一种原点定位机构以及工件定位加工系统的制作方法

1.本实用新型涉及机床加工领域，尤其涉及一种原点定位机构以及工件定位加工系统。


背景技术：

2.板材在机械行业大量使用，通过机床(如自动钻孔机、自动攻牙机、数控铣床、攻钻铣加工中心、加工中心等)加工板材时，需要事先将板材固定在机床的工作台上，但是由于操作的差异、加工位置、工件形状等原因，工件每次安装的位置均不同，故而每次加工前均需要使用工业相机来确定工件和机床刀具在机床坐标系中的位置，虽然这种方式能够在一定程度上提高机床的加工效率，但是工业相机的成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的第一个目的在于提供一种原点定位机构，其旨在解决现有的机床加工利用工业相机来确定工件和机床刀具在机床坐标系中的位置成本较高的技术问题。
4.为达到上述目的，本实用新型提供的方案是：
5.一种原点定位机构，用于对工件进行预定位，所述原点定位机构包括定位平台、支撑件以及抬升组件，所述定位平台的第一端设置有定位区域，所述定位区域的边缘设置有限位结构，所述限位结构包括位于不同方位的第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部均与所述工件的部分轮廓吻合，所述支撑件与所述定位平台的第一端铰接，所述抬升组件与所述定位平台的第二端连接，所述抬升组件用于抬升所述定位平台并使所述定位平台的第二端高于所述定位平台的第一端，所述定位平台的第二端高于所述定位平台的第一端时，被置于所述定位平台上的工件在自身重力作用下运动至与所述限位结构抵接，所述工件的工件坐标系原点与机床的机床坐标系原点预设位置重合。
6.优选地，所述第一限位部与所述第二限位部垂直。
7.优选地，所述支撑件与所述定位平台通过合页连接。
8.优选地，所述抬升组件包括底板以及铰接在所述底板上的气缸，所述气缸的活塞杆与所述定位平台铰接。
9.优选地，所述支撑件和所述抬升组件分别设置在所述定位平台的对角线位置，且所述支撑件设置在靠近所述定位区域的位置。
10.优选地，所述原点定位机构还包括底座，所述支撑件和所述抬升组件均设置在所述底座上。
11.本实用新型的第二个目的在于提供一种工件定位加工系统，包括第一搬运机构、原点定位机构、第二搬运机构和机床，所述原点定位机构采用如上所述的原点定位机构，所述第一搬运机构用于将工件搬运至所述定位平台，所述定位平台用于对所述工件坐标系原点进行预定位以使所述工件坐标系原点与机床坐标系原点预设位置重合，所述第二搬运机构用于将完成定位的工件搬运至所述机床，并使所述工件坐标系原点与所述机床坐标系原
点对准。
12.优选地，所述第一搬运机构和所述第二搬运机构均为吸盘式搬运机构。
13.优选地，所述工件定位加工系统还包括用于清洗工件的清洗机构，所述第一搬运机构从所述清洗机构搬运完成清洗后的工件至所述定位平台。
14.本实用新型提供的原点定位机构包括定位平台、支撑件以及抬升组件，其通过事先设计好机床坐标系原点预设位置，以及根据机床坐标系原点预设位置和工件轮廓设计定位区域和限位结构，使得定位平台被抬升组件抬高并处于定位平台的第二端高于定位平台的第一端的位置时，工件在自身重力作用下运动至与限位结构抵接，此时，工件坐标系原点与机床坐标系原点预设位置重合。也就是说，本实用新型的原点定位机构对工件进行了准确的定位，即工件在进行机床加工前具有一个准确的原始定位，由此，后续通过搬运工具将工件放置到机床时，将工件坐标系原点与机床坐标系原点对准即可，这样就不需要通过工业相机对工件和机床进行重新对零，从而能够提高机床加工效率。而且，本实用新型的原点定位机构结构简单，整体成本远低于工业相机的成本，因此，使用该原点定位机构对工件坐标系原点进行预定位能够降低设备成本。此外，原点定位机构完成工件定位后抬升组件将定位平台调整至水平位置有利于进行后续的搬运作业。
15.本实用新型提供的工件定位加工系统通过原点定位机构对工件进行准确的定位，能够提高机床加工效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1是本实用新型实施例提供的工件定位加工系统的示意图；
18.图2是本实用新型实施例提供的原点定位机构的俯视图，此时工件处于未定位状态；
