一种双工位自动定心装置的制作方法

本发明属于机械加工装置技术领域，具体涉及一种双工位自动定心装置。

背景技术：

近年来，随着智能手机的发展日新月异，作为向用户输出信息的主要窗口，液晶显示屏的市场需求量保持快速增长，与之相适应的磨削自动化生产线得到广泛的应用。手机屏的磨削加工主要是通过真空将液晶屏坯料吸附固定在治具上，实现圆角、斜角和凹槽的加工，结合自动化生产工艺过程，液晶屏的中心位置的确定非常重要：一是保证治具的中心和液晶屏的中心位置重合，确保液晶屏在治具上的磨削加工余量均匀，避免出现四周加工余量差异过大；二是保证机床内上下料机械手抓取玻璃毛坯料的准确位置，完成输送模组与治具间物料交换，扩宽设备的安装精度。因此，需要设计一种双工位自动定心装置，解决液晶显示屏自动化生产线中的中心定位问题，以提高生产效率，保证加工质量。

在现有的技术中，通常是使用挡边停靠装置，借用固定挡边和气缸侧推进行单边定位，此种定位方式一方面对坯料的一致性要求较高，被夹持毛坯的各点位置误差由于单边累积，单边的累积误差会放大到中心位置，不能保证定位的准确；另一方面是使用气缸定位，产品的适用范围有限制，气缸的定位精度较低。此外，还有借助光电传感器或者使用图像识别的定位方式，这些装置在实际的应用过程中存在着一定的不足，如体积庞大，定位精度低，成本较高和寿命较短等。

中国专利cn201210316316.2中，提出一种六轮连杆偏心定位机构，是借助传动气缸通过传动挡片与滑台相连接，然后滑台通过六轮传动机构相连通，六个滑台同时运动，进而带动产品定位轮同时向中心方向定位。但是此种定位装置中滑槽的结构易磨损，累积误差较大，使用气缸不能拓宽装置的使用范围，这种中心定位装置不能在精度要求较高的液晶屏磨削自动化生产线上应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双工位自动定心装置，以解决液晶屏磨削自动化生产线上中心定位问题。

为达到上述目的，本发明所述一种双工位自动定心装置包括x向定位机构，x向定位机构上连接有y向定位机构，y向定位机构上部设置有支撑板，x向定位机构包括x向安装板，x向安装板上固定有第一正反旋丝杠，第一正反旋丝杠包括丝杠轴和设置在丝杠轴上的两个第一丝母座，两个第一丝母座上分别固定有第一滑动安装板和第二滑动安装板，第一滑动安装板上固定有两个第一定位轮，第二滑动安装板上固定有两个第一弹性挡块，其中一个第一弹性挡块位于两个第一定位轮之间；

y向定位机构包括y向安装板，y向安装板上固定有第二正反旋丝杠，第二正反旋丝杠包括丝杠轴和设置在丝杠轴上的两个第二丝母座，其中一个第二丝母座上固定有两个第二定位轮，另一个第二丝母座上固定有两个第二弹性挡块，第二定位轮和第二弹性挡块在周向上位于第一弹性挡块和第一定位轮之间，且呈度布置；

支撑板上开设有若干条形槽和开口，第一定位轮和第一弹性挡块从条形槽中伸出，第二定位轮和第二弹性挡块从支撑板的开口中伸出。

进一步的，第一正反旋丝杠和第二正反旋丝杠分别由第一伺服电机和第二伺服电机驱动。

进一步的，第一伺服电机和第二伺服电机的输出轴分别与第一带传动装置和第二带传动装置的主动轮连接，第一带传动装置和第二带传动装置的从动轮分别与第一正反旋丝杠和第二正反旋丝杠的丝杠轴连接。

进一步的，第一带传动装置和第二带传动装置均包括调节惰轮，调节惰轮的上端面位置低于同步带主动轮和同步带从动轮的上端面，且调节惰轮的下端和同步带相接。

进一步的，两个第一丝母座上端分别固定有第一垫高块和第二垫高块，第一垫高块和第二垫高块上端分别固定有第一滑动安装板和第二滑动安装板，第一正反旋丝杠两侧沿x轴方向安装有第一直线导轨副，第一垫高块和第二垫高块下端与第一直线导轨副滑动连接。

进一步的，x向安装板上固定有第一接触传感器，第二垫高块的外侧面固定有第一传感器挡块，第一接触传感器位于第一传感器挡块的运动轨迹上；y向安装板上固定有第二接触传感器，第二导向安装板上固定有第二传感器挡块，第二接触传感器位于第二传感器挡块的运动轨迹上。

