一种光纤检测的角向定位机构及定位方法技术

本发明专利技术提供一种光纤检测的角向定位机构及定位方法，角向定位机构用于轮毂上安装孔加工时的角向定位，轮毂包括轮辐，轮辐表面沿周向均匀分布有多个凸台，角向定位机构包括支架、电柜和角向识别机构，角向识别机构设置在支架的顶部，电柜位于角向识别机构下方的支架内，电柜内设有PLC控制模块，角向识别机构包括传感器组件和旋转机构，轮毂置于所述旋转机构上，且旋转机构带动轮毂周向转动，传感器组件与PLC控制模块连接，用于检测轮毂的角向位置。本发明专利技术采用设置基准位置以及采用光纤传感器检测轮毂上固有变化的特征，实现角向定位，且该定位机构对轮毂的初始位置没有限制，角向定位快速准确。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤检测的角向定位机构及定位方法
本专利技术涉及一种光纤检测的角向定位机构及定位方法。
技术介绍
在机械零部件的加工过程中，经常需要在零部件的同一圆周位置上进行打孔，如图1所示的是一种轮毂1，轮毂1的轮辐1-1为圆盘形，在圆盘形轮辐1-1的表面有规则的周向均匀分布的花形凸台1-2，在凸台1-2靠近外圈的位置上需要开设安装孔1-3。在开孔时首先要确定开孔位置，现有的角向定位机构多采用定位柱、定位销或凹槽等机械结构进行定位，这就要求轮毂1上面有与之配合的结构，使轮毂1结构设计复杂。并且采用机械的方式进行定位，对机械结构的精度的要求比较高，定位机构的设计比较复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种光纤检测的角向定位机构及定位方法，采用设置基准位置以及采用光纤检测轮毂上固有变化的特征，实现角向定位，且该定位机构对轮毂的初始位置没有限制。本专利技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种光纤检测的角向定位机构，所述角向定位机构用于轮毂上安装孔加工时的角向定位，所述轮毂包括轮辐，所述轮辐表面沿周向均匀分布有多个凸台，所述角向定位机构包括支架、电柜和角向识别机构，所述角向识别机构设置在所述支架的顶部，所述电柜位于角向识别机构下方的支架内，所述电柜内设有PLC控制模块，所述角向识别机构包括传感器组件和旋转机构，所述轮毂置于所述旋转机构上，且所述旋转机构带动所述轮毂周向转动，所述传感器组件与所述PLC控制模块连接，用于检测轮毂的角向位置。具体的，所述传感器组件包括光电传感器、光纤传感器、光电支架、光纤支架和气缸，所述光电传感器通过光电支架固定在所述旋转机构一侧的支架上，所述光电传感器的信号发射端朝向所述轮毂的侧面，且所述发射端发射的信号覆盖轮毂的高度，所述气缸固定在支架上，所述光纤传感器通过光纤支架固定在所述气缸的推杆上，所述气缸带动所述光纤传感器在所述凸台上方往复运动，且所述光纤传感器接收所述凸台反射的发射端发射的信号，所述光电传感器和光纤传感器均与所述PLC控制模块连接。其中，光电支架包括板槽、立柱、下轴座、上轴座和L形固定板，所述板槽固定在支撑板上，且板槽上开设有T形槽，所述立柱下端通过下轴座安装在T形槽内，且通过拆卸下轴座可以调整立柱在板槽上的安装位置，所述L形固定板通过上轴座固定在立柱上端，所述光电传感器通过螺钉固定在所述L形固定板上；光纤支架采用一个L形固定板，L形固定板的一边固定在气缸的推杆前端，光纤传感器竖向固定在L形固定板的另一边上。具体的，所述旋转机构用于带动轮毂旋转，以实现不同位置的安装孔的加工，同时，旋转机构配合传感器组件实现轮毂的角向定位，所述旋转机构包括伺服电机、同步带传动机构和旋转支撑座，所述旋转支撑座包括主轴、旋转盘、法兰盘和轴承组件，所述主轴竖向设置在所述支架上方，且所述主轴的下端通过所述同步带传动机构与所述伺服电机传动连接，所述轴承组件套设在所述主轴的外侧，与所述主轴转动连接，所述法兰盘套设在主轴上且与所述轴承组件上端固定连接，所述旋转盘固定在所述主轴上端。