19.图3是本实用新型实施例提供的原点定位机构的侧视图，此时工件处于定位状态；
20.图4是本实用新型实施例提供的原点定位机构的俯视图，此时工件处于已定位状态；
21.图5是本实用新型实施例提供的机床的俯视图。
22.附图标号说明：
23.10、原点定位机构；11、定位平台；111、定位区域；12、支撑件；13、抬升组件；131、底板；132、气缸；14、限位结构；141、第一限位部；142、第二限位部；15、合页；16、底座；20、第一搬运机构；30、第二搬运机构；40、机床；50、清洗机构；60、工件；70、工件坐标系原点；80、机床坐标系原点预设位置；90、机床坐标系原点。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)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。
26.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
27.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
28.如图1至图4所示，其为实用新型的一种实施例的原点定位机构10，用于对工件60进行预定位，以便于进行后续加工作业。
29.请参阅图1-图4，本实用新型实施例的原点定位机构10包括定位平台11、支撑件12以及抬升组件13，定位平台11的第一端设置有定位区域111，定位区域111的边缘设置有限位结构14，限位结构14包括位于不同方位的第一限位部141和第二限位部142，第一限位部141和第二限位部142均与工件60的部分轮廓吻合，支撑件12与定位平台11的第一端铰接，抬升组件13与定位平台11的第二端连接，抬升组件13用于抬升定位平台11并使定位平台11的第二端高于定位平台11的第一端，定位平台11的第二端高于定位平台11的第一端时，被置于定位平台11上的工件60在自身重力作用下运动至与限位结构14抵接，此时，工件60的工件坐标系原点70与机床40的机床坐标系原点预设位置80重合。
30.本实用新型实施例的原点定位机构10工作过程如下：
31.检测到定位平台11上放置有工件60，启动抬升组件13，通过抬升组件13驱动定位平台11的第二端升高，工件60在自身重力作用下运动至与限位结构14抵接，完成工件60的定位后再通过抬升组件13将定位平台11重新调整至水平位置，定位平台11下降过程中，工件60相对定位平台11的位置不发生改变。
32.本实用新型实施例的原点定位机构10包括定位平台11、支撑件12以及抬升组件13，其通过事先设计好机床坐标系原点预设位置80，以及根据机床坐标系原点预设位置80和工件60轮廓设计定位区域111和限位结构14，使得定位平台11被抬升组件13抬高并处于定位平台11的第二端高于定位平台11的第一端的位置时，工件60在自身重力作用下运动至与限位结构14抵接，此时，工件坐标系原点70与机床坐标系原点预设位置80重合。也就是说，本实用新型实施例的原点定位机构10对工件60进行了准确的定位，即工件60在进行机床40加工前具有一个准确的原始定位，由此，后续通过搬运工具将工件60放置到机床40时，将工件60坐标系原点与机床坐标系原点90对准即可，这样就不需要通过工业相机对工件60和机床40进行重新对零，从而能够提高机床40加工效率。而且，本实用新型实施例的原点定位机构10结构简单，整体成本远低于工业相机的成本，因此，使用该原点定位机构10对工件
坐标系原点70进行预定位能够降低设备成本。此外，原点定位机构10完成工件60定位后抬升组件13将定位平台11调整至水平位置有利于进行后续的搬运作业。
33.可以理解地，第一限位部141和第二限位部142可以相互抵接，也可以分隔设置。当第一限位部141和第二限位部142可以相互抵接时，第一限位部141和第二限位部142可以一体设置，也可以分体设置。
34.当工件60为方形时，工件60具有两个相互垂直的边(例如板材相互垂直的一个长边和一个短边)工件坐标系原点70为工件60的两个相互垂直的边的交点，所述第一限位部141与第二限位部142垂直，第一限位部141和第二限位部142分别与工件60的两个相互垂直的边所在侧面的轮廓吻合，如图2所示，第一限位部141所在直线与第二限位部142所在直线的交点为机床坐标系原点预设位置80。