进一步的，第一滑动安装板沿长度方向分布有若干第一螺纹孔，第二滑动安装板沿长度方向分布有第二螺纹孔，第一定位轮通过第一定位轮安装座安装在第一滑动安装板上，第一定位轮安装座通过螺栓和第一螺纹孔固定在第一滑动安装板上；第一弹性挡块通过第一弹性挡块安装座安装在第二滑动安装板上，第一弹性挡块安装座通过第二螺纹孔和螺栓固定在第二滑动安装板上。

进一步的，第一定位轮安装座上开设有第一调节腰孔，相邻的第一螺纹孔之间的距离小于第一调节腰孔的长度；第一弹性挡块安装座上开设有第二调节腰孔，相邻的第二螺纹孔之间的距离小于第一调节腰孔的长度。

进一步的，x向定位机构和y向定位机构通过支撑座插接。

进一步的，还包括外围钣金，外围钣金围绕在x向定位机构和y向定位机构侧面。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：靠伺服电机带动正反旋丝杠实现坯料的双向加紧中心定位，定位速度可以根据现场要求进行调节，重复定位精度高丝杠，响应时间快。结构紧凑，能够同时实现两片坯料的中心定位，另一方面，移除中间位置的定位轮和弹性挡块可以实现单片坯料的中心定位。

进一步的，第一伺服电机和第二伺服电机的输出轴分别与第一带传动装置和第二带传动装置的主动轮连接，第一带传动装置和第二带传动装置的从动轮分别与第一正反旋丝杠和第二正反旋丝杠的丝杠轴连接，通过带传动装置的连接，节约了整个装置的体积。

进一步的，弹性挡块和定位轮可以实现无级调节，结合丝杠的运动行程，能够拓宽装置的使用范围，保证装置满足不同的加工坯料。

进一步的，采用模块化的结构形式，x向定位机构和y向定位机构能够独立安装调试，调节惰轮保证了同步带始终处于张紧状态，装配过程简单。

进一步的，中接触传感器实现左右限位和零点位置的确定，整体材料和电气部件防水溅，能够在潮湿的环境中稳定工作，安全性高。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明中的x向定位机构示意图；

图3是本发明中的y向定位机构示意图；

图4是本发明专利x向和y向定位机构组装示意图；

图5是双工位自动定心装置的实现过程示意图；

附图中：1-x向定位机构，2-y向定位机构，3-支撑板，4-外围钣金，5-x向安装板，6-第一伺服电机，7-x向电机安装板，8-第一同步带主动轮，9-第一同步带，10-第一调节惰轮，11-第一同步带从动轮，12-丝杠支座，13-第一正反旋丝杠，14-第一定位轮安装座，15-第一定位轮，16-第一垫高块，17-第一直线导轨副，18-第一丝母座，19-第一滑动安装板，20-第二垫高块，21-第一弹性挡块，22-第一弹性挡块安装座，23-第二滑动安装板，24-螺钉，25-支撑座，26-第一接触传感器挡块，27-第一传感器安装座，28-第一接触传感器，29-y向安装板，30-第二伺服电机，31-y向电机安装板，32-第二同步带主动轮，33-第二同步带，34-第二调节惰轮，35-第二同步带从动轮，36-第一导向安装板，37-第二定位轮安装座，38-第二定位轮，39-支撑柱，40-第二直线导轨副，41-第二导向安装板，42-第二弹性挡块，43-第二弹性挡块安装座，44-第二正反旋丝杠，45-第二丝母座，46-第二丝杠支座，47-第二传感器挡块，48-第二传感器安装座，49-第二接触传感器、50-控制单元，51-伺服驱动器，52-坯料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种双工位自动定心装置包括x向定位机构1、y向定位机构2、支撑板3和外围附件，外围附件包括外围钣金4。其中：x向定位机构1和y向定位机构2通过支撑座25和螺栓可拆卸连接。

x向定位机构：如图2所示，包括x向安装板5、第一伺服电机6、x向电机安装板7、第一同步带主动轮8、第一同步带9、第一调节惰轮10、第一同步带从动轮11，丝杠支座12、第一正反旋丝杠13、第一定位轮安装座14、第一定位轮15、第一垫高块16、第一直线导轨副17、第一丝母座18、第一滑动安装板19、第二垫高块20、第一弹性挡块21、第一弹性挡块安装座22、第二滑动安装板23、螺钉24，支撑座25，第一传感器挡块26，第一传感器安装座27和第一接触传感器28。

