一种全自动自适应摆线轮定位工装和方法

1.本发明属于rv减速器的加工制造技术领域，具体涉及一种全自动自适应摆线轮定位工装和方法。


背景技术：

2.摆线轮是齿廓为各种摆线或其等距曲线的圆柱齿轮的统称。在加工摆线轮时，首先需要利用工装对其进行定位。
3.现有技术中，主要采用先钻孔再定位的方法对摆线轮进行定位。具体为，在待加工的工件的中心钻取用于定位的中心孔，然后再通过机床转动待加工的工件，加工摆线齿轮的偏心孔。
4.其存在以下技术问题：
5.需要先在摆线轮上钻孔才能实现定位，破坏了摆线轮的整体外观，加工效率较低。
6.为此，人们希望研发一种新型的摆线轮定位工装。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供一种全自动自适应摆线轮定位工装，无需在摆线轮上钻孔定位，能够实现快速自动可靠定心，有利于实现高精度加工。
8.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供一种全自动自适应摆线轮定位方法。
9.本发明目的通过以下技术方案实现：
10.一种全自动自适应摆线轮定位工装，包括控制装置、底座和设于底座同一圆周上的多个定位块；
11.多个定位块环绕圆周圆心均匀布置；
12.每个定位块均对应设有驱动装置、距离传感器和力传感器；
13.多个驱动装置用于驱使每个对应的定位块沿圆周径向移动并施加压力于圆周内的摆线轮以共同夹紧摆线轮；
14.每个距离传感器至圆周圆心的距离分别相等，距离传感器用于获取每个定位块移动过程中，每个对应距离传感器自身与摆线轮之间的实时距离值；
15.每个力传感器用于检测对应定位块施加于摆线轮的实时压力值；
16.控制装置分别与驱动装置、力传感器和距离传感器连接，用于当每个距离传感器检测到的实时距离值均等于预设距离值时，控制每个驱动装置驱使对应定位块增大对摆线轮的压力至每个力传感器检测到的实时压力值均等于预设压力值。
17.进一步，还包括防偏移装置，防偏移装置分别连接于底座与定位块，用于防止定位块产生周向偏移。
18.进一步，防偏移装置包括设于底座上的沟槽与设于定位块上的滑块，沟槽由定位
块向圆周圆心方向延伸，滑块与沟槽相匹配，滑块滑动连接于沟槽。
19.进一步，定位块前端设有仿形齿，仿形齿与摆线轮齿廓相匹配。
20.进一步，底座上可拆卸地连接有压紧装置，压紧装置用于压紧摆线轮端面。
21.进一步，压紧装置包括连接螺栓、弹簧和压紧板，弹簧两端分别抵接于底座和压紧板，连接螺栓依次穿设于压紧板、弹簧和底座，连接螺栓螺纹连接于底座。
22.进一步，压紧板与底座之间设有平衡螺栓和平衡螺母，平衡螺母上端抵接于压紧板下端，平衡螺栓依次穿设且螺纹连接于压紧板和平衡螺母，平衡螺栓下端抵接于底座上端。
23.一种全自动自适应摆线轮定位方法，采用一种全自动自适应摆线轮定位工装，包括以下步骤，
24.分别控制多个驱动装置驱使对应的定位块沿圆周径向移动并施加压力于圆周内的摆线轮以共同夹紧摆线轮；
25.获取每个定位块移动过程中，每个距离传感器自身与摆线轮之间的实时距离值；
26.获取每个定位块移动过程中，每个力传感器检测到的实时压力值；
27.当每个距离传感器检测到的实时距离值均等于预设距离值时，控制每个定位块增大对摆线轮的压力，直至每个力传感器检测到的实时压力值均等于预设压力值。
28.进一步，定位块施加压力于圆周内的待定位摆线轮时，定位块前端的仿形齿嵌入于摆线轮齿廓。
29.进一步，利用压紧板压紧摆线轮端面，通过调节连接螺栓压缩压紧板与底座之间的弹簧实现压紧板高度自适应不同厚度的摆线轮，通过调节平衡螺母在平衡螺栓上的高度实现压紧板两端平衡。
30.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
31.通过环设于摆线轮外的多个定位块分别沿圆周径向移动并施加压力于圆周内的待定位摆线轮，能够从多个方向共同压紧摆线轮。当每个距离传感器检测到的实时距离值均等于预设距离值时，摆线轮已初步压紧，完成初步定位。然后每个定位块增大对摆线轮的压力至每个力传感器检测到的实时压力值均等于预设压力值，从多个方向将摆线轮进一步牢牢压紧，从而完成摆线轮的全自动自适应摆线轮定位过程。在摆线轮的进一步压紧过程中，摆线轮位置不发生变化，不会影响摆线轮的初步定位精度。采用本定位工装实施摆线轮的定位过程，无需在摆线轮上预先钻孔定位，不会破坏摆线轮的整体外观，通过初步定位和进一步压紧能够实现快速自动可靠定心，有利于实现高精度加工。
