实施例在实施例7的基础上还增加了以下结构：所述台架9上端还设置有齿轮预定位装置10，齿轮预定位装置10包括与台架9连接的基座105，基座105内设置有可横向平移的滑块101，滑块101一端通过弹簧106连接有顶块104，顶块104固定在基座105内，所述滑块101两侧还设置有随动块102，所述基座105内还设置有两个用于探测随动块102 位移的探测开关103，所述随动块102可分别穿过两个探测开关103；所述滑块101另一端伸出基座105并可转动的连接有定位头108，定位头108上设置有转动滚柱107。

本实施例的齿轮预定位装置10用于齿轮的预定位，用于先将齿轮大致找准位置后再通过齿轮加工辅助定位装置8精确定位找准，使用时，齿轮在外部夹持夹具作用下转动并逐渐靠近转动滚柱107，齿轮靠近挤压转动滚柱107使得滑块101移动压缩弹簧106，齿轮在压缩转动滚柱107和自身转动时，转动滚柱107会卡入到齿轮齿槽内，此时齿轮停止移动和转动，即通过齿轮预定位装置8将齿轮进行初步定位，通过转动滚柱107与齿轮外齿的配合，使齿轮的外齿基本与薄膜卡盘的顶尖配合，完成初步定位。本实施例的随动块102 可随滑块101移动并穿过探测开关103，从而可以根据探测开关103探测随动块102压入的距离，以此了解转动滚柱107与齿轮齿槽的配合情况。本实施例的定位头108可以转动，从而可以调节转动滚柱107的倾斜程度，从而可以适用于不同角度或不同类型(如直齿、斜齿)的齿轮使用，并且转动滚柱107在使用时其自身转动，会减少齿轮与其的摩擦力，以此保护齿轮。

实施例9

本实施例在实施例7或实施例8的基础上增加了以下结构：所述台架9上端还设置有齿轮上料仓11和齿轮卸料仓12。

本实施例的齿轮上料仓11和齿轮卸料仓12可以用于齿轮抓取、定位、上料及卸料测试，方便调整相应各个结构和控制参数，保证在辅助过程中对齿轮定位的精准度。

实施例10

如图1-图8所示，齿轮定位测试系统，包括底座，底座上端设置有机器人13，机器人 13的机械手设置有齿轮抓取夹具7，所述底座上端还设置有实施例7-实施例9中任一实施例所述的齿轮定位测试台。

本实施例通过齿轮抓取夹具7抓取齿轮，齿轮定位测试台将齿轮定位找正，从而保证定位后齿轮能够直接卡入薄膜卡盘，提高齿轮加工的精准度和自动化程度，并减少加工误差，提高了效率，实现了齿轮自动化上料、卸料及精确定位的目的。

本实施例的齿轮抓取夹具7在现有技术中存在诸多结构和产品，此处不再阐述。

本实施例还可用于齿轮的定位调试和测试，可以直接在测试系统调试齿轮抓取、定位、上料及卸料等操作，便于找准各个步骤的精确位置和参数，实现精准的齿轮辅助加工。

如上所述即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。