x向安装板5为一块矩形板，x向定位机构的其他部件均安装于其上。第一伺服电机6通过x向电机安装板7安装在x向安装板5上，第一伺服电机6的动力输出轴安装有第一同步带主动轮8，第一同步带主动轮8和第一同步带从动轮11外绕有第一同步带9，第一同步带主动轮8和第一同步带从动轮11之间设置有第一调节惰轮10，第一调节惰轮10的上端面位置低于第一同步带主动轮8和第一同步带从动轮11的上端面，且第一调节惰轮10的下端和第一同步带相接。第一同步带从动轮11的转轴和第一正反旋丝杠13的轴端连接，

x向安装板5中部安装有第一直线导轨副17和丝杠支座12，第一直线导轨副17上滑动连接有第一垫高块16和第二垫高块20，第一正反旋丝杠13的轴端固定在丝杠支座12上，第一正反旋丝杠13与第一丝母座18滑动连接，第一丝母座18的上端和第一垫高块16、第二垫高块20下端通过螺钉固定连接。第一垫高块16上沿x向固定连接有两个第一滑动安装板19，第一滑动安装板19上分布有若干第一螺纹孔191，第一螺纹孔191之间的距离小于第一调节腰孔141的长度，便于第一定位轮安装座14实现无级调节，第一滑动安装板19左右两端通过螺纹孔181连接有第一定位轮安装座14，第一定位轮安装座14开设有第一调节腰孔141，第一定位轮安装座14上安装有第一定位轮15，第一定位轮15材料是peek，避免定位时损伤坯料。第二垫高块20上固定连接第二滑动安装板23，第二滑动安装板23沿长度方向上分布有两排第二螺纹孔231，第二滑动安装板23左右两端通过第二螺纹孔231固定有两个第一弹性挡块安装座22，便于实现第一弹性挡块安装座22的无级调节，无级调节需满足：螺纹孔181之间的距离小于第一调节腰孔之间的距离。第一弹性挡块安装座22上开设有两个第二调节腰孔221，第一弹性挡块安装座22左右两端分别固定有第一弹性挡块21，第一弹性挡块21材料是peek，和第一定位轮15配合实现坯料的定位，弹性挡块起缓冲作用，避免定位时损伤坯料。第一伺服电机6和第一同步带主动轮8相连接，通过第一同步带9传递到第一正反旋丝杠13上，第一正反旋丝杠13通过第一丝母座18带动第一垫高块16和第二垫高块20沿着第一直线导轨副17的直线导轨运动。进一步，垫高块上的第一滑动安装板19和第二滑动安装板23相对运动，带动滑动安装板上的定位轮和弹性挡块运动，实现两片坯料的x向定位(第一定位轮15和第一弹性挡块21分别与坯料的两边相接触时，实现两片坯料的x向定位。)。位于同一个第一滑动安装板19上的第一定位轮15和位于同一侧的两个第一弹性挡块21在同一条直线上。

接触传感器28固定在传感器安装座27上，传感器安装座27固定在x向安装板5上，第一传感器挡块26固定在第二垫高块20上，并随着第二垫高块20沿x向滑动。接触传感器28和第一传感器挡块26配合实现x向的定位时的左右限位和原点回零。

y向定位机构：如图3所示，包括y向安装板29、第二伺服电机30，y向电机安装板31、第二同步带主动轮32、第二同步带33、第二调节惰轮34、第一导向安装板36、第二导向安装板41、第二丝母座45、第二定位轮安装座37、第二定位轮38，支撑柱,39、第二正反旋丝杠44、第二丝杠支座46，第二传感器挡块47，第二传感器安装座48，第二接触传感器49、第二弹性挡块42、第二弹性挡块安装座43、第二直线导轨副40，

y向安装板29上开设有两个矩形开口，两个矩形开口保证第一垫高块16和第二垫高块20伸出，如图4所示。

y向安装板29上安装有y向电机安装板31，第二直线导轨副40，第二传感器安装座48，和支撑柱39；y向电机安装板31上有第二伺服电机30，第二同步带主动轮32，第二调节惰轮34和第二同步带33；第二正反旋丝杠44与第二丝母座45滑动连接，第二丝母座45的上端和第一导向安装板36下端通过螺钉固定连接。第一导向安装板36和第二导向安装板41分别有第二定位轮安装座37和第二弹性挡块安装座43，第一导向安装板36和第二导向安装板41上有螺纹孔实现调节。第二定位轮安装座37上安装有第二定位轮38，第二弹性挡块安装座43上安装有第二弹性挡块42。

第二伺服电机30的动力输出轴安装有第二同步带主动轮32，第二同步带主动轮32和第二同步带从动轮35外绕有第二同步带33，第二同步带主动轮32和第二同步带从动轮35之间设置有第二调节惰轮34，第二调节惰轮34的上端面位置高于第二同步带主动轮32和第二同步带从动轮35的上端面，且第二调节惰轮34的下端和第二同步带33相接触。第二同步带从动轮35的转轴和第二正反旋丝杠44的轴端连接。

