一种工件定位系统及定位方法
【专利摘要】本发明涉及一种工件定位系统及定位方法，包括基座及多根用于夹持、定位工件的夹杆，其特征在于：在所述基座上设置有用于定位每根所述夹杆的X轴和Y轴坐标的定位结构，所述夹杆与所述定位结构之间活动连接，供料台的所述基座上的坐标点、和/或收料台的所述基座上的坐标点、和/或工作台的所述基座上的坐标点、和/或设备的电脑制版控制系统中的坐标点是对应的关系。本发明结构简单，操作方便，完全可以实现设备自动定位，而且夹杆的坐标定位精确，可以使设备准确操作，进而保证工件的加工质量。
【专利说明】一种工件定位系统及定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在画线机、激光打标机等机床设备中所使用的工作台的工件定位系统，和与这些设备配套的自动上料装置中所使用的供料台、收料台的工件定位系统及定位方法，属于机床制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在激光打标机、激光切割机、画线机等机床设备的加工作业中，需要将待加工的工件准确地放在工作台的某个区域内，传统的做法是:先利用扫描仪将工件的图像输入电脑，在电脑中制好版，再将一纸板固定于工作台，然后用激光或刀具在纸板上切出工件的轮廓，用纸板作为定位模板进行人工上料、收料操作加工。这对单一工件的大量加工比较实用，但对于频繁更换工件样式，模板重复利用又难以对位，就存在着操作繁琐、材料浪费的问题。
[0003]至于采用自动上料收料装置的机床设备如画线机等的加工作业中，往往需要将同一规格的工件由夹杆固定、准确地码放要在供料台的某一特定位置上，由移送装置将工件送到工作台的特定位置上，再由机床设备完成工件加工，然后由移送装置将工件送至收料台的特定位置上，为了收料整齐，收料台的特定位置上也需要设置夹杆。在这个过程中，如何确定工件在供料台上的精确码放位置和工件在收料台上的精确落放位置，直接影响到设备的实用性和操作的简便性。现行做法也是先在固定于工作台上的纸板上制模板，利用模板确定工件在工作台上位置，将工件放进模板，再利用移送装置将工件逆向移送至供料台或收料台，然后调整活动夹杆锁定工件在供料台或收料台上的位置，最后将工件码放在供料台的夹杆内开始工作。这种方法不但存在着操作繁琐、纸板浪费的问题，而且必须在机床设备上进行，这样在更换不同规格的工件加工时，需比较长停机时间。
[0004]不管是在人工上下料还是自动上下料的多种机床设备的加工作业中，都需要将工件准确地放在工作台和/或供料台、收料台的特定位置上，这就需要一种结构简单，操作方便，又能保证定位精确度的工作台和/或供料台、收料台的工件定位系统。
【发明内容】
[0005]本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种结构简单，操作方便，定位精确的工件定位系统。
[0006]本发明的另一个主要目的在于，提供一种上操作方便，定位精确的定位方法。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0008]一种工件定位系统，包括基座及多根用于夹持、定位工件的夹杆，在所述基座上设置有用于定位每根所述夹杆的X轴和Y轴坐标的定位结构，所述夹杆与所述定位结构之间活动连接和/或固定连接，供料台的所述基座上的坐标点、和/或收料台的所述基座上的坐标点、和/或工作台的所述基座上的坐标点、和/或设备的电脑制版控制系统中的坐标点是对应的关系。
[0009]进一步，所述定位结构为设置在所述基座上的按坐标系纵横交错排列和/或呈发散状排列的多条滑道或滑槽，所述夹杆底部为一滑块，所述滑块与所述滑道或滑槽之间可滑动连接，且所述滑块在所述滑道或滑槽的任意位置上锁定。
[0010]进一步，在所述基座和/或所述滑道或滑槽上标有坐标刻度且与所述电脑制版控制系统的坐标刻度有对应关系。