附图说明
32.图1为本发明实施例的立体结构示意图；
33.图2为本发明实施例底座的立体结构示意图；
34.图3为本发明实施例的定位块的立体结构示意图；
35.图4为本发明实施例的压紧板的立体结构示意图。
36.图中：
37.1-底座；101-连接螺孔；102-第一安装螺孔；103-第二安装螺孔；104-凹槽；105-t型槽；2-压紧板；201-平衡螺孔；202-通孔；3-垫片；4-连接螺栓；5-弹簧；6-摆线轮；7-平衡
螺栓；8-平衡螺母；9-定位块；901-仿形齿；902-力传感器；903-t型滑块；904-丝杆螺孔；10-丝杆电机；11-电机底座；1101-第一安装螺栓；1102-第二安装螺栓；12-距离传感器；1201-第三安装螺栓。
具体实施方式
38.下面对本发明作进一步详细的描述。
39.一种全自动自适应摆线轮定位工装，包括控制装置、底座1和设于底座1同一圆周上的多个定位块9；
40.多个定位块9环绕圆周圆心均匀布置；
41.每个定位块9均对应设有驱动装置、距离传感器12和力传感器902；
42.多个驱动装置用于驱使每个对应的定位块9沿圆周径向移动并施加压力于圆周内的摆线轮6以共同夹紧摆线轮6；
43.每个距离传感器12至圆周圆心的初始距离分别相等，距离传感器12用于获取每个定位块9移动过程中，每个对应距离传感器12自身与摆线轮6之间的实时距离值；
44.每个力传感器902用于检测对应定位块9施加于摆线轮6的实时压力值；
45.控制装置分别与力传感器902和距离传感器12连接，用于当每个距离传感器12检测到的实时距离值均等于预设距离值时，控制每个定位块9增大对摆线轮6的压力至每个力传感器902检测到的实时压力值均等于预设压力值。
46.预设距离值和预设压力值均是用于定位参考的标准取值，其中，预设距离值为摆线轮6处于标准定位状态下，摆线轮6与距离传感器12之间距离；预设压力值为摆线轮6处于标准定位状态下，摆线轮6与定位块9之间的接触压力值。
47.优选地，底座1为对称结构，其主体为一个圆盘，圆盘中部为中空结构。定位块9、驱动装置、距离传感器12和力传感器902的数量均为3个。驱动装置为丝杆电机10，丝杆电机10上设有第二安装螺栓1102，丝杆电机10通过丝杆螺孔904连接于定位块9。
48.丝杆电机10的电机底座11通过第一安装螺孔102和第一安装螺栓1101安装于底座1上。
49.距离传感器12通过第二安装螺孔103和第三安装螺栓1201安装于底座1上。
50.每个定位块9均设有一个相对应的丝杆电机10进行驱动，使得该摆线轮6定位工装能够适应不同尺寸摆线轮6的加工。
51.现有技术经常使用三爪卡盘夹持摆线轮6齿顶来固定摆线轮6，虽然能够实现自动定心，但是三爪卡盘与摆线轮6齿顶为线接触，接触面积小受力大，三爪和摆线轮均容易磨损，使用久后，三爪会慢慢偏离原来的卡盘中心，摆线轮齿廓曲线发生改变，使所加工零件的形位公差增大。
52.本实施例的定位块9前端设有与摆线轮6齿廓相匹配的仿形齿901，定位过程中仿形齿901嵌入摆线轮6齿廓，增加了定位块9与待加工摆线轮6的接触面积，减少了磨损，实现更精准定位，提高定位的可靠性。
53.当三个距离传感器12测得的实时距离值均等于预设距离值时，摆线轮6已初步压紧，完成初步定位。
54.定位块9设有力传感器902，当定位块9与摆线轮6接触后能够实时检测它们之间的
实时压力值，当摆线轮6完成初步定位后，控制装置控制3个定位块9在初步夹紧摆线轮6的基础上继续增大压力。当3个力传感器902检测到的实时压力值均达到预设压力值时，摆线轮6被牢牢压紧，从而完成定位全过程。
55.底座1上分别设有三个连接螺孔101和三个沟槽。优选地，沟槽为t型槽105。三个连接螺孔101在底座1的同一圆周上间隔120
°
均布，三个t型槽105在同一圆周上间隔120
°
均布且指向圆周中心；连接螺孔101及t型槽105均匀间隔分布。圆周直径大于摆线轮6直径，可以适应不同尺寸的摆线轮6。
56.压紧板2设有通孔202，连接螺栓4通过通孔202穿过垫片3、压紧板2、弹簧5与底座1的连接螺孔101螺纹连接，使压紧板2与底座1形成可拆卸连接；三个压紧板2上通孔202与三个连接螺孔101一一对应，通过连接螺栓4与底座1相连，保证摆线轮6受力均匀。
