CN108529196A - 方形物体定位机构及定位方形物体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方形物体定位机构及定位方形物体的方法，其中，方形物体定位机构的主要技术方案为：定位工作台，其X轴向上设置有第一定位约束点和第二定位约束点，其Y轴向上设置有第三定位约束点；定位约束组件，其包括位于第一定位约束点上的第一定位约束块，位于第二定位约束点上的第二定位约束块和位于第三定位约束点上的第三定位约束块；定位压力进给组件，其包括设置在靠近定位工作台X轴向的至少两个第一定位压力进给部件和设置在靠近定位工作台Y轴向的至少一个第二定位压力进给部件；机械手，用于放置待定位方形物体和用于将至少两个第一定位压力进给部件和至少一个第二定位压力进给部件移动并固定在待定位方形物体的上方。

Description

方形物体定位机构及定位方形物体的方法

技术领域

本发明涉及机械自动化技术领域，尤其涉及一种方形物体定位机构及定位方形物体的方法。

背景技术

众所周知，平面内的方形物体定位须要限制三个自由度，即方形物体的侧面两个约束点以及相邻侧面一个约束点即可完全确定方形物体在平面上的位置；对于硬质且侧面受推力不易弯曲形变的方形物体，三点定位的容易实现；而对于软质而且侧面受推力时容易产生弯曲形变的方形物体的三点定位法定位方法则不多，因为推动方形物体朝向定位点方向移动，当相应侧面贴合定位点时，推力难以控制，方形物体产生弯曲形变，导致定位不准确。这种情况下，如何用机械结构代替手工完成软质的板状方形物体的三点定位成为同行不懈努力的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种方形物体定位机构及定位方形物体的方法，主要目的是针对侧面受推力挤压容易弯曲形变的方形板状物体的定位提出一种新型定位方法。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种方形物体定位机构，包括：

定位工作台，其X轴向上设置有第一定位约束点和第二定位约束点，其Y轴向上设置有第三定位约束点；

定位约束组件，其包括位于第一定位约束点上的第一定位约束块，位于第二定位约束点上的第二定位约束块和位于第三定位约束点上的第三定位约束块，所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块的厚度均可由薄到厚自由设置；

定位压力进给组件，其包括设置在靠近所述定位工作台X轴向的至少两个第一定位压力进给部件和设置在靠近所述定位工作台Y轴向的至少一个第二定位压力进给部件，所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件均可在XYZ轴向的局部空间内自由移动，所述至少两个第一定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块靠近并使待定位方形物体的第一侧面与所述第一定位约束块和所述第二定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的X轴向定位，所述至少一个第二定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第三定位约束块方向靠近并使待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的Y轴向定位；

机械手，用于放置待定位方形物体和用于将所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件移动并固定在待定位方形物体的上方。

如前所述的，当所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块的厚度均设置为相对较薄的结构时，所述方形物体定位机构还包括：限位组件，其包括设置在所述第一定位约束块上方的第一限位部件，设置在所述第二定位约束块上方的第二限位部件和设置在所述第三定位约束块上方的第三限位部件。

如前所述的，所述至少两个第一定位压力进给部件分别与所述第一限位部件和所述第二限位部件连接；

所述至少一个第二定位压力进给部件与所述第三限位部件连接。

如前所述的，所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块均为可移动定位约束块。

如前所述的，第一定位压力进给部件为两个。

如前所述的，第二定位压力进给部件为一个。

如前所述的，所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件为压力块或者为真空吸附块或者为压力滚轮。

如前所述的，当所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件为压力块或者为压力滚轮时，所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件设置在所述待定位方形物体的上方；

当所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件为真空吸附块时，所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件设置在所述待定位方形物体的上方或者设置在所述定位工作台的下面。

如前所述的，所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件均为限位挡块。

另一方面，本发明实施例提供了一种定位方形物体的方法，包括：

(1)待定位方形物体通过所述机械手放置于定位工作平台上，其第一侧面靠近第一定位约束块和第二定位约束块，第二侧面靠近第三定位约束块，但未准确定位；

(2)机械手移动所述至少两个第一定位压力进给部件，所述至少一个第二定位压力进给部件以及所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件并将所述至少两个第一定位压力进给部件，所述至少一个第二定位压力进给部件以及所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件固定于待定位方形物体上方；