[0011]进一步，所述夹杆底部的滑块与所述滑道或滑槽之间设置有传动机构，所述滑块由所述传动机构带动沿所述滑道或滑槽滑动，所述传动机构与所述电脑制版控制系统连接，所述电脑制版控制系统根据其标定的工件图形的坐标位置控制相应的传动机构带动所述夹杆位移到相对应的坐标位置上，形成所述工件的定位范围。
[0012]进一步，所述定位结构为开在所述基座上的若干个按坐标系规则排列的插孔，在所述基座上标有坐标刻度，每个所述插孔的坐标位置与所述电脑制版控制系统中的坐标位置有对应关系。
[0013]进一步，所述夹杆与所述插孔之间通过连接块连接，所述连接块与所述插孔之间或用紧固件固定连接或卡接固定，所述夹杆呈L形，所述L形夹杆的底边与所述连接块之间可滑动连接，所述连接块将所述夹杆的底边锁定在任意位置，所述L形夹杆的底边上标有刻度；或所述夹杆呈直线形，其底部插入所述插孔中，所述夹杆与所述插孔之间或用紧固件固定连接或卡接固定。
[0014]进一步，在所述夹杆的底边与所述连接块之间设置有传动机构，所述传动机构带动所述夹杆沿所述连接块滑动，所述传动机构与所述电脑制版控制系统连接，所述电脑制版控制系统根据其标定的工件图形的坐标位置控制相应的所述传动机构带动所述夹杆位移到相对应的坐标位置上，形成所述工件的定位范围。
[0015]进一步，位于工作台上的夹杆和/或位于供料台上的夹杆和/或位于收料台上的夹杆联动移动。
[0016]进一步，所述夹杆与所述基座之间还设置有用于感应所述夹杆相对于所述基座的坐标基点位移距离的位移感应系统，所述位移感应系统与所述电脑制版控制系统连接。
[0017]进一步，在所述电脑制版控制系统中，具有能自动反映出所述夹杆的坐标点且使所述工件的图形能自动套定在上述坐标点所确定的范围内的坐标定位单元。
[0018]本发明的另一个技术方案是:
[0019]一种上述工件定位系统的定位方法，包括如下步骤:
[0020]步骤一，根据工件图形在电脑制版控制系统中的位置，选择多个可以定义工件坐标位置的关键坐标点，这些坐标点的坐标值直接显示在电脑排版版面上，所选择的坐标点可以精确圈定工件的空间定位范围；
[0021]步骤二，根据优选的关键坐标点，调整相应夹杆在基座上的坐标位置，形成工件的定位范围；
[0022]步骤三，将工件放入在上述夹杆确定的空间定位范围内，开始工作。
[0023]进一步，步骤一中所述的选择关键坐标点由电脑排版控制系统自动优选完成。
[0024]进一步，在上述步骤二中，由电脑排版控制系统直接控制相应的传动机构，由传动机构带动夹杆自动位移到相对应的坐标位置上。
[0025]本发明的再一个技术方案是:
[0026]一种上述工件定位系统的定位方法，包括如下步骤:[0027]步骤一，将工件整齐码放在供料台上或工作台上，选择多个可以锁定工件坐标位置的关键坐标点，调整供料台上的相应的夹杆至所选定的关键坐点位置，并将工件固定；
[0028]步骤二，根据夹杆在供料台上或工作台上的坐标点，调整夹杆在收料台上的坐标位置，并在电脑排版控制系统中标定与夹杆相对应的坐标点，调整工件图像，并将其套放进标定的坐标点所确定的范围内，开始工作。
[0029]进一步，在上述步骤二中，由电脑排版控制系统通过位移感应系统，自动标定出与夹杆相对应的坐标点，自动调整套定工件图像。
[0030]综上内容，本发明所提供的一种工件定位系统及定位方法，结构简单，操作方便，完全可以实现设备自动定位，而且夹杆的坐标定位精确，可以使设备准确操作，进而保证工件的加工质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1本发明实施例一设备加工工序结构示意图；
[0032]图2本发明实施例一基座结构不意图；
[0033]图3本发明实施例一夹杆结构示意图；
[0034]图4本发明实施例三基座结构示意图；
[0035]图5本发明实施例四基座结构不意图；
