一种数控异形零件孔定位装置及其加工方法与流程

1.本发明涉及数控加工装置技术领域，具体为一种数控异形零件孔定位装置及其加工方法。


背景技术：

2.传统的工业生产中，对零件加工必须有一定的规格，或者指定相对应的模具，以方便对工件加工，例如打孔定位抛光等操作。当加工生产线需要连续应对不同形状上的工件进行孔抛光打磨等操作时，当下的操作方式需要人工干预，调整工件的摆放位置及角度，费时费力，影响加工效率。
3.现有技术中，公开号为cn102729069b的中国专利文献中提出了一种异形零件基准点定位机构的定位方法，该专利文献中指出，对异形工件进行定位时，需要利用机械手将工件嵌入放置在对应的载具中，然后利用驱动装置带动转轮转动，依靠摩擦力带动载具转动，从而利用识别机构与工件上的感应区域相对应进行定位，这一方式存在较多弊端，一方面对于异形工件两端位置上的孔由于嵌入在载具中，难以对孔操作，另一方面，仅仅依靠滑轮转动挤压带动载具转动，极易发生滑动，造成驱动载具转动困难，难以对孔进行精准定位，因此，我们提出了一种数控异形零件孔定位装置及其加工方法来满足异形零件上孔的定位加工需求。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种数控异形零件孔定位装置及其加工方法，具备智能定位等优点，解决了传统方式定位局限性大等系列问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控异形零件孔定位装置，包括安装架与异形工件，所述异形工件上开设有不规则形状的通孔，所述安装架上设有移动机构及与所述异形工件相适配的操作电机，所述移动机构能够带动所述操作电机实现位移，所述操作电机的输出轴的一端通过连接件连接有与所述通孔相对应的操作器具，所述操作器具可以是磨头、铣刀等部件，所述安装架上还设有操作台，所述操作台上设有与所述异形工件相适配的夹持组件，所述夹持组件能够智能夹持所述异形工件的两端并带动所述异形工件转动，所述操作台上还设有定位组件，所述定位组件包含能够对所述通孔扫描的万向扫描仪，所述安装架上安装有带动所述操作台回位的复位组件。
8.优选地，所述移动机构包含导向杆与滑动台，所述安装架上固定安装有多个所述导向杆，且所述安装架上还设有与多个所述导向杆相适配的第一驱动电机、第二驱动电机及第三驱动电机；
9.所述第一驱动电机的输出轴固定连接有第一螺杆，所述第一螺杆上螺纹套接有所述操作台，且所述操作台滑动套接在对应的所述导向杆上；
10.所述第二驱动电机的输出轴固定连接有第二螺杆，所述第二螺杆上螺纹套接有所述滑动台，且所述滑动台滑动套接在对应的所述导向杆上；
11.所述第三驱动电机安装在所述滑动台上，且所述第三驱动电机的输出轴固定连接有第三螺杆，所述第三螺杆上螺纹套接有间接带动所述操作电机升降的升降台，且所述升降台滑动套接在对应的所述导向杆上。
12.优选地，所述复位组件包含控制器与复位压力传感器，所述安装架上固定安装有所述控制器，所述安装架的一侧内壁上固定安装有与所述控制器电性连接的所述复位压力传感器，且所述操作台的一侧固定安装有安装板，同一相对位置上的所述安装板与所述复位压力传感器之间连接有同一个复位弹簧。
13.优选地，所述夹持组件包含夹持气缸与橡胶垫，所述操作台上连接有两个位置相对应的适配块，两个所述适配块上均套接有夹持气缸，且两个所述夹持气缸的输出端均固定连接有气缸伸缩杆，两个所述气缸伸缩杆的另一端分别间接连接有所述橡胶垫，且两个所述橡胶垫分别与所述异形工件的两端紧密贴合。
14.优选地，所述夹持组件还包括能够带动所述异形工件以其水平轴线进行旋转的旋转组件，所述旋转组件包含旋转电机，两个所述气缸伸缩杆相互靠近的一端均固定连接有所述旋转电机，且两个所述旋转电机的输出轴均固定连接有与所述控制器电性连接的夹持压力传感器，两个所述夹持压力传感器的另一端分别固定连接在对应的所述橡胶垫上。
15.优选地，所述定位组件还包括相适配的红外发射端与红外接收端，两个所述适配块之间连接有同一个电动滑轨，所述电动滑轨上滑动套接有电动滑块，所述电动滑块上固定连接有圆盘，所述圆盘上安装有所述红外发射端与所述万向扫描仪，且所述操作电机的底端设有固定套筒，所述固定套筒上固定安装有与所述红外发射端相适配的所述红外接收端；