(3)至少两个第一定位压力进给部件，第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件同时下降，使得至少两个第一定位压力进给部件压住待定位方形物体；第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件分别一一对应贴紧第一定位约束块，第二定位约束块和第三定位约束块，并有一定压力；

(4)至少两个第一定位压力进给部件牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块方向靠近并使得待定位方形物体的第一侧面与第一定位约束块和第二定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的X轴向定位。

(5)至少两个第一定位压力进给部件停止移动并脱离待定位方形物体；

(6)至少一个第二定位压力进给部件下降并压住待定位方形物体；

(7)至少一个第二定位压力进给部件牵引待定位方形物体向第三限位部件的方向靠近并使得待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的Y轴向定位。

(8)至少一个第二定位压力进给部件停止移动并脱离定位完成的方形物体，抬起第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件，脱离第一定位约束块，第二定位约束块和第三定位约束块；

(9)完成定位，通过机械手将至少两个第一定位压力进给部件和至少一个第二定位压力进给部件带离定位完成的方形物体上方，进行下一步加工工序，周而复始。

借由上述技术方案，本发明方形物体定位机构及定位方形物体的方法至少具有以下优点：

本发明的方形物体定位机构及定位方形物体的方法通过设置定位工作台的X轴向上设置有第一定位约束点和第二定位约束点，Y轴向上设置有第三定位约束点，通过设置定位约束组件包括位于第一定位约束点上的第一定位约束块，位于第二定位约束点上的第二定位约束块和位于第三定位约束点上的第三定位约束块，所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块的厚度均可由薄到厚自由设置，以及通过设置所述至少两个第一定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块靠近并使待定位方形物体的第一侧面与所述第一定位约束块和所述第二定位约束块的约束侧面贴合，所述至少一个第二定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第三定位约束块方向靠近并使待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合，完成方形物体在X轴向和Y轴向的定位，从而确定方形物体的准确位置。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的一种方形物体定位机构结构示意图；

图2是本发明的实施例提供的一种方形物体定位机构工作原理图一；

图3是本发明的实施例提供的一种方形物体定位机构工作原理图二；

图4是本发明的实施例提供的一种方形物体定位机构工作原理图三。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1所示，本发明的一个实施例提供的一种方形物体定位机构，其包括：

定位工作台1，定位约束组件2，定位压力进给组件3和机械手(图中未示出)，其中，

所述定位工作台1，其X轴向上设置有第一定位约束点11和第二定位约束点12，其Y轴向上设置有第三定位约束点13。

所述定位约束组件2，其包括位于第一定位约束点11上的第一定位约束块21，位于第二定位约束点12上的第二定位约束块22和位于第三定位约束点13上的第三定位约束块23，所述第一定位约束块21，所述第二定位约束块22和所述第三定位约束块23的厚度均可由薄到厚自由设置。

所述定位压力进给组件3，其包括设置在靠近所述定位工作台1X轴向的至少两个第一定位压力进给部件31和设置在靠近所述定位工作台1Y轴向的至少一个第二定位压力进给部件32，所述至少两个第一定位压力进给部件31和所述至少一个第二定位压力进给部件32均可在XYZ轴向的局部空间内自由移动，所述至少两个第一定位压力进给部件31用于牵引待定位方形物体4向第一定位约束块21和第二定位约束块22靠近并使待定位方形物体4的第一侧面与所述第一定位约束块21和所述第二定位约束块22的约束侧面贴合完成待定位方形物体的X轴向定位，所述至少一个第二定位压力进给部件32用于牵引待定位方形物体4向第三定位约束块23方向靠近并使待定位方形物体4的第二侧面与第三定位约束块23的约束侧面贴合完成待定位方形物体的Y轴向定位，其中，第一定位压力进给部件31可以为两个也可以为多个，具体的可以根据待定位方形物体4的特性设定，第二定位压力进给部件32可以为一个也可以为多个，具体的可以根据待定位方形物体4的特性设定，待定位方形物体4的第一侧面41和待定位方形物体的第二侧面42为相邻的两个侧面。