[0036]图6本发明实施例TK基座结构不意图；
[0037]图7本发明实施例`六夹杆结构示意图，
[0038]图8本发明实施例八基座结构不意图。
[0039]如图1至图8所示，工作台1，供料台2，收料台3，电脑制版控制系统4，导轨5，画图机构6，送料机构7，工件8，工件图形9，基座10，滑槽11，坐标刻度12，夹杆13，滑块14，顶紧螺钉15，插孔16，连接块17，滑道18，圆柱19，螺纹20。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0041]实施例一:
[0042]本实施例以画线机为例进行详细说明。
[0043]如图1所示，在画线机工作台1、供料台2、收料台3的两侧设置有导轨5，导轨5上设有画图机构6和送料机构7，工作台I设置有真空吸附及固定工件8的装置(图中未示)，画图机构6和送料机构7的工作由电脑制版控制系统4来控制。画图机构6包括在导轨5上沿导轨方向即X轴方向运动的横梁，在横梁上设有沿横梁方向即Y轴方向运动的抓笔器(图中未示出)，抓笔器能将画笔放下收起，所述画图机构6能在工件8上画任意图形。送料机构7包括在导轨5上沿导轨方向运动的梁架，梁架通过垂直升降机连接吸盘组件(图中未示)，也就是说吸盘组件能将吸附的工件8垂直拉起或放下，并在水平移动机构的驱动下按固定距离运动，将工件8从供料台2的特定位置送至工作台I的特定位置，或从工作台I的特定位置送至收料台3的特定位置。由于送料机构7的是固定距离运动，所以工件8在供料台2上码放位置、在工作台I上的加工位置、和收料台3上的落放位置是相对应的，而工件8工作台I上的加工位置与在电脑制版控制系统4中的工件图形9的位置也是对应的。也就是说在画线机的工作过程中，工件图形9在电脑制版控制系统4中的位置，决定着工件8在工作台I上的加工位置，工件8在工作台I上的加要位置也决定着工件8在供料台2上码放位置和收料台3上的落放位置。工件8在工作台I上的加工位置、在供料台2上码放位置及在收料台3上的落放位置则需要工件定位系统进行定位。
[0044]本实施例所述的工件定位系统包括基座10及多根用于夹持、定位工件8的夹杆13，每个工件8由多根夹杆13夹持，利用多根夹杆13从不同方向和角度限定工件8的空间定位范围，夹杆13的数量根据不同的工件8的形状而有所不同，一般夹杆13的根数越多，工件8的定位越稳定越精确，在保证工件8定位精确度的前提下，为了降低操作难度，每个工件8可以只选择三到六个重要控制点，在该三到六个重要控制点处设置相应的夹杆13。
[0045]基座10固定在工作台1、供料台2和收料台3中的台架(图中未示出)上，在基座10上设置有定位结构，用于精确定位每根夹杆13的X轴和Y轴坐标点。基座10上的坐标点、设备工作台I上的坐标点、设备的电脑制版控制系统4中的坐标点是对应的关系，这样在确定了工件8在电脑制版控制系统4中的坐标点，即可确定工件8在工作台2上的坐标位置，及工件8在基座13上的坐标位置。通过工件图形9在电脑制版控制系统4中的不同方向的多个关键坐标点，很容易确定工件8在工作台I上、供料台2上和收料台3上的关键坐标点，并通过多个夹杆13在供料台2上和收料台3上，从不同方向锁定这些关键坐标点，然后将工件8码放在供料台2上的多个夹杆13所确定的范围内，就可以工作了。
[0046]如图2所示，为了便于一系列位置的确定，在供料台2、收料台3的基座10上，设有坐标刻度12，坐标刻度12与电脑制版控制系统4中的坐标刻度存在着对应关系。本实施例中，定位结构为开在基座10上的按坐标系纵横交错排列的多条横向和纵向滑槽11，在滑槽11上标有坐标刻度12，以方便确认夹杆13的坐标位置。滑槽11的疏密程度要根据工件8实际形状和大小而定。
