一种角向定位机构的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种角向定位机构。

背景技术：

在齿轮的生产加工过程中，对于一些特殊的零件，其上有些位置进行加工时需要与齿轮的齿部有一定的位置关系，如在齿轮上开口、打孔、铣槽等，这样就要求上料时要摆正齿轮的位置，即对齿轮进行角向定位，以满足加工处的位置尺寸。目前对齿轮进行角向定位一般通过人工进行，上料夹紧工件之前通过人工转动工件使工件定位，然后夹紧进行加工。但是，随着自动化工业的发展，现在生产线上采用机器人进行自动上下料，采用人工定位的方式已经严重制约了工件的生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种角向定位机构，解决的技术问题是如何使齿轮工件能够实现自动角向定位。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种角向定位机构，包括机座，其特征在于，所述机座的上端面上固定有底座，所述底座的下方固定有电机，所述底座上设置有定位座，所述电机与定位座连接并能够驱动定位座往复转动，所述定位座上绕着定位座的旋转轴设置有数个定位孔，每个定位孔内插设有定位销，所述定位销能够在定位孔内滑动，所述定位销与定位座之间设置有弹簧，所述弹簧作用在定位销上使定位销的上端伸出定位座的上端面。

将齿轮工件放置在定位座的上端面上，齿轮工件的端面抵靠在定位销上使定位销向下运动，并使弹簧压缩，然后电机工作，顺时针旋转半圈后再逆时针旋转半圈，往复进行。在电机驱动定位座往复旋转的过程中，由于惯性的作用，使齿轮工件和定位座发生相对转动，当齿轮工件转动到一定角度时，定位销的上端对着齿轮工件的两齿之间，定位销的上端不再抵靠在齿轮工件的端面上，在弹簧的作用下，定位销的上端插入到齿轮工件的两齿之间，这样齿轮工件与定位座的周向位置固定，之后电机驱动定位座旋转复位，齿轮工件的角向定位过程完成。电机停止工作后，机械手将齿轮夹起后放置到机床的加工位上用夹具夹紧，然后进行加工。采用本角向定位机构能够使齿轮工件自动实现角向定位，且定位精度比人工定位高，操作也十分方便，配合机械手进行上下料能够提高工件的加工效率。

在上述的角向定位机构中，所述底座外侧套装有套筒，所述套筒固定在机座的上端面上，所述套筒的上端凸出定位座的上端面。套筒具有保护作用，防止定位座在转动的过程中齿轮工件由于离心力而从定位座上甩出，避免安全事故的产生。

在上述的角向定位机构中，所述定位销的外侧面上设置有凸出的挡环，所述定位孔的孔壁面上设置有挡肩，所述挡环位于挡肩的上方，所述弹簧套装在定位销上，所述弹簧的两端分别抵靠在挡环和挡肩上。这样使弹簧受力均匀，使定位销能够准确顺利地插入到齿轮工件的两齿之间，有利于角向定位机构自动完成角向定位。

在上述的角向定位机构中，所述定位座的上端固定有挡板，所述定位销的上端从挡板的上端面穿出，所述挡环位于挡板的下方，所述挡环与挡板相抵靠。挡板对定位销具有定位作用，防止齿轮工件压在定位销上将定位销压偏；挡板对定位销还具有轴向固定作用，防止齿轮工件取下时将定位销带走，保证角向定位机构工作的稳定性。

在上述的角向定位机构中，所述定位销的上端具有向上凸出的呈球形的插入头。插入头呈球形，便于与多种尺寸齿轮的齿间间隙相配合，增加角向定位机构的使用范围。

在上述的角向定位机构中，所述底座的上端面上设置有贯穿的插孔，所述定位座的下端插设在插孔内并与电机的转轴连接，所述底座的上端面上绕着插孔镶嵌有能够滚动的数个滚球一，所述定位座的外侧面上设置有凸出的凸环，所述凸环放置在滚球一上。