第二直线导轨副40上滑动连接有两个相互平行的第一导向安装板36和第二导向安装板41，第一导向安装板36上固定有两个第二定位轮安装座37，第二定位轮安装座37上固定有第二定位轮38，第二导向安装板41上固定有两个第二弹性挡块安装座43，第二弹性挡块安装座43上固定有第二弹性挡块42，两个第二弹性挡块42与两个第二定位轮38相对设置。

第二伺服电机30通过第二同步带33带动第二正反旋丝杠44转动，第二正反旋丝杠44通过第二丝母座45与第二导向安装板41连接，第二导向安装板41和第一导向安装板分别带动第二弹性安装座43和第二定位轮安装座37相对运动，实现两片坯料的y向定位。

第二接触传感器49固定在传感器安装座48上，传感器安装座48固定在y向安装板29上，第二接触第二传感器挡块47固定在第二导向安装板41上，并沿y向滑动。第二接触传感器49和接触第二传感器挡块47配合实现y向的定位时的左右限位和原点回零。

图3所示的y向定位机构通过支撑座25固定在图2所示的x向定位机构上，定位柱39下端与y向安装板29固定连接，支撑板3固定在四个定位柱上，四周靠外围钣金4环绕安装固定，组成图1所示的双工位自动定心装置。

第一定位轮15和第一弹性挡块21沿x轴方向布置，第二定位轮38和第二弹性挡块42在x轴方向位于第一定位轮15和第一弹性挡块21之间，且均布置在y轴方向。

支撑板3为一块矩形板，支撑板3上开设有第一至第四矩形框以及两个条形槽，两个条形槽用于伸出四个第一定位轮15和四个第一弹性挡块21。第一至第四分别用于伸出y向定位机构的两个第二定位轮38和两个第二弹性挡块42。

本发明的工作过程如下所示：

如图5所示，结合控制单元50和伺服驱动器51，记录自动定心装置的回零位置，按照液晶屏毛坯料52的尺寸调节第一定位轮安装座14、第二定位轮安装座37，第一弹性挡块安装座22、第二弹性挡块安装座43的位置，保证四个第一定位轮15和四个第一弹性挡块21，两个第二定位轮38和两个第二弹性挡块42和坯料52的四边接触，此时位置记为夹紧位置；调节x向伺服电机和y向伺服电机，使四个第一定位轮15和四个第一弹性挡块21，两个第二定位轮38和两个第二弹性挡块42与坯料52的四边距离约为5-10mm，此时位置记为松开位置。启动控制单元50，自动定心装置先完成回零，进一步，自动定心装置在接受到上料信号后，x向定位机构1和y向定位机构2处于松开位置，液晶屏毛坯料放置上后，接收到放料信号后，x向定位机构1和y向定位机构2处于夹紧位置，对液晶屏毛坯料的位置进行纠正，完成自动定心。

自动定心装置适应范围广泛，切换不同尺寸的液晶屏毛坯料时，可以直接通过伺服电机进行调节，在控制单元50中修改夹紧位置和松开位置的数据即可，简单方便。此外，移除中间位置的两个第一定位轮15和两个第一弹性挡块21可以实现单片坯料的中心定位。

第一伺服电机通过同步带带动正反旋丝杠运动，使定位轮和弹性挡块相向运动，进而实现x向的中心定位；x向定位机构和y向定位机构组合在一起，支撑板放上坯料，实现两片坯料的中心定位加紧。

一种双工位自动定心装置实现方法，包括以下步骤：

(1)第一伺服电机通过同步带主动轮带动正反旋丝杠转动，在正反旋丝杠的转动下，通过丝母座带动垫高块沿着直线导轨运动，进一步，垫高块上的第一滑动安装板和第二滑动安装板相对运动，带动滑动安装板上的定位轮和弹性挡块运动，实现两片坯料的x向定位。

(2)第二伺服电机通过同步带主动轮带动正反旋丝杠转动，在正反旋丝杠的转动下，通过丝母座带动第二导向安装板，带动第二导向安装板上的定位轮和弹性挡块运动，实现两片坯料的y向定位。

(3)x向定位机构和y向定位机构的联动控制是通过插补实现，能够保证中心定位的准确性，进一步，定位轮和弹性挡块能够在滑动安装板上调节，拓宽了毛坯的尺寸，进一步，正反旋丝杠能够保证较高的重复定位精度，实现定心的准确性。

本发明方案合理，结构简单，容易实现，能充分合理地解决液晶屏磨削自动化生产线上中心定位问题。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。