[0047]所用夹杆13的数量，由所在电脑制版控制系统4中选择的关键坐标点的数量决定，关键坐标点的选择要根据工件8的具体形状、从不同方向或角度选择便于固定工件的点。本实施例优选在每个滑道11上均设置一夹杆13，这样可以根据工件8设定的位置任意调节所需要的夹杆13，方便操作。
[0048]如图3所示，夹杆13为一直杆结构，在夹杆13底部固定一滑块14，滑块14与滑槽11之间可滑动连接，夹杆13可以沿着滑槽11随意移动需要的距离。因为横向和纵向滑槽11的交接处会有一定的间隙以供滑块14通过，滑块14要有足够的长度，保证在通过滑槽11交汇处不会脱出，且滑块14能通过顶紧螺钉15锁定在滑槽11的任意位置上。
[0049]由于工件图形9在电脑制版控制系统4中的位置、工件8在工作台I上的加工位置、工件8在供料台2上码放位置和收料台3上的落放位置是相对应的，所以就有两种不同的定位方法:
[0050]下面详细描述上述工件定位系统的定位方法，具体包括如下步骤:
[0051]步骤一，根据工件图形9在电脑制版控制系统4中的位置，选择多个可以定义工件8坐标位置的关键坐标点，这些坐标点的坐标值直接显示在电脑排版版面上，优选选择三到六个坐标点，这三到六个坐标点可以精确圈定工件8的空间定位范围；
[0052]或由电脑排版控制系统自动优选出多个关键坐标点。
[0053]步骤二，根据优选的关键坐标点，调整夹杆13在基座10上的坐标位置，形成工件的定位范围；
[0054]步骤三，将工件8放入在供料台上夹杆13确定的空间范围内，开始工作。
[0055]下面详细描述上述工件定位系统的另一种定位方法，具体包括如下步骤:
[0056]步骤一，将工件8整齐码放在供料台2上，结合滑槽11的分布情况，选择多个可以锁定工件8坐标位置的关键坐标点，调整供料台2上的夹杆13将工件8固定。
[0057]步骤二，根据夹杆13在供料台2上的坐标点，调整夹杆13在收料台3上的坐标位置，并在电脑排版控制系统4中标定与夹杆13相对应的坐标点，调整工件图像9，并将其套放进标定的坐标点所确定的范围内；
[0058]或由电脑排版控制系统4自动套定工件图像，开始工作。
[0059]在备有多套基座10和夹杆13的情况下，还可以在画线机工作的同时，将下一待加工工件8定位码放好，这样还会节省操作时间。
[0060]实施例二
[0061]为了能够实现自动控制，滑块14与滑槽11之间设置有传动机构(图中未示出)，滑块14由传动机构带动沿滑槽11滑动，传动机构为现有技术方案中的任意一种，传动机构与设备的电脑制版控制系统4连接，由电脑制版控制系统4控制驱动。根据工件图形9在设备电脑制版控制系统4中的坐标位置，多个夹杆13能在滑槽11上从不同方向在传动机构的带动下自动位移到相对应的坐标位置上并锁定，供料台上的夹杆13和收料台的上夹杆13是联动关系。这样提高了设备的自动化程度，就省去了手动调整夹杆13的过程，节省了时间，更方便了操作。
[0062]实施例三:
[0063]如图4所示，与实施例一不同之处在于，基座10上的定位结构为开在基座10上的按坐标系呈发散状排列的多条滑槽11，在滑槽11上标有坐标刻度12，以方便确认夹杆13的坐标位置。滑槽11的疏密程度要根据工件8实际形状和大小而定。
[0064]实施例四:
[0065]如图5所示，与实施例一和实施例二不同之处在于，基座10上的定位结构为设置在基座10上的按坐标系纵横交错排列和/或呈发散状排列的多条滑道18，滑块14沿滑道18滑动。
[0066]实施例五:
[0067]与上述实施例不同之处在于，在夹杆13与基座10之间还设置有位移感应系统，位移感应系统可为现有技术方案中任意一种，如超声波距离测量仪等。位移感应系统用于感应夹杆13相对于与基座10之间的位移距离，位移感应系统与设备的电脑制版控制系统4连接。也就是说在设备的电脑制版控制系统4中，能自动反映出多个夹杆13的坐标点，且工件图形9能自动套定在这些坐标点所确定的位置内。这样将工件8码放在供料台2的任意位置上，并用夹杆13加以固定就可以了，收料台3上的夹杆13也会自动调整到相对应的位置上，实现傻瓜操作。