16.所述红外发射端、红外接收端及所述万向扫描仪均与所述控制器电性连接，且所述控制器能够输入所述操作器具的规格信息，所述控制器上还连接有与其电性连接的警示灯。
17.一种数控异形零件孔加工方法，利用上述数控异形零件孔定位装置，具体方法是：
18.需要定位时，向控制器内输入操作器具的尺寸信息，通过控制器控制第一驱动电机运转，操作台向安装架的一端移动，复位弹簧发生弹性形变，通过复位压力传感器将其受到的压力信息传输至控制器内进行分析比对，当操作台移动至初始工位时，停止移动，利用外界机械手抓取异形工件并将其放置在两个夹持气缸的中部位置处；
19.通过控制器控制两个夹持气缸运转，气缸伸缩杆的一端相互靠近，两个橡胶垫夹紧异形工件后，通过夹持压力传感器将夹紧压力信息传输至控制器内分析比对，夹持力度合适后，停止夹持气缸运转，控制器控制第一驱动电机运转带动操作台及其上部件移动至滑动台的下方，停止移动，通过控制器控制两个旋转电机同步运转带动异形工件转动，同时控制电动滑块在电动滑轨上持续移动，并控制红外发射端发出红外信号，当红外接收端接受到红外信号时，停止电动滑块移动，完成初步定位，通过万向扫描仪扫描异形工件上的通孔信息并传输至控制器内进行实时分析，根据实时分析结果控制旋转电机转动，进行全息扫描成像，并控制移动机构调整异形工件位置，将通孔对准操作器具的相应位置，完成定位；
20.控制器获取异形工件上的通孔信息后，通过与控制器内记载的操作器具的参数进行比对，若操作器具能够对通孔进行操作，控制第二驱动电机与第三驱动电机运转，并开启操作电机，使得操作器具对通孔进行一系列操作，若操作器具的尺寸不符合通孔操作，通过警示灯发出警示信息并停止后续操作，通过连接件更换相对应的操作器具。
21.(三)有益效果
22.与现有技术相比，本发明提供了一种数控异形零件孔定位装置及其加工方法，具备以下有益效果：
23.1、该数控异形零件孔定位装置及其加工方法，通过控制器控制第一驱动电机运转，操作台向安装架的一端移动，复位弹簧发生弹性形变，通过复位压力传感器将其受到的压力信息传输至控制器内进行分析，当操作台移动至初始工位时，停止移动，利用外部机械手抓取异形工件并将其放置在两个夹持气缸的中部位置，控制夹持气缸运转，使得橡胶垫夹紧异形工件，并通过夹持压力传感器反馈夹紧力度，避免夹持气缸夹持不同工件时，对异形工件造成损坏。
24.2、该数控异形零件孔定位装置及其加工方法，夹持完成后，通过控制第一驱动电机反向运转，使得操作台带动异形工件移动至操作工位，并控制旋转电机快速转动，同时控制电动滑块在电动滑轨上慢速移动，通过红外发射端发射红外线，当红外接收端接收到红外信息时，停止移动电动滑块，完成初步定位，此时，保持旋转电机带动异形工件低速转动，并开启万向扫描仪对捕捉到的异形工件上的通孔进行全息扫描，获取通孔信息，并将实时的扫描图像传输至控制器内进行分析，同时控制第二驱动电机与第三驱动电机运转，带动操作电机与操作器具进行位置微调，以方便后续对通孔进行系列操作，从而与现有技术相比，能够对异形工件上的多处通孔进行精准定位，提高了定位装置的实用性。
25.3、该数控异形零件孔定位装置及其加工方法，通过万向扫描仪获取异形工件上通孔的尺寸、形状等信息，并由控制器对操作器具的尺寸等信息进行分析比对，经智能化判断操作电机上连接的操作器具是否满足当前通孔的操作需求，若操作器具符合操作要求，则控制第三驱动电机与操作电机进行运转，实现对通孔的加工，若操作器具不符合操作要求，则控制器控制警示灯发出警示信息并停止后续加工操作，经操作人员通过连接件更换操作器具后方可进行后续操作，从而实现了对异形工件上的多处通孔进行智能化加工判断，避免应对不同型号的通孔时，操作器具发生不匹配造成工件或装置损坏现象，进一步提高了装置的智能化与安全性。
附图说明
26.图1为本发明第一视角立体结构示意图；
27.图2为本发明第二视角立体结构示意图；
28.图3为本发明底部立体结构示意图；
29.图4为本发明操作台立体结构示意图；
