一种基于纵横定位误差补偿的高精度治具定位机构及方法与流程

本发明涉及治具定位，尤其是基于纵横定位误差补偿的高精度治具定位机构及方法。

背景技术：

工件组装的过程中，工件通过治具在不同工序间进行加工，例如进行取料、组装等操作。治具在传送过程中容易造成偏移，到达装配工位后如果不进行调整而直接进行取料等操作，那么工件装配时也会产生偏移，影响成品率，尤其是对精度要求高的产品更需保证其精度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种治具到达装配工位后能基于纵横定位调整其水平位置、保证装配精度以补偿误差的高精度治具定位机构及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于纵横定位误差补偿的高精度治具定位机构，其特征在于：包括带有工件的治具、用于输送及装配治具的治具轨道、上顶定位机构以及用于吸取治具上工件的取料机构；

所述治具的两对相对边缘各设有一从底部向上延伸的定位卡槽一，治具轨道开有面积和位置至少与定位卡槽一适配的顶升孔，治具置于该顶升孔周围的边缘上，其各定位卡槽一正对所述顶升孔；

所述上顶定位机构设于所述顶升孔下，包括四个与所述定位卡槽一一一对应且尺寸适配的顶升插块以及驱动所述顶升插块纵向移动的驱动装置一，所述驱动装置一驱动顶升插块穿过顶升孔插入各自对应的定位卡槽一中，所述治具随定位卡槽一与顶升插块的配合调整位置至对准取料机构。

作为优选方式，所述四个顶升插块均固定在一顶升板上，所述顶升板与驱动装置一的驱动端连接，所述顶升板中设有至少一套弹性缓冲组件，该弹性缓冲组件由弹簧以及顶柱构成，所述顶升板开有可容纳所述顶柱的空间，所述顶柱通过弹簧安装在该空间且其顶端高于顶升插块；当驱动装置一驱动顶升板上升时，所述顶柱在弹簧的支撑下略微顶起治具底部，同时顶升插块插入各自对应的定位卡槽一中。

作为优选方式，所述顶升插块顶部边缘为斜面或弧面，该斜面或弧面用于将顶升插块导入定位卡槽一中。

作为优选方式，所述治具的两对相对边缘各设有一从顶部向下延伸的定位卡槽二，所述取料机构包括一用于吸取所述治具上工件的吸盘以及驱动吸盘纵向移动的驱动装置二，所述吸盘底部边缘竖直向下地设有四个与所述定位卡槽二一一对应且尺寸适配的下压插块；当顶升插块插入各自对应的定位卡槽一中后，驱动装置二驱动吸盘向下移动并使下压插块插入所述定位卡槽二中，同时吸盘吸取工件。

作为优选方式，所述吸盘底部设有竖直向下延伸的辅助定位杆，所述治具设有当其对准吸盘时与所述辅助定位杆对应的辅助定位孔。

作为优选方式，所述辅助定位杆端部为圆锥体。

作为优选方式，所述顶升孔附近的治具轨道两侧边缘设有略高于治具的纵向挡边，所述挡边顶部设有水平向内侧延伸的水平挡边。

作为优选方式，所述下压插块底部边缘为斜面或弧面，该斜面或弧面用于将下压插块导入定位卡槽二中。

本发明还提供了一种基于纵横定位误差补偿的高精度治具定位方法，其特征在于包括以下步骤：

a、治具到达治具轨道的顶升孔上，治具各定位卡槽一大致对准上顶定位机构的各顶升插块；

b、上顶定位机构的驱动装置驱动顶升插块上升并插入各定位卡槽一中，治具随定位卡槽一与顶升插块的配合调整位置至对准取料机构。

作为优选方式，在步骤b中，驱动装置驱动顶升插块上升时，还同时驱动弹性缓冲组件上升，弹性缓冲组件的顶柱在弹簧的支撑下略微顶起治具底部，同时顶升插块插入各自对应的定位卡槽一中。

本发明基于纵横定位误差补偿的高精度治具定位机构通过治具的两对相对边缘设置定位卡槽一以及治具对准取料机构时与所述定位卡槽一一一对应的顶升插块的插接配合，从而在纵向和横向调整治具位置，保证治具对准取料机构，起到补偿误差和提高精度的作用。

进一步地，为减小定位时的噪音，本发明还提供了弹性缓冲组件，该弹性缓冲组件由顶柱和弹簧构成并安装在驱动板中，当驱动装置一驱动顶升板上升时，所述顶柱在弹簧的支撑下略微顶起治具底部，同时顶升插块插入各自对应的定位卡槽一中，由于弹簧的支撑作用，当顶升插块插入定位卡槽一中时，两者之间的相互作用力得到一定减少，插接时碰撞的声音也从而减小。

进一步地，本发明还在吸盘底部设置下压插块，在治具通过上顶定位机构调整、对准的基础上，下压插块与定位卡槽二的配合同样通过纵向和横向的定位，进一步保证吸盘在下压、吸取工件时同样保证治具的位置精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步地详细说明：

图1为本发明高精度治具定位机构立体图。

图2为顶升机构的立体图。

图3为治具的立体图。

图4为顶升机构、治具轨道及治具的组合立体图。

图5为治具轨道的仰视图。

图6为取料机构的立体图。

图7为本发明高精度治具定位机构初始状态的侧视图。

图8为顶升机构顶升时的侧视图。

图9为取料机构下压时的侧视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。为清楚显示上顶定位机构1、取料机构3与治具2的配合，图7～图9隐藏了治具轨道4。