[0068]实施例六:
[0069]如图6所示，与上述实施例不同之处在于，基座10上的定位结构为开在基座10上的若干个按坐标系纵横排列或呈发散状排列的插孔16，每个插孔16的坐标点与设备的电脑制版控制系统4中坐标点有对应关系。插孔16可以选择任意形式的，本实施例中优选采用圆孔。
[0070]夹杆13与插孔16之间通过一连接块17连接，连接块17的底部具有一圆柱19，圆柱19上具有螺纹20，圆柱19插入插孔16内，圆柱19在插孔16内可以360度转动，连接块17与插孔16之间用螺母固定在一起，进而将连接块17与基座10固定连接在一起。连接块17与插孔16之间也可以用卡接固定的方式固定连接，操作则更为简单方便。
[0071]如图7所示，连接块17内具有一滑槽(图中未示出)，夹杆13呈L形，夹杆13的底边在连接块17的滑槽内滑动，夹杆13的底边上标有尺寸刻度12，可以确定夹杆13相对于连接块17移动的距离，当夹杆13调整至需要的坐标位置时，通过旋紧连接块17上的顶紧螺钉15，将夹杆13与连接块17固定在一起，最终实现夹杆13位置的固定。
[0072]为了能够实现自动控制，在夹杆13的底边与连接块17之间设置有传动机构，传动机构带动夹杆13沿连接块17滑动，传动机构为现有技术方案中的任意一种，传动机构与设备的电脑制版控制系统4连接，由电脑制版控制系统4控制驱动。根据工件图形9在设备电脑制版控制系统4中的坐标位直，多个夹杆13能在连接块17上从不冋方向在传动机构的带动下自动位移到相对应的坐标位置上并锁定。
[0073]在该实施例中，也可以采用如实施例四所述的位移感应系统。
[0074]实施例七:
[0075]与实施例五不同之处在于，夹杆13采用直线形夹杆，夹杆13的底部与插孔16之间或用紧固件固定连接，或卡接固定，用直线形夹杆13能方便的把基座10分割成多个区域。
[0076]实施例八:
[0077]如图8所示，与上述实施例不同之处在于，基座10上的定位结构同时包括开在基座10上的按坐标系纵横排列的滑槽11和插孔16,与滑槽11配合的夹杆13与实施例一和实施例二所述相同，与插孔16配合的夹杆13与实施例六和实施例七所述相同。
[0078]实施例九:
[0079]与上述实施例不同之处在于，机床设备没有自动上下料装置，基座10、坐标刻度12直接设置于工作台I上，基座10上设置滑槽11、夹杆13、滑块14、顶紧螺钉15或插孔
16、连接块17，其定位原理和方法与上述实施例相同。由于采用人工上下料，每次只能上或下一个工件，工作台I可只保留坐标刻度12，定位可采用磁铁等简易器件，其余同上。
[0080]如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种工件定位系统，包括基座及多根用于夹持、定位工件的夹杆，其特征在于:在所述基座上设置有用于定位每根所述夹杆的X轴和Y轴坐标的定位结构，所述夹杆与所述定位结构之间活动连接和/或固定连接，供料台的所述基座上的坐标点、和/或收料台的所述基座上的坐标点、和/或工作台的所述基座上的坐标点、和/或设备的电脑制版控制系统中的坐标点是对应的关系。
2.根据权利要求1所述的工件定位系统，其特征在于:所述定位结构为设置在所述基座上的按坐标系纵横交错排列和/或呈发散状排列的多条滑道或滑槽，所述夹杆底部为一滑块，所述滑块与所述滑道或滑槽之间可滑动连接，且所述滑块在所述滑道或滑槽的任意位置上锁定。
3.根据权利要求2所述的工件定位系统，其特征在于:在所述基座和/或所述滑道或滑槽上标有坐标刻度且与所述电脑制版控制系统的坐标刻度有对应关系。
4.根据权利要求2所述的工件定位系统，其特征在于:所述夹杆底部的滑块与所述滑道或滑槽之间设置有传动机构，所述滑块由所述传动机构带动沿所述滑道或滑槽滑动，所述传动机构与所述电脑制版控制系统连接，所述电脑制版控制系统根据其标定的工件图形的坐标位置控制相应的传动机构带动所述夹杆位移到相对应的坐标位置上，形成所述工件的定位范围。