30.图5为本发明夹持组件立体结构示意图；
31.图6为本发明部分移动机构立体结构示意图；
32.图7为本发明操作器具立体结构示意图。
33.图中：1、安装架；2、导向杆；3、第一驱动电机；4、操作台；5、第二驱动电机；6、滑动
台；7、第三驱动电机；8、操作电机；9、操作器具；10、连接件；11、控制器；12、复位压力传感器；13、复位弹簧；14、安装板；15、异形工件；16、适配块；17、夹持气缸；18、气缸伸缩杆；19、旋转电机；20、夹持压力传感器；21、橡胶垫；22、电动滑轨；23、电动滑块；24、红外发射端；25、红外接收端；26、万向扫描仪；27、警示灯。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本技术提出了一种数控异形零件孔定位装置及其加工方法
36.本技术的一种典型的实施方式中，如图1-7所示，一种数控异形零件孔定位装置，包括安装架1与异形工件15，异形工件15上开设有不规则形状的通孔，安装架1上设有移动机构及与异形工件15相适配的操作电机8，移动机构能够带动操作电机8实现位移，操作电机8的输出轴的一端通过连接件10连接有与通孔相对应的操作器具9，操作器具9可以是磨头、铣刀等部件，安装架1上还设有操作台4，操作台4上设有与异形工件15相适配的夹持组件，夹持组件能够智能夹持异形工件15的两端并带动异形工件15转动，操作台4上还设有定位组件，定位组件包含能够对通孔扫描的万向扫描仪26，安装架1上安装有带动操作台4回位的复位组件。
37.进一步的，在上述方案中，移动机构包含导向杆2与滑动台6，安装架1上固定安装有多个导向杆2，且安装架1上还设有与多个导向杆2相适配的第一驱动电机3、第二驱动电机5及第三驱动电机7；
38.第一驱动电机3的输出轴固定连接有第一螺杆，第一螺杆上螺纹套接有操作台4，且操作台4滑动套接在对应的导向杆2上；
39.第二驱动电机5的输出轴固定连接有第二螺杆，第二螺杆上螺纹套接有滑动台6，且滑动台6滑动套接在对应的导向杆2上；
40.第三驱动电机7安装在滑动台6上，且第三驱动电机7的输出轴固定连接有第三螺杆，第三螺杆上螺纹套接有间接带动操作电机8升降的升降台，且升降台滑动套接在对应的导向杆2上。
41.进一步的，在上述方案中，复位组件包含控制器11与复位压力传感器12，安装架1上固定安装有控制器11，安装架1的一侧内壁上固定安装有与控制器11电性连接的复位压力传感器12，且操作台4的一侧固定安装有安装板14，同一相对位置上的安装板14与复位压力传感器12之间连接有同一个复位弹簧13，通过设置复位压力传感器12，实现操作台4复位，配合外部机械手实现连续操作。
42.进一步的，在上述方案中，夹持组件包含夹持气缸17与橡胶垫21，操作台4上连接有两个位置相对应的适配块16，两个适配块16上均套接有夹持气缸17，且两个夹持气缸17的输出端均固定连接有气缸伸缩杆18，两个气缸伸缩杆18的另一端分别间接连接有橡胶垫21，且两个橡胶垫21分别与异形工件15的两端紧密贴合，通过设置橡胶垫21，避免对异形工
件15造成夹持损坏。
43.进一步的，在上述方案中，夹持组件还包括能够带动异形工件15以其水平轴线进行旋转的旋转组件，旋转组件包含旋转电机19，两个气缸伸缩杆18相互靠近的一端均固定连接有旋转电机19，且两个旋转电机19的输出轴均固定连接有与控制器11电性连接的夹持压力传感器20，两个夹持压力传感器20的另一端分别固定连接在对应的橡胶垫21上，通过设置旋转电机19，带动异形工件15转动，实现无死角通孔操作。
44.进一步的，在上述方案中，定位组件还包括相适配的红外发射端24与红外接收端25，两个适配块16之间连接有同一个电动滑轨22，电动滑轨22上滑动套接有电动滑块23，电动滑块23上固定连接有圆盘，圆盘上安装有红外发射端24与万向扫描仪26，且操作电机8的底端设有固定套筒，固定套筒上固定安装有与红外发射端24相适配的红外接收端25，通过设置红外线，快速实现初步定位；
