CN102179784B - 多点浮动式柔性支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多点浮动式柔性支撑装置，涉及一种大型薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序中使用的支撑装置，属于机械工程领域。该装置主要由多个浮动式支撑单元(1)、单元定位板(2)、箱体(3)及液体组成；浮动式支撑单元(1)由支撑头(5)与浮动体组成，单元定位板(2)上安装多个浮动式支撑单元(1)，箱体(3)里装入液体。多点浮动式柔性支撑装置能够解决大型薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序中由于板料自重引起的变形问题，从而提供一种简单、实用的柔性支撑装置，实现大尺寸或高精度薄板类曲面零件的柔性制造。

Description

多点浮动式柔性支撑装置
技术领域
本发明公开了一种多点浮动式柔性支撑装置，涉及一种大型薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序中使用的支撑装置，属于机械工程领域。
背景技术
大型薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序中，由于板料自重会引起较大变形，大幅度地降低薄板类曲面零件的精度。为解决自重引起的变形问题，可以使用成形模具充当支撑装置，也可以手动调节多点柔性支撑装置实现支撑面与工件形面重合，解决薄板类曲面成形件自重引起的变形问题，但这些方法或需要专用的实体模具，或工作效率低，不能满足现代化生产需要。为提高工作效率，可以使用数控多点柔性夹具，但其设备造价昂贵。为解决现有技术存在的或需要实体模具、或工作效率低、或设备造价昂贵等问题，本发明公开了一种多点浮动式柔性支撑装置，可以为大型薄板类曲面零件的检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序提供一种简单、实用的柔性支撑装置，解决大型薄板类曲面零件由于自重引起的变形问题，实现大尺寸或高精度板材三维曲面件的柔性制造。
发明内容
本发明的目的在于解决大尺寸或高精度薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序中，由于板料自重引起的变形问题。本发明的多点浮动式柔性支撑装置能够解决自重引起的变形问题，可以为大型薄板类曲面零件提供一种简单、实用的柔性支撑装置，从而实现大尺寸或高精度薄板类曲面零件的柔性制造。
本发明提供了一种多点浮动式柔性支撑装置，主要由浮动式支撑单元1、单元定位板2、箱体3及液体组成；所述的浮动式支撑单元1为多个，浮动式支撑单元1与单元定位板2活动联接，箱体3里装入液体。
所述的浮动式支撑单元1通过滑动轴承或直线轴承与单元定位板2联接。
所述的浮动式支撑单元1由支撑头5与浮动体组成，浮动体的形状为等截面体或变截面体。
所述的浮动式支撑单元1的浮动体的下部可以添加配重件9。
所述的浮动体一端或两端联接有直径小于浮动体直径的导向杆，导向杆通过滑动轴承或直线轴承与单元定位板2联接。
所述的浮动式支撑单元用支撑头5为刚性体或柔性体，与被支撑件接触的部分可以伴随被支撑件形状自由摆动。
所述的浮动式支撑单元1的规格可根据工件的厚度与密度的不同进行更换。
所述的箱体3里可以装入同种液体或多种液体。
所述的多点浮动式柔性支撑装置，布置有2个以上位置或高度可调整的夹持机构14或定位机构15，夹持机构14和定位机构15可以单独或者同时使用。
技术效果：
本发明的多点浮动式柔性支撑装置能够解决大型薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序中，由于板料自重引起的变形问题，保证大尺寸或高精度薄板类曲面零件柔性制造时的精度要求。与现有的实体模具支撑方式、手动调节多点支撑装置以及数控多点柔性夹具相比，多点浮动式柔性支撑装置具有结构简单、制造成本低以及使用与维修方便等优点。多点浮动式柔性支撑装置为大型薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序提供了一种简单、实用的柔性支撑装置，有利于实现大尺寸或高精度薄板类曲面零件的柔性制造。
附图说明
图1是多点浮动式柔性支撑装置示意图。