5.根据权利要求1或2所述的工件定位系统，其特征在于:所述定位结构为开在所述基座上的若干个按坐标系规则排列的插孔，在所述基座上标有坐标刻度，每个所述插孔的坐标位置与所述电脑制版控制系统中的坐标位置有对应关系。
6.根据权利要求5所述的工件定位系统，其特征在于:所述夹杆与所述插孔之间通过连接块连接，所述连接块与所述插孔之间或用紧固件固定连接或卡接固定，所述夹杆呈L形，所述L形夹杆的底边与所述连接块之间可滑动连接，所述连接块将所述夹杆的底边锁定在任意位置，所述L形夹杆的底边上标有刻度；` 或所述夹杆呈直线形，其底部插入所述插孔中，所述夹杆与所述插孔之间或用紧固件固定连接或卡接固定。
7.根据权利要求6所述的工件定位系统，其特征在于:在所述夹杆的底边与所述连接块之间设置有传动机构，所述传动机构带动所述夹杆沿所述连接块滑动，所述传动机构与所述电脑制版控制系统连接，所述电脑制版控制系统根据其标定的工件图形的坐标位置控制相应的所述传动机构带动所述夹杆位移到相对应的坐标位置上，形成所述工件的定位范围。
8.根据权利要求1所述的工件定位系统，其特征在于:位于工作台上的夹杆和/或位于供料台上的夹杆和/或位于收料台上的夹杆联动移动。
9.根据权利要求1所述的工件定位系统，其特征在于:所述夹杆与所述基座之间还设置有用于感应所述夹杆相对于所述基座的坐标基点位移距离的位移感应系统，所述位移感应系统与所述电脑制版控制系统连接。
10.根据权利要求9所述的工件定位系统，其特征在于:在所述电脑制版控制系统中，具有能自动反映出所述夹杆的坐标点且使所述工件的图形能自动套定在上述坐标点所确定的范围内的坐标定位单元。
11.一种如权利要求1所述的工件定位系统的定位方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤一，根据工件图形在电脑制版控制系统中的位置，选择多个可以定义工件坐标位置的关键坐标点，这些坐标点的坐标值直接显示在电脑排版版面上，所选择的坐标点可以精确圈定工件的空间定位范围； 步骤二，根据优选的关键坐标点，调整相应夹杆在基座上的坐标位置，形成工件的定位范围； 步骤三，将工件放入在上述夹杆确定的空间定位范围内，开始工作。
12.根据权利要求11所述的定位方法，其特征在于:步骤一中所述的选择关键坐标点由电脑排版控制系统自动优选完成。
13.根据权利要求11所述的定位方法，其特征在于:在上述步骤二中，由电脑排版控制系统直接控制相应的传动机构，由传动机构带动夹杆自动位移到相对应的坐标位置上。
14.一种如权利要求1所述的工件定位系统的定位方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，将工件整齐码放在供料台上或工作台上，选择多个可以锁定工件坐标位置的关键坐标点，调整供料台上的相应的夹杆至所选定的关键坐点位置，并将工件固定； 步骤二，根据夹杆在供料台上或工作台上的坐标点，调整夹杆在收料台上的坐标位置，在电脑排版控制系统中标定与夹杆相对应的坐标点，调整工件图像，并将其套放进标定的坐标点所确定的范围内，开始工作。
15.根据权利要求14所述的定位方法，其特征在于:在上述步骤二中，由电脑排版控制系统通过位移感应系统，自动标定出与夹杆相对应的坐标点，自动调整套定工件图像。
【文档编号】B23Q7/00GK103769938SQ201210412918
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月19日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】王修进, 谢艳春, 孙明灯 申请人:青岛裕盛源机械科技有限公司