45.红外发射端24、红外接收端25及万向扫描仪26均与控制器11电性连接，且控制器11能够输入操作器具9的规格信息，控制器11上还连接有与其电性连接的警示灯27，通过设置万向扫描仪26，对通孔进行全息扫描，获取通孔信息，选择合适的操作器具9。
46.一种数控异形零件孔加工方法，利用上述数控异形零件孔定位装置，具体方法是：
47.需要定位时，向控制器11内输入操作器具9的尺寸信息，通过控制器11控制第一驱动电机3运转，操作台4向安装架1的一端移动，复位弹簧13发生弹性形变，通过复位压力传感器12将其受到的压力信息传输至控制器11内进行分析比对，当操作台4移动至初始工位时，停止移动，利用外界机械手抓取异形工件15并将其放置在两个夹持气缸17的中部位置处；
48.通过控制器11控制两个夹持气缸17运转，气缸伸缩杆18的一端相互靠近，两个橡胶垫21夹紧异形工件15后，通过夹持压力传感器20将夹紧压力信息传输至控制器11内分析比对，夹持力度合适后，停止夹持气缸17运转，控制器11控制第一驱动电机3运转带动操作台4及其上部件移动至滑动台6的下方，停止移动，通过控制器11控制两个旋转电机19同步运转带动异形工件15转动，同时控制电动滑块23在电动滑轨22上持续移动，并控制红外发射端24发出红外信号，当红外接收端25接受到红外信号时，停止电动滑块23移动，完成初步定位，通过万向扫描仪26扫描异形工件15上的通孔信息并传输至控制器11内进行实时分析，根据实时分析结果控制旋转电机19转动，进行全息扫描成像，并控制移动机构调整异形工件15位置，将通孔对准操作器具9的相应位置，完成定位；
49.控制器11获取异形工件15上的通孔信息后，通过与控制器11内记载的操作器具9的参数进行比对，若操作器具9能够对通孔进行操作，控制第二驱动电机5与第三驱动电机7运转，并开启操作电机8，使得操作器具9对通孔进行一系列操作，若操作器具9的尺寸不符合通孔操作，通过警示灯27发出警示信息并停止后续操作，通过连接件10更换相对应的操作器具9。
50.工作原理：需要定位时，向控制器11内输入操作器具9的尺寸信息，通过控制器11控制第一驱动电机3运转，操作台4向安装架1的一端移动，复位弹簧13发生弹性形变，通过复位压力传感器12将其受到的压力信息传输至控制器11内进行分析，当操作台4移动至初始工位时，停止移动，利用外部机械手抓取异形工件15并将其放置在两个夹持气缸17的中部位置，控制夹持气缸17运转，使得橡胶垫21夹紧异形工件15，并通过夹持压力传感器20反
馈夹紧力度，避免夹持气缸17持续运转夹持不同尺寸的异形工件15，对异形工件15造成损坏；
51.夹持完成后，控制第一驱动电机3反向运转，使得操作台4带动异形工件15移动至操作工位，并控制旋转电机19快速转动，同时控制电动滑块23在电动滑轨22上慢速移动，通过红外发射端24发射红外线，当红外接收端25接收到红外信息时，停止移动电动滑块23，完成初步定位，此时，保持旋转电机19带动异形工件15低速转动，并开启万向扫描仪26对捕捉到的异形工件15上的通孔进行全息扫描，获取通孔信息，并将实时的扫描图像传输至控制器11内进行分析，同时控制第二驱动电机5与第三驱动电机7运转，带动操作电机8与操作器具9进行位置微调，以方便后续对通孔进行系列操作，从而与现有技术相比，能够对异形工件15上的多处通孔进行精准定位，提高了定位装置的实用性；
52.通过万向扫描仪26获取异形工件15上通孔的尺寸、形状等信息，并由控制器11对操作器具9的尺寸等信息进行分析比对，经智能化判断操作电机8上连接的操作器具9是否满足当前通孔的操作需求，若操作器具9符合操作要求，则控制第三驱动电机7与操作电机8进行运转，实现对通孔的加工，若操作器具9不符合操作要求，则控制器11控制警示灯27发出警示信息并停止后续加工操作，经操作人员通过连接件10更换操作器具9后方可进行后续操作，从而实现了对异形工件15上的多处通孔进行智能化加工判断，避免应对不同型号的通孔时，操作器具9发生不匹配造成工件或装置损坏现象，进一步提高了装置的智能化与安全性。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。