具体的，同步带传动机构包括小同步带轮、大同步带轮以及传动连接在小同步带轮和大同步带轮上的同步带，小同步带轮安装在电机轴上，大同步带轮固定安装在主轴的下端；轴承组件包括轴承座、两个深沟球轴承和两个锁紧螺母，两个深沟球轴承安装在主轴和轴承座之间，并且下端通过两个锁紧螺母将深沟球轴承锁紧在轴承座内，深沟球轴承之间以及深沟球轴承与锁紧螺母之间均通过隔套分隔，法兰盘固定在轴承座上，加工时，轮毂置于旋转盘上。进一步，为了实现角向识别机构的安装，还包括支撑板，所述支撑板固定在所述支架顶部，所述角向识别机构固定在所述支撑板上。伺服电机固定在支撑板上，轴承座固定安装在支撑板上，电机轴穿过支撑板下端安装小同步带轮，小同步带轮通过同步带与固定在主轴的下端的大同步带轮传动连接。进一步，为了防止加工过程中冷却液任意流动和达到循环利用冷却液的目的，还包括防水边和接水盘，所述旋转支撑座外侧的支撑板上沿周向设有所述防水边，所述防水边与所述旋转支撑座之间的支撑板上设有排水孔，所述接水盘设置在所述排水孔下方的支架内，且所述接水盘与所述支架连接。所述接水盘底部设有U型抱箍和角架，所述U型抱箍一端与所述支架固定连接，另一端与所述角架连接，所述角架支撑在所述接水盘底部。防水边可以防止冷却液在一定范围内四处流动，通过排水孔流入到接水盘内，实现循环利用。进一步，为了稳固支撑，便于调节，所述支架底部设有用于支撑的地脚，所述地脚包括地脚板和安装柱，所述地脚板一端与安装柱螺纹连接，另一端向外侧延伸，且端部设有竖向的固定通孔。支架为采用型材或金属管材连接而成的矩形框架，在支架底部设有四个地脚，固定时可以通过安装在固定通孔中的螺栓将地脚固定在地面上。进一步，还包括设置在所述支架上的中继盒。中继盒的作用是将接线端子放在一个密闭的盒子里，提高接线头的防护等级。一种光纤检测的角向定位方法，设定当轮毂转动时，旋转方向上由轮辐表面到凸台表面的位置为上升沿，由凸台表面到轮辐表面的位置为下降沿，采用光电传感器检测角向识别机构上有没有工件，采用光纤传感器检测轮毂的角向位置，将光电传感器安装在轮毂的侧面，使光电传感器发出的光能够照射到轮毂上，光纤传感器安装在轮辐和凸台的上方，并且能够接收到上升沿和下降沿反射的信号，具体包括以下步骤：步骤1：设定轮毂加工时的标准位置，并确定光纤传感器的检测位置P与轮毂标准位置A之间的夹角α，标准位置A一侧同一凸台的上升沿B1与标准位置A之间的夹角β1，以及下降沿B2与标准位置A之间的夹角β2，并将α、β1和β2的值存储在PLC控制模块内；步骤2：计算出T1＝β1-α和T2＝β2-α的值，通过T1和T2的值判断检测位置P的与轮辐和凸台的位置关系，当T1＞0，T2＞0时，检测位置P位于标准位置A与凸台之间的轮辐上；当T1＞0，T2＜0时，检测位置P位于凸台上；当T1＜0，T2＜0时，检测位置P位于凸台之间的轮辐上；其中，T1和T2的绝对值表示转动的角度，T1和T2的符号表示转动的方向，当为正时沿原来转动方向继续转动，当为负时沿原来转动方向的反向转动；步骤3：启动光电传感器和光纤传感器，当检测到上升沿时按照T1的值转动，当检测到下降沿时按照T2的值转动。由于同一凸台的上升沿B1和下降沿B2位于检测位置的同一侧，那么检测位置P位于两个凸台之间，当检测到远离检测位置P的上升沿B1或下降沿B2时，为了提高检测效率，使轮毂旋转的角度最小，这就需要判断检测位置P与另一凸台上的对应的上升沿B1或下降沿B2之间的夹角与T1或T2之间的大小，选择夹角小的方向转动，因此，为了进一步提高检测效率，所述步骤3中还包括当轮毂在标准位置A时，上升沿B1和下降沿B2位于检测位置P的同侧时，确定检测位置P另一侧且与检测位置P最近的上升沿C1或下降沿C2与检测位置P之间的夹角γ1或γ2，并将γ1或γ2的值存储在PLC控制模块内，计算出T3＝γ1-α，T4＝γ2-α，(1)当检测位置P点的另一侧为上升沿C1时，检测到上升沿时，转动T1和T3中绝对值小的角度，即min(|T1|，|T3|)角度，且方向由所转动角度对应的正负符号确定；检测到下降沿时，转动T2角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤检测的角向定位机构，其特征在于：所述角向定位机构用于轮毂(1)上安装孔(1‑3)加工时的角向定位，所述轮毂(1)包括轮辐(1‑1)，所述轮辐(1‑1)表面沿周向均匀分布有多个凸台(1‑2)，所述角向定位机构包括支架(2)、电柜(3)和角向识别机构，所述角向识别机构设置在所述支架(2)的顶部，所述电柜(3)位于角向识别机构下方的支架(2)内，所述电柜(3)内设有PLC控制模块，所述角向识别机构包括传感器组件和旋转机构，所述轮毂(1)置于所述旋转机构上，且所述旋转机构带动所述轮毂(1)周向转动，所述传感器组件与所述PLC控制模块连接，用于检测轮毂(1)的角向位置。

【技术特征摘要】
1.一种光纤检测的角向定位机构，其特征在于：所述角向定位机构用于轮毂(1)上安装孔(1-3)加工时的角向定位，所述轮毂(1)包括轮辐(1-1)，所述轮辐(1-1)表面沿周向均匀分布有多个凸台(1-2)，所述角向定位机构包括支架(2)、电柜(3)和角向识别机构，所述角向识别机构设置在所述支架(2)的顶部，所述电柜(3)位于角向识别机构下方的支架(2)内，所述电柜(3)内设有PLC控制模块，所述角向识别机构包括传感器组件和旋转机构，所述轮毂(1)置于所述旋转机构上，且所述旋转机构带动所述轮毂(1)周向转动，所述传感器组件与所述PLC控制模块连接，用于检测轮毂(1)的角向位置。2.如权利要求1所述的光纤检测的角向定位机构，其特征在于：所述传感器组件包括光电传感器(8)、光纤传感器(14)、光电支架、光纤支架和气缸(15)，所述光电传感器(8)通过光电支架固定在所述旋转机构一侧的支架(2)上，所述光电传感器(8)的信号发射端朝向所述轮毂(1)的侧面，所述气缸(15)固定在支架(2)上，所述光纤传感器(14)通过光纤支架固定在所述气缸(15)的推杆上，所述气缸(15)带动所述光纤传感器(14)在所述凸台(1-2)上方往复运动，且所述光纤传感器(14)检测所述凸台(1-2)反射的信号，所述光电传感器(8)和光纤传感器(14)均与所述PLC控制模块连接。3.如权利要求2所述的光纤检测的角向定位机构，其特征在于：所述旋转机构包括伺服电机(17)、同步带传动机构和旋转支撑座，所述旋转支撑座包括主轴(19)、旋转盘(20)、法兰盘(21)和轴承组件，所述主轴(19)竖向设置在所述支架(2)上方，且所述主轴(19)的下端通过所述同步带传动机构与所述伺服电机(17)传动连接，所述轴承组件套设在所述主轴(19)的外侧，与所述主轴(19)转动连接，所述法兰盘(21)套设在主轴(19)上且与所述轴承组件上端固定连接，所述旋转盘(20)固定在所述主轴(19)上端。4.如权利要求3所述的光纤检测的角向定位机构，其特征在于：还包括支撑板(7)，所述支撑板(7)固定在所述支架(2)顶部，所述角向识别机构固定在所述支撑板(7)上。5.如权利要求4所述的光纤检测的角向定位机构，其特征在于：还包括防水边(29)和接水盘(26)，所述旋转支撑座外侧的支撑板(7)上沿周向设有所述防水边(29)，所述防水边(29)与所述旋转支撑座之间的支撑板(7)上设有排水孔(30)，所述接水盘(26)设置在所述排水孔(30)下方的支架(2)内，且所述接水盘(26)与所述支架(2)连接。6.如权利要求1所述的光纤检测的角向定位机构，其特征在于：所述支架(2)底部设有用于支撑的地脚，所述地脚包括地脚板(4)和安装柱(5)，所述地脚板(4)一端与安装柱(5)螺纹连接，另一端向外侧延伸，且端部设有竖向的固定通孔(6)。7.如权利要求1所述的光纤检测的角向定位机构，其特征在于：还包括设置在所述支架(2)上的中继盒(31)。8.一种光纤检测的角向定位方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金石，张有斌，陈康，
申请(专利权)人：金石机器人常州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32