定位座的凸环被滚球一托举，定位座转动时，凸环与滚球一之间形成滚动摩擦，从而减少定位座与底座之间的摩擦力，使定位座转动稳定，从而使角向定位机构工作稳定。

在上述的角向定位机构中，所述凸环的上端面上绕着定位座的旋转轴镶嵌有能够滚动的数个滚球二。

齿轮工件放置在定位座上后，齿轮工件的一部分端面抵靠在滚球二上，当齿轮工件与定位座相对转动时，滚球二与齿轮工件形成滚动摩擦，减少齿轮工件与定位座之间的摩擦力，从而使齿轮工件与定位销快速准确的定位，提高角向定位机构的工作效率。

在上述的角向定位机构中，角向定位机构还包括控制器和传感器一，所述电机与控制器电连接，所述传感器一与控制器电连接，所述定位销上固定有检测环，当定位销向下运动使检测环与传感器一相对时所述检测环能够被传感器一感应，当传感器一感应到检测环时所述传感器一能够向控制器发送开机信号，所述控制器能够接收开机信号并在接收到开机信号后控制电机启动。

控制器可以采用独立的PLC控制器，或者将电机和传感器一电连接到机床的控制面板上。当齿轮工件放置在定位座上并抵靠在定位销的上端时，定位销向下运动，检测环随定位销一起向下运动并与传感器一相对，这时传感器一感应到检测环，传感器一向控制器发出开机信号，控制器接收到开机信号后控制电机启动，电机启动带动定位座往复转动，使齿轮工件相对转动，从而使定位销的上端插入到齿轮工件的两齿之间，形成角向定位。设置控制器、传感器一和检测环后可以自动启动角向定位机构进行角向定位，进一步实现自动化。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

底座的下方固定电机，底座上安装与电机连接的定位座，定位座上设置定位孔，定位孔内插设可滑动的定位销，定位销与定位座之间设置弹簧，弹簧作用在定位销上使定位销的上端凸出定位座的上端面，在定位座上端面上放置齿轮工件，齿轮工件压在定位销上使定位销向下运动，弹簧压缩，电机驱动定位座往复转动，使齿轮工件相对转动，使定位销插入到齿轮工件的两齿之间，从而使角向定位机构能够实现齿轮工件的自动角向定位，且定位精确，操作方便。设置挡板，弹簧套装在定位销上，弹簧的两端抵靠在挡环和挡肩上，均能够使角向定位机构运行稳定。设置检测环和传感器一，使角向定位机构能够自动启动。

附图说明

图1是本角向定位机构的立体图；

图2是本角向定位机构的剖视图；

图3是图2中定位销处的放大图。

图中，1、齿轮工件；2、机座；3、控制器；4、底座；4a、插孔；4b、滚球一；5、电机；6、定位座；6a、凸环；6b、滚球二；6c、定位孔；6d、挡肩；6e、感应部；7、定位销；7a、插入头；7b、挡环；8、弹簧；9、挡板；10、套筒；11、检测环；12、传感器一；13、传感器二；14、传感器三。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-图3所示，一种角向定位机构，包括机座2，机座2的上端面上固定有底座4，机座2的侧面上固定有控制箱，控制箱内设置有控制器3。底座4的下方固定有电机5，电机5的外壳固定在机座2上，电机5的转轴朝上设置并伸出机座2的上端面。底座4上设置有定位座6，电机5的转轴与定位座6连接，且电机5能够驱动定位座6往复转动。底座4外侧套装有套筒10，套筒10固定在机座2的上端面上，套筒10的上端凸出定位座6的上端面。底座4的上端面上设置有贯穿的插孔4a，定位座6的下端插设在插孔4a内并与电机5的转轴连接，底座4的上端面上绕着插孔4a镶嵌有能够滚动的数个滚球一4b，定位座6的外侧面上设置有凸出的凸环6a，凸环6a放置在滚球一4b上。凸环6a的上端面上绕着定位座6的旋转轴镶嵌有能够滚动的数个滚球二6b。滚球一4b和滚球二6b的数量优选为六个或者八个或者十个。