如图1所示为本发明高精度治具定位机构的立体图，包括带有工件24的治具2、用于输送及装配治具2的治具轨道4、上顶定位机构1以及用于吸取治具2上工件24的取料机构3。

如图3所示，所述治具2的两对相对边缘各设有一从底部向上延伸的定位卡槽一21以及从顶部向下延伸的定位卡槽二22。如图5所示，治具轨道4开有面积和位置至少与定位卡槽一21适配的顶升孔41，治具2置于该顶升孔41周围的边缘上，其各定位卡槽一21正对所述顶升孔41，以便顶升插块120(详见下一段)通过顶升孔41插入定位卡槽一21，所述顶升孔41附近的治具轨道4两侧边缘设有略高于治具2的纵向挡边42。

如图2所示，所述上顶定位机构1设于所述顶升孔41下，包括四个与所述定位卡槽一21一一对应且尺寸适配的顶升插块120以及驱动所述顶升插块120纵向移动的驱动装置一11，所述四个顶升插块120均固定在一顶升板12上，所述顶升板12与驱动装置一11的驱动端连接。顶升插块120与定位卡槽一21均为长方体或立方体。

如图4和图7所示，当治具2到达顶升孔41上时，治具2没有对准取料机构3，需要进一步进行调整位置，如图8所示，驱动装置一11驱动顶升插块120穿过顶升孔41插入各自对应的定位卡槽一21中(定位卡槽一21与顶升插块120配合后应保证治具2对准取料机构3)，从而使治具2随定位卡槽一21与顶升插块120的配合调整位置至对准取料机构3。所述顶升插块120顶部边缘为斜面或弧面，该斜面或弧面用于将顶升插块120导入定位卡槽一21中。

通过治具2的两对相对边缘设置定位卡槽一21以及治具2对准取料机构3时与所述定位卡槽一21一一对应的顶升插块120的插接配合，从而在纵向和横向调整治具2位置，保证治具2对准取料机构3，起到补偿误差和提高精度的作用。

当顶升插块120插入定位卡槽一21时由于没有缓冲会产生较大噪音，治具定位机构还提供了弹性缓冲组件，如图2所示，所述顶升板12中设有至少一套弹性缓冲组件，该弹性缓冲组件由弹簧(图中未示出)以及顶柱131构成，所述顶升板12开有可容纳所述顶柱131的空间，所述顶柱131通过弹簧安装(弹簧可套接在顶柱131并支撑在该空间底部上，或直接支撑在该空间底部和顶柱131底部之间)在该空间且其顶端高于顶升插块120，保证顶住比顶升插块120更早接触治具2从而起缓冲作用。如图8所示，当驱动装置一11驱动顶升板12上升时，所述顶柱131在弹簧的支撑下略微顶起治具2底部，同时顶升插块120插入各自对应的定位卡槽一21中，由于弹簧的支撑作用，当顶升插块120插入定位卡槽一21中时，两者之间的相互作用力得到一定减少，插接时碰撞的声音也从而减小。所述挡边顶部设有水平向内侧延伸的水平挡边，以限制治具2的纵向位置。

如图6所示，所述取料机构3包括一用于吸取所述治具2上工件24的吸盘31以及驱动吸盘31纵向移动的驱动装置二32，所述吸盘31底部边缘竖直向下地设有四个与所述定位卡槽二22一一对应且尺寸适配的下压插块310。当顶升插块120插入各自对应的定位卡槽一21中后，如图9所示，驱动装置二32驱动吸盘31向下移动并使下压插块310插入所述定位卡槽二22中，同时吸盘31吸取工件24。所述下压插块310底部边缘同样为斜面或弧面，该斜面或弧面用于将下压插块310导入定位卡槽二22中。在治具2通过上顶定位机构1调整、对准的基础上，下压插块310与定位卡槽二22的配合同样通过纵向和横向的定位，进一步保证吸盘31在下压、吸取工件24时同样保证治具2的位置精度。

进一步地，如图3和图6所示，所述吸盘31底部设有竖直向下延伸的辅助定位杆311，所述治具2设有当其对准吸盘31时与所述辅助定位杆311对应的辅助定位孔23，所述辅助定位杆311端部为圆锥体以引导辅助定位杆311插入辅助定位孔23，当吸盘31下压时，辅助定位杆311插入辅助定位孔23进一步提高治具2精度。

本实施例还提供了一种基于纵横定位误差补偿的高精度治具2定位方法，包括以下步骤：

a、如图7所示，治具2到达治具轨道4的顶升孔41上，治具2各定位卡槽一21大致对准上顶定位机构1的各顶升插块120；

b、如图8所示，上顶定位机构1的驱动装置驱动顶升插块120和弹性缓冲组件上升，弹性缓冲组件的顶柱131在弹簧的支撑下略微顶起治具2底部，顶升插块120同时插入各定位卡槽一21中，治具2随定位卡槽一21与顶升插块120的配合调整位置至对准取料机构3；

c、如图9所示，取料机构3的吸盘31下压，吸盘31底部的下压插块310和辅助定位杆311分别插入治具2的定位卡槽二22和辅助定位孔23，同时吸取治具2上的工件24。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。