摘 要：文章通過對實(shí)踐中幾種自動(dòng)化二次定位方式的解析，從原理上總結(jié)歸納二次定位的解決思路，引發(fā)同行們的共鳴和探討，為當(dāng)前的自動(dòng)化二次定位盡綿薄之力。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化二次定位；研究分析；重要性

隨著我國人口紅利的逐漸消失，用工成本的不斷上升使制造企業(yè)紛紛提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。但是，目前的自動(dòng)化實(shí)際上還處于預(yù)設(shè)程序的機(jī)械式重復(fù)階段，對來料尺寸的一致性和來料狀態(tài)有一定的要求，盡管有激光跟蹤等先進(jìn)的視覺手段，但仍不具備糾正任意工況的功能。因此，二次定位就成為來料糾偏的常用手段。我們知道，任何一個(gè)物體，如果對其不加任何限制，那么，它在空間中的位置是不確定的，可以向任何方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。物體所具有的這種運(yùn)動(dòng)的可能性，稱為自由度。在OXYZ坐標(biāo)系中，物體可以有沿X、Y、Z軸的移動(dòng)及繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，共有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，即有六個(gè)自由度。所謂工件的定位，就是采取適當(dāng)?shù)募s束措施，來消除工件的六個(gè)自由度，以實(shí)現(xiàn)工件的定位，也就是說工件完全定位需六個(gè)自由度均受約束。而在現(xiàn)實(shí)中，很多企業(yè)自動(dòng)化升級改造前，因人工作業(yè)或供貨條件限制，工件往往沒有完全定位。

如圖2所示，為某汽配自動(dòng)取料工位，該盤式工件為炮臺上料，一個(gè)炮臺摞了近四十個(gè)工件，由于缺少兩個(gè)自由度的限制，炮臺上的工件實(shí)際上是傾斜的，盡管提升機(jī)構(gòu)每次精確提升，但仍然會(huì)出現(xiàn)一次抓取兩個(gè)工件或氣抓提升時(shí)卡死的情況，因此，炮臺上料需二次定位使工件不傾斜才能抓取。實(shí)踐中，我們在炮臺上加裝了一套電磁吸機(jī)構(gòu)，將三個(gè)電磁鐵分別安裝在三根彈性導(dǎo)柱的下端面，氣缸伸出，彈性導(dǎo)柱下行，電磁鐵端壓到炮臺上的第一個(gè)工件，此時(shí)導(dǎo)柱內(nèi)彈簧被壓縮，通電后吸取工件，氣缸回縮到位，導(dǎo)柱彈出，使三個(gè)導(dǎo)柱底面處于同一水平面，這樣吸取的工件也就水平了，從而完成二次定位，保證氣抓順利抓取。這個(gè)案例的原理就是通過電磁鐵將工件脫離原定位區(qū)，用三個(gè)處于同一水平面的導(dǎo)柱底面使工件傾斜自由度獲得約束。

在實(shí)際中，我們經(jīng)常碰到一些小五金件如螺釘、襯套等采購過來時(shí)都是袋裝的，這些零件的二次定位應(yīng)用相對比較成熟，就是采用的專用的振動(dòng)盤上料，振動(dòng)盤的料斗下面有個(gè)脈沖電磁鐵，可以使料斗垂直方向振動(dòng)，由于彈簧片的傾斜，使料斗繞其垂直軸做扭擺振動(dòng)。料斗內(nèi)零件，由于受到這種振動(dòng)，而沿螺旋軌道上升，直到送到出料口。這種送料方式在汽車鈑金件的螺柱焊上非常普遍，通過振動(dòng)盤排列螺釘，再吹釘?shù)轿煌瓿陕葜?。?dāng)然，振動(dòng)盤還有分揀不同產(chǎn)品的功能，這里不作舉例敘述。

除了上述來料欠定位的情況，實(shí)踐中還會(huì)碰到已精確定位但在工件流轉(zhuǎn)過程中喪失定位精度的情況，以下為出現(xiàn)在輸送線中比較常見的二次定位方式，作為裝配中重要的傳送設(shè)備，無論是皮帶線還是滾筒線，由于自身精度限制，無法給予工件精確的定位。實(shí)踐中通常通過先把工件完全定位在工裝板上，再對工裝板的頂升或側(cè)面限位來完成工件的二次定位。圖3中兩定位銷為圓錐頭導(dǎo)向，一個(gè)圓銷，另一個(gè)為菱形銷，當(dāng)工裝板流轉(zhuǎn)到頂升機(jī)構(gòu)正上方時(shí)，氣缸將定位銷提升并插入工裝板的兩定位孔中，同時(shí)支撐塊抬起工裝板，完成了工裝板（工件）的二次定位；但也有些板類零件無需工裝板直接在滾筒線上輸送，圖4為某電梯門板自動(dòng)涂膠線上采用的一種剪刀夾緊機(jī)構(gòu)，圖中氣缸桿伸出，帶動(dòng)剪刀鉸鏈端下沉，剪刀角變小，線體面上剪刀由兩側(cè)向中間縮緊，從而完成對門板進(jìn)行兩側(cè)居中定位（輸送），這樣就保證固定在線體上方的涂膠頭每次將膠涂在門板縱向固定的位置上。

綜上所述，自動(dòng)化中完成二次定位從方法上講可以有以下幾種：（1）脫離原欠定位區(qū)，通過限制某個(gè)（些）自由度達(dá)到，如文中所提圓盤工件吸取案例，先將圓盤工件吸取脫離炮臺這個(gè)一欠定位區(qū)，懸空狀態(tài)受工件重力及導(dǎo)柱彈簧作用，從而彌補(bǔ)了工件在水平方向自由度限制的缺失；（2）通過專用設(shè)備，如振動(dòng)盤，將來料完全混亂的產(chǎn)品通過振動(dòng)按一定規(guī)律重新排列即二次定位，為下一步精確抓取或輸送提供保障；（3）通過對載體（工裝板）定位糾正，如上述的工裝板頂升機(jī)構(gòu)；（4）通過機(jī)構(gòu)限制工件在輸送中的定位丟失，如文中的剪刀夾緊機(jī)構(gòu)等等。另外，在工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)的應(yīng)用中，經(jīng)常把欠定位工件先搬運(yùn)出來，放到一個(gè)導(dǎo)正工位進(jìn)行工件的二次定位后再移到下一工序。當(dāng)然二次定位的方法還有很多，應(yīng)用成熟的精巧機(jī)構(gòu)也層出不窮，文章只是拋磚引玉，希望更多的同行參與本論題的探討。二次定位還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)即如何選擇定位基準(zhǔn)，限于篇幅，這里不作敘述。

最后需注意的是，定位雖然是限制自由度的結(jié)果，在實(shí)踐中還需具體分析，避免過定位，也要避免有些不必要的完全定位，如某些回轉(zhuǎn)體工件。另外，夾緊是保證可靠的定位，從這個(gè)意義上說，可靠的夾緊方式和機(jī)構(gòu)同樣是重要的。