所述机械手，用于放置待定位方形物体4和用于将所述至少两个第一定位压力进给部件31和所述至少一个第二定位压力进给部件32移动并固定在待定位方形物体4的上方。

具体的，如图2至图4所示，方形物体定位机构的工作原理为：

定位时，在定位工作台1的X轴向附近，两个第一定位压力进给部件31在待定位方形物体4的上方施加两个适当大小压力，两个压力的压力点分别用F1、F2表示，使得上述两个压力点与待定位方形物体4上表面产生相应的静摩擦力f1、f2；待定位方形物体4下表面与定位工作台1之间相对应产生两个静摩檫力f1_1,f2_1；并保证f1≈f2,f1>f1_1，f2>f2_1。将施加给待定位方形物体4的两个压力点的位置相对于定位工作台1向X轴方向移动，此时，由于f1≈f2,f1>f1_1，f2>f2_1；待定位方形物体4在f1,f2克服f1_1,f2_1后的作用力牵引下，与定位工作台1发生相对滑动；当待定位方形物体4滑动至第一侧面与X轴向上的第一约束点11、第二约束点12先后重合贴紧后，待定位方形物体4受力情况发生改变，第一约束点11、第二约束点12对待定位方形物体在压力点F1、F2位置产生反作用力F1_1,F2_1,使得待定位方形物体4与定位工作台1从相对滑动转变为相对静止，摩擦力f1，f2小于反作用力F1_1,F2_1，压力点与待定位方形物体4发生相对滑动，X轴向定位完成；随后，将施加给待定位方形物体4的两个压力点F1，F2的位置停止相对于定位工作台向X轴方向移动，并将施加给方形物体的两个压力点F1取消，F2的位置相对于定位工作台1向Y轴方向移动使得方形物体的第二侧面完全贴合Y轴上的第三约束点13，同理完成Y轴方向的定位，从而确定方形物体的准确位置，具体的，向X轴方向移动时，移动的压力点不一定是两个，也可以是大于两个，但是，这些压力点的位置必须都是尽可能靠近X轴的第一约束点11和第二约束点12，并位于待定位方形物体4之上，要保证待定位方形物体4与第一约束点11，第二约束点12贴紧后，压力点与待定位方形物体之间的摩擦从静摩檫力转变为滑动摩擦，且待定位方形物体4不因为摩擦力过大而导致压力点与第一约束点11，第二约束点12之间的部分产生弯曲形变。向Y轴方向移动时，移动的压力点的数量可以是大于等于一个，例如增加一个第二定位压力进给部件32，在待定位方形物体4的上方施加一个适当大小压力F3，并且这些压力点的位置必须都是尽可能靠近Y轴向的第三约束点13，并位于待定位方形物体4之上，要保证待定位方形物体4与第三约束点13贴紧后，压力点与待定位方形物体之间的摩擦从静摩檫力转变为滑动摩擦，且待定位方形物体不因为摩擦力过大而导致压力点与第三约束点13之间的部分产生弯曲形变。

本发明的方形物体定位机构通过设置定位工作台的X轴向上设置有第一定位约束点和第二定位约束点，Y轴向上设置有第三定位约束点，通过设置定位约束组件包括位于第一定位约束点上的第一定位约束块，位于第二定位约束点上的第二定位约束块和位于第三定位约束点上的第三定位约束块，所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块的厚度均可由薄到厚自由设置，以及通过设置所述至少两个第一定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块靠近并使待定位方形物体的第一侧面与所述第一定位约束块和所述第二定位约束块的约束侧面贴合，所述至少一个第二定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第三定位约束块方向靠近并使待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合，完成方形物体在X轴向和Y轴向的定位，从而确定方形物体的准确位置。

进一步的，如图1所示，当所述第一定位约束块21，所述第二定位约束块22和所述第三定位约束块23的厚度均设置为相对较薄的结构时，所述方形物体定位机构还包括：限位组件5，所述限位组件5，其包括设置在所述第一定位约束块21上方的第一限位部件51，设置在所述第二定位约束块22上方的第二限位部件52和设置在所述第三定位约束块23上方的第三限位部件53，当某些条件下，第一定位约束块21，第二定位约束块22和第三定位约束块23需要设计得相对较薄时，因而定位时待定位方形物体4受约束侧面发生细微形变即可脱离约束块的约束侧面，导致定位失败，因此在约束块上方位置增加限位部件，防止待定位方形物体4侧面脱离约束块的约束侧面，具体的，所述第一限位部件51，所述第二限位部件52和所述第三限位部件53均为限位挡块，