定位座6的上端面上绕着定位座6的旋转轴设置有数个定位孔6c，每个定位孔6c内插设有定位销7，定位销7能够在定位孔6c内滑动，定位销7与定位座6之间设置有弹簧8，弹簧8作用在定位销7上使定位销7的上端伸出定位座6的上端面。定位孔6c的数量优选为两个或者三个或者四个。定位销7的上端具有向上凸出的呈球形的插入头7a。定位销7的外侧面上设置有凸出的呈环形的挡环7b，定位孔6c的孔壁面上设置有呈环形的挡肩6d，挡环7b位于挡肩6d的上方，弹簧8套装在定位销7上，弹簧8的两端分别抵靠在挡环7b和挡肩6d上。定位座6上固定有挡板9，定位座6的上端面上设置有凹槽，挡板9安装固定在凹槽内。每个定位销7的上端均穿设在挡板9上，且定位销7的上端从挡板9的上端面穿出，挡环7b位于挡板9的下方，挡环7b和挡板9相抵靠。或者定位销7上设置挡环7b，弹簧8的两端分别抵靠在挡环7b和凹槽的底面上。

电机5与控制器3电连接，定位销7的下端固定有呈环形的检测环11，检测环11与每一个定位销7固定。机座2的上端面上固定有支架一，支架一上固定有传感器一12，底座4下端的外侧面上设置有与插孔4a连通通孔，传感器一12设置在通孔处。当定位销7向下运动使检测环11与传感器一12相对时，检测环11能够被传感器一12感应。传感器一12与控制器3电连接，当传感器一12感应到检测环11时，传感器一12能够向控制器3发送开机信号，控制器3能够接收开机信号并在接收到开机信号后控制电机5启动。机座2的上端面上还固定有支架二，套筒10上设置有容纳槽，支架二位于容纳槽内。支架二上固定有传感器二13，传感器二13与控制器3电连接。凸环6a上设置有能够被传感器二13感应的感应部6e，当凸环6a转动到使感应部6e与传感器二13相对时，传感器二13能够感应到感应部6e并向控制器3发送到位信号，控制器3能够接收到位信号。关机时，传感器二13和传感器一12配合使用，当传感器一12不能感应到检测环11时，传感器一12不再向控制器3发送开机信号，控制器3接收不到开机信号后检查是否接收到到位信号，当控制器3接收到到位信号后控制电机5停机，即控制器3没有接收到开机信号却接收到到位信号时停机，电机5停机后定位座6停在指定的角度上。机座2的上端面上位于套筒10的外侧还固定有两个相对设置的支架三，支架三的上端凸出套筒10的上端面，两个支架三的上端设置有传感器三14，传感器三14与控制器3电连接，用于感应齿轮工件1是否放正。传感器一12、传感器二13和传感器三14可以为光敏传感器，传感器一12和传感器二13还可以为霍尔传感器。

角向定位机构工作时，机械手将齿轮工件1放置在定位座6的上端面上，齿轮工件1放正后，齿轮工件1的端面抵靠在定位销7上使定位销7向下运动，弹簧8压缩，传感器一12感应到检测环11，控制器3接收到开机信号后控制电机5工作，电机5顺时针旋转半圈后再逆时针旋转半圈，往复进行。在电机5驱动定位座6往复旋转的过程中，由于惯性的作用，使齿轮工件1和定位座6发生相对转动，当齿轮工件1转动到一定角度时，定位销7的上端对着齿轮工件1的两齿之间，定位销7的上端不再抵靠在齿轮工件1的端面上，在弹簧8的作用下，定位销7的上端插入到齿轮工件1的两齿之间，这样齿轮工件1与定位座6的周向位置固定，且感应环上升不能被传感器一12感应到，之后电机5驱动定位座6旋转至传感器二13感应到凸环6a上的感应部6e，电机5停止工作，定位座6复位完成，齿轮工件1的角向定位过程完成。电机5停止工作后，机械手将齿轮夹起后放置到机床的加工位上用夹具夹紧，然后进行加工。采用本角向定位机构能够使齿轮工件1自动实现角向定位，且定位精度比人工定位高，操作也十分方便。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。