35.优选地，支撑件12与定位平台11通过合页15连接，连接方式简单可靠。
36.优选地，抬升组件13包括底板131以及铰接在底板131上的气缸132，气缸132的活塞杆与定位平台11铰接，当定位平台11处于水平位置时，支撑件12的高度和抬升组件13的高度一致，抬升组件13作业时，气缸132的活塞杆伸出，驱动定位平台11的第二端向上运动以及转动预设角度，使定位区域111处于低位以使工件60在自身重力作用下运动至与限位结构14抵接。
37.可以理解地，抬升组件13也可以使用其他驱动件代替气缸132，液压驱动件或电力驱动件均可，只要能够驱动定位平台11上升并转动一定角度即可。
38.优选地，支撑件12和抬升组件13可以设置在定位平台11的对角线位置，支撑件12设置在靠近定位区域111的位置，该设置方式简单可靠，抬升组件13能够快速有效地驱动定位平台11的第二端向上运动以及转动预设角度。
39.可以理解地，支撑件12和抬升组件13也可以设置在定位平台11的中部，支撑件12设置在定位平台11的第一端的中部，抬升组件13设置在定位平台11的第二端的中部，这样设计，当定位平台11处于水平位置时，支撑件12和抬升组件13提供给定位平台11的支撑力更均匀，使得定位平台11能够平稳地支撑在空中。此时，需要合理设置定位平台11的转动自由度以及定位平台的具体结构，使得在抬升组件13的作用下，定位平台11能够朝向定位区域111倾斜，从而使得工件60能够在自身重力作用下运动至与限位结构14抵接。
40.可以理解地，支撑件12的数量可以根据实际需求设置，如果定位平台11的承重力较大，一个支撑件12无法平衡支撑时，可以设置两个或更多的支撑件12，定位平台11相对各支撑件12的转动自由度相应调整。
41.同理，抬升组件13数量可以根据实际需求设置，如果定位平台11的承重力较大，一个抬升组件13无法平衡支撑时，可以设置两个或更多的抬升组件13，定位平台11相对各抬升组件13的抬升高度和转动自由度相应调整。
42.优选地，为了便于移动和放置原点定位机构10，原点定位机构10还包括底座16，支撑件12和抬升组件13均设置在底座16上。
43.请参阅图1-图5，本实用新型实施例还提供一种工件定位加工系统，包括第一搬运机构20、原点定位机构10、第二搬运机构30和机床40，原点定位机构10的具体结构如上所述，第一搬运机构20用于将工件60搬运至原点定位机构10的定位平台11，定位平台11用于调整工件60的位置，使工件坐标系原点70与机床坐标系原点预设位置80重合，第二搬运机
构30用于将完成原点定位的工件60搬运至机床40，并使工件坐标系原点70与机床坐标系原点90对准。
44.本实用新型实施例的工件定位加工系统通过原点定位机构10对工件60进行了准确的定位，即工件60在进行机床40加工前具有一个准确的原始定位，由此，后续通过第二搬运机构30将工件60放置到机床40时，将工件60坐标系原点与机床坐标系原点90对准即可，这样就不需要通过工业相机对工件60和机床40进行重新对零，从而能够提高机床40加工效率。而且，原点定位机构10结构简单，整体成本远低于工业相机的成本，因此，使用原点定位机构10对工件坐标系原点70进行预定位能够降低设备成本。此外，原点定位机构10完成工件60定位后抬升组件13将定位平台11调整至水平位置有利于进行后续的搬运作业，比如，使用常规的搬运机构即可实现工件60的搬运，无需设计特殊的搬运机构进行搬运。
45.优选地，第一搬运机构20和第二搬运机构30均为吸盘式搬运机构，其通过吸力来固定工件60，在吸取工件60过程中，不会改变工件60的位置。
46.可以理解地，第一搬运机构20和第二搬运机构30可以为同一搬运机构，即通过同一搬运机构完成定位平台11的上料作业和机床40的上料作业。第一搬运机构20和第二搬运机构30也可以为两个独立的搬运机构，分别完成定位平台11的上料作业和机床40的上料作业。
47.工件定位加工系统还包括用于清洗工件60的清洗机构50，第一搬运机构20从清洗机构50搬运完成清洗后的工件60至定位平台11。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。