进一步的，为了节省操作时间，所述至少两个第一定位压力进给部件31分别与所述第一限位部件51和所述第二限位部件52连接；所述至少一个第二定位压力进给部件32与所述第三限位部件53连接。

进一步的，为了防止定位约束组件2的设置对定位后的加工工序产生干涉时，第一定位约束块21，第二定位约束块22和第三定位约束块23可设置为可移动定位约束块，方形物体定位完成后可以将定位约束组件2移动至不干涉下一步工序的位置。

进一步的，所述至少两个第一定位压力进给部件31和所述至少一个第二定位压力进给部件32为压力块或者为真空吸附块或者为压力滚轮，具体的当所述至少两个第一定位压力进给部件31和所述至少一个第二定位压力进给部件32为压力块或者为压力滚轮时，所述至少两个第一定位压力进给部件31和所述至少一个第二定位压力进给部件32设置在所述待定位方形物体4的上方；当所述至少两个第一定位压力进给部件31和所述至少一个第二定位压力进给部件32为真空吸附块时，所述至少两个第一定位压力进给部件31和所述至少一个第二定位压力进给部件32设置在所述待定位方形物体4的上方或者设置在所述定位工作台1的下面。

另一方面，本发明实施例提供了一种定位方形物体的方法，包括：

(1)待定位方形物体通过所述机械手放置于定位工作平台上，其第一侧面靠近第一定位约束块和第二定位约束块，第二侧面靠近第三定位约束块，但未准确定位；

(2)机械手移动所述至少两个第一定位压力进给部件，所述至少一个第二定位压力进给部件以及所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件并将所述至少两个第一定位压力进给部件，所述至少一个第二定位压力进给部件以及所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件固定于待定位方形物体上方；

(3)至少两个第一定位压力进给部件，第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件同时下降，使得至少两个第一定位压力进给部件压住待定位方形物体；第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件分别一一对应贴紧第一定位约束块，第二定位约束块和第三定位约束块，并有一定压力；

(4)至少两个第一定位压力进给部件牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块方向靠近并使得待定位方形物体的第一侧面与第一定位约束块和第二定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的X轴向定位。

(5)至少两个第一定位压力进给部件停止移动并脱离待定位方形物体；

(6)至少一个第二定位压力进给部件下降并压住待定位方形物体；

(7)至少一个第二定位压力进给部件牵引待定位方形物体向第三限位部件的方向靠近并使得待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的Y轴向定位。

(8)至少一个第二定位压力进给部件停止移动并脱离定位完成的方形物体，抬起第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件，脱离第一定位约束块，第二定位约束块和第三定位约束块；

(9)完成定位，通过机械手将至少两个第一定位压力进给部件和至少一个第二定位压力进给部件带离定位完成的方形物体上方，进行下一步加工工序，周而复始。

本发明的定位方形物体的方法通过设置定位工作台的X轴向上设置有第一定位约束点和第二定位约束点，Y轴向上设置有第三定位约束点，通过设置定位约束组件包括位于第一定位约束点上的第一定位约束块，位于第二定位约束点上的第二定位约束块和位于第三定位约束点上的第三定位约束块，所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块的厚度均可由薄到厚自由设置，以及通过设置所述至少两个第一定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块靠近并使待定位方形物体的第一侧面与所述第一定位约束块和所述第二定位约束块的约束侧面贴合，所述至少一个第二定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第三定位约束块方向靠近并使待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合，完成方形物体在X轴向和Y轴向的定位，从而确定方形物体的准确位置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种方形物体定位机构，其特征在于，包括：

定位工作台，其X轴向上设置有第一定位约束点和第二定位约束点，其Y轴向上设置有第三定位约束点；

定位约束组件，其包括位于第一定位约束点上的第一定位约束块，位于第二定位约束点上的第二定位约束块和位于第三定位约束点上的第三定位约束块，所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块的厚度均可由薄到厚自由设置；