57.待加工摆线轮6放置在底座1的凸台上通过三个压紧板2压紧。定位块9上的t型滑块903与底座1的t型槽105相配合，在驱动装置丝杆电机10的驱动下，定位块9能够沿着t型槽105的方向移动。在摆线轮6的定位过程中，摆线轮6受到来自多个方向的压力，容易产生旋转的趋势；在加工过程中，由于加工刀具对摆线轮6施加的力会传递至定位块9，同样容易致使其发生旋转。本发明实施例在定位块9压紧摆线轮6后，通过t型槽105与定位块9滑块的配合，加强了定位块9的旋转阻力，不仅能够防止定位块9产生周向偏移，进而避免摆线轮6被压紧后的继续旋转，保证摆线轮6的定位精度，还起到为定位块9沿圆周径向滑动的导向作用。
58.具体的，底座1凸台与t型槽105对应位置设有凹槽104，避免定位块9与底座1凸台发生干涉。
59.现有技术中，有些装置采用压紧块来压紧摆线轮6，但是当摆线轮6加工完成之后，压紧块需要全部拆卸下来才能进行摆线轮6更换。同时，其定位块9需要手动调节，操作不方便，工作效率较低，并且再次装夹难以保证其定心精度。
60.本实施例中，压紧板2上的弹簧5对压紧板2作用向上的力与连接螺栓4对压紧板2作用向下的力相平衡，实现压紧板2高度自适应；即通过拧紧或拧松连接螺栓4便可调节压紧板2的高度，无需调节连接螺栓4状态的同时去相应的改变压紧板2的状态，单手即可操作，极大提高了操作的简便性。同时，平衡螺栓7穿过平衡螺母8通过平衡螺孔201与压紧板2相连接，平衡螺母8高度可调，可通过调节平衡螺母8的高度使压紧板2两端平衡，保证压紧装置的可靠性，操作方便。定位块9通过丝杆电机10的驱动实现自动加载，无需手动调节，工作效率高，再次装夹容易保证其定心精度。
61.本发明的具体使用流程为：
62.s1、将待加工的摆线轮6放到底座1上，如果是同时加工两个摆线轮6，则将待加工的两个摆线轮6依次叠加后插入定位销进行定位；
63.s2、将待加工的摆线轮6根据定位块9的位置旋转合适的角度放置在底座1上，确保三个仿形齿901均能嵌入在摆线轮6齿廓内；
64.s3、定位块9在丝杆电机10的驱动下自动适应摆线轮6，力传感器902和距离传感器12在这个过程中提供反馈，相应的控制定位块9的运动，依次完成初步定位和进一步的压紧过程；
65.s4、将压紧板2旋转至指向摆线轮6中心，拧紧连接螺栓4，若压紧板2两端不平衡，
则需调节平衡螺母8使压紧板2回到平衡状态；
66.s5、启动磨削加工设备，完成所需孔的精磨工序；
67.s6、加工完成后，定位块9自动移动到设定位置，拧松连接螺栓4，旋转压紧板2，使其与摆线轮6不发生干涉；
68.s7、取下完成孔磨削的摆线轮6，清理工装。
69.其中，s3中完成初步定位和进一步压紧过程举例如下：
70.假设3个距离传感器12分别为第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器。与之相对应的分别是第一定位块和第一力传感器、第二定位块和第二力传感器、第三定位块和第三力传感器。
71.定位前，待定位摆线轮6与第一距离传感器之间距离最近且小于预设距离值，待定位摆线轮6分别与第二距离传感器和第三距离传感器之间距离均大于预设距离值。
72.控制装置首先控制第一定位块向前推送摆线轮6，第二定位块和第三定位块保持不动。当第一距离传感器检测到的实时距离值等于预设距离值时，第一定位块停止移动。此时，第二距离传感器和第三距离传感器的实时距离值应当小于或等于预设距离值。
73.如果控制装置获取到第二距离传感器和第三距离传感器的实时距离值均小于预设距离值，控制装置控制第二定位块和第三定位块向前推出，直至第二距离传感器和第三距离传感器的实时距离值均等于预设距离值，此时，摆线轮6已初步压紧，完成初步定位。然后，三个力传感器902开始分别检测各个定位块9与摆线轮6之间的实时压力值，实时压力值小的定位块9继续向前推动以增大压力，实时压力值大的定位块9暂时保持，直至三个力传感器902的实时压力值均相等时，三个定位块9同时向前推动，增大对摆线轮6的实时压力值至等于预设压力值，完成定位全过程。
74.如果控制装置获取到第二距离传感器和第三距离传感器的实时距离值等于预设距离值，且第二定位块与第三定位块均不与摆线轮6接触，即第二力传感器和第三力传感器的实时压力值为0，控制装置控制第二定位块和第三定位块向前推出，直至第二距离传感器和第三距离传感器的实时距离值均等于预设距离值，完成初步定位。然后，同上所述，当三个力传感器902调整至实时压力值均相等后，三个定位块9同时向前推动，增大对摆线轮6的实时压力值至等于预设压力值，完成定位全过程。
75.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。