定位压力进给组件，其包括设置在靠近所述定位工作台X轴向的至少两个第一定位压力进给部件和设置在靠近所述定位工作台Y轴向的至少一个第二定位压力进给部件，所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件均可在XYZ轴向的局部空间内自由移动，所述至少两个第一定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块靠近并使待定位方形物体的第一侧面与所述第一定位约束块和所述第二定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的X轴向定位，所述至少一个第二定位压力进给部件用于牵引待定位方形物体向第三定位约束块方向靠近并使待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的Y轴向定位；

机械手，用于放置待定位方形物体和用于将所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件移动并固定在待定位方形物体的上方。

2.根据权利要求1所述的方形物体定位机构，其特征在，

当所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块的厚度均设置为相对较薄的结构时，所述方形物体定位机构还包括：限位组件，其包括设置在所述第一定位约束块上方的第一限位部件，设置在所述第二定位约束块上方的第二限位部件和设置在所述第三定位约束块上方的第三限位部件。

3.根据权利要求2所述的方形物体定位机构，其特征在于，

所述至少两个第一定位压力进给部件分别与所述第一限位部件和所述第二限位部件连接；

所述至少一个第二定位压力进给部件与所述第三限位部件连接。

4.根据权利要求1所述的方形物体定位机构，其特征在于，

所述第一定位约束块，所述第二定位约束块和所述第三定位约束块均为可移动定位约束块。

5.根据权利要求1所述的方形物体定位机构，其特征在于，

第一定位压力进给部件为两个。

6.根据权利要求1所述的方形物体定位机构，其特征在于，

第二定位压力进给部件为一个。

7.根据权利要求1所述的方形物体定位机构，其特征在于，

所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件均为压力块或者为真空吸附块或者为压力滚轮。

8.根据权利要求7所述的方形物体定位机构，其特征在于，

当所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件为压力块或者为压力滚轮时，所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件设置在所述待定位方形物体的上方；

当所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件为真空吸附块时，所述至少两个第一定位压力进给部件和所述至少一个第二定位压力进给部件设置在所述待定位方形物体的上方或者设置在所述定位工作台的下面。

9.根据权利要求2所述的方形物体定位机构，其特征在于，

所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件均为限位挡块。

10.一种根据权利要求1-9所述的方形物体定位机构定位方形物体的方法，其特征在于，包括：

(1)待定位方形物体通过所述机械手放置于定位工作平台上，其第一侧面靠近第一定位约束块和第二定位约束块，第二侧面靠近第三定位约束块，但未准确定位；

(2)机械手移动所述至少两个第一定位压力进给部件，所述至少一个第二定位压力进给部件以及所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件并将所述至少两个第一定位压力进给部件，所述至少一个第二定位压力进给部件以及所述第一限位部件，所述第二限位部件和所述第三限位部件固定于待定位方形物体上方；

(3)至少两个第一定位压力进给部件，第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件同时下降，使得至少两个第一定位压力进给部件压住待定位方形物体；第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件分别一一对应贴紧第一定位约束块，第二定位约束块和第三定位约束块，并有一定压力；

(4)至少两个第一定位压力进给部件牵引待定位方形物体向第一定位约束块和第二定位约束块方向靠近并使得待定位方形物体的第一侧面与第一定位约束块和第二定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体的X轴向定位；

(5)至少两个第一定位压力进给部件停止移动并脱离待定位方形物体；

(6)至少一个第二定位压力进给部件下降并压住待定位方形物体；

(7)至少一个第二定位压力进给部件牵引待定位方形物体向第三限位部件的方向靠近并使得待定位方形物体的第二侧面与第三定位约束块的约束侧面贴合完成待定位方形物体Y轴向定位；

(8)至少一个第二定位压力进给部件停止移动并脱离定位完成的方形物体，抬起第一限位部件，第二限位部件和第三限位部件，脱离第一定位约束块，第二定位约束块和第三定位约束块；

(9)完成定位，通过机械手将至少两个第一定位压力进给部件和至少一个第二定位压力进给部件带离定位完成的方形物体上方，进行下一步加工工序，周而复始。