图2是等截面浮动体支撑单元的示意图。
图3是具有上导向杆的等截面浮动体支撑单元的示意图。
图4是具有上导向杆的变截面浮动体支撑单元的示意图。
其中图4(a)是导向杆、倒圆锥形浮动体与配重件联接的示意图；
图4(b)是导向杆、弧形倒圆锥浮动体与配重件联接的示意图。
图5是具有上、下导向杆的等截面浮动体支撑单元的示意图。
图6是具有上、下导向杆的球形浮动体支撑单元的示意图。
图7是具有上、下导向杆的阶梯形浮动体支撑单元的示意图。
图8是夹持机构示意图。
图9是带有夹持机构的多点浮动式柔性支撑装置示意图。
图10是定位机构示意图。
图11是带有定位机构的多点浮动式柔性支撑装置示意图。
图中：1.浮动式支撑单元；2.单元定位板；3.箱体；4.薄板类曲面件；5.支撑头；6.等截面浮动体；7.上导向杆；8.倒圆锥形浮动体；9.配重件；10.弧形倒圆锥浮动体；11.下导向杆；12.球形浮动体；13.阶梯形浮动体；14.夹持机构；15.定位机构。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例进一步说明本发明的具体内容和工作过程。
为了解决大型薄板类曲面零件检测、划线、切割、焊接、铆接或其它制造工序中，由于板料自重引起的变形问题，保证大尺寸或高精度薄板类曲面零件柔性制造时的精度，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提供了一种多点浮动式柔性支撑装置，主要由浮动式支撑单元1、单元定位板2、箱体3及液体组成；所述的浮动式支撑单元1为多个，浮动式支撑单元1与单元定位板2活动联接，箱体3里装入液体。所述的浮动式支撑单元1通过滑动轴承或直线轴承与单元定位板2联接。被支撑件放置在支撑装置时，多个浮动式支撑单元1用相同或接近的浮力同时支撑工件，从而保证工件自重引起的变形很小。所述的浮动式支撑单元1由支撑头5与浮动体组成，浮动体的形状为等截面体或变截面体，例如浮动体可以为圆柱、锥形体、球形体或者阶梯式变截面体。所述的浮动式支撑单元1的浮动体的下部可以添加配重件9，配重件9的安装有利于实现浮动式支撑单元1在垂直方向的竖立。支撑头5与浮动体之间以及浮动体或配重件9的下部可以分别联接直径较小的上导向杆7和下导向杆11，上、下导向杆可以分别通过滑动轴承或直线轴承与上、下单元定位板联接，当然，也可以仅在支撑头5与浮动体之间安装上导向杆7，上导向杆7通过滑动轴承或直线轴承与上单元定位板2联接，导向杆的安装有利于进一步实现浮动式支撑单元1在垂直方向的竖立。所述的浮动式支撑单元用支撑头5可以为使用钢材等刚性材料的刚性体，也可以为使用聚氨酯等柔性材料的柔性体；浮动式支撑单元用支撑头5与被支撑件接触的部分可以伴随被支撑件形状自由摆动。还可以根据工件的厚度与密度的不同，变换浮动式支撑单元1的规格，以提供不同大小的浮力，实现大尺寸或高精度薄板类曲面零件的柔性支撑。所述的箱体3里可以装入同种液体或多种液体；液体可以为水、盐水、油等同种液体或其它多种液体混合液，不同比重液体的选择，有利于实现相同规格的多点浮动式柔性支撑装置可提供的浮力值的改变。为了实现薄板类曲面零件的定位，所述的多点浮动式柔性支撑装置，布置有2个以上位置或高度可调整的夹持机构14或定位机构15，使用夹持机构14可以夹住板料，使用定位机构15可以防止板料窜动。夹持机构14和定位机构15可以单独或者同时使用。
图1是多点浮动式柔性支撑装置示意图。该装置由25个浮动式支撑单元1、单元定位板2、箱体3及液体组成；多个浮动式支撑单元1通过滑动轴承或直线轴承与单元定位板2联接，所述的箱体3里装入液体。被支撑件放置在支撑装置时，多个浮动式支撑单元1用相同或接近的浮力同时支撑工件，从而保证工件自重引起的变形很小。
图2是等截面浮动体支撑单元的示意图。该支撑单元由支撑头5与浮动体组成，浮动体的形状为圆柱体，圆柱体的选择能够保证当浮动体的一部分位于液面以上时，浮力值随浮动体下沉的位移量线性增大。当然，等截面浮动体还可以为方形柱、六面柱等其他形状。
图3是具有上导向杆的等截面浮动体支撑单元的示意图。图4是具有上导向杆的变截面浮动体支撑单元的示意图。其中图4(a)是导向杆、倒圆锥形浮动体与配重件联接的示意图；图4(b)是导向杆、弧形倒圆锥浮动体与配重件联接的示意图。当然，浮动体也可以为其他形状变截面体，如阶梯式变截面体、方形柱等截面浮动体、六面柱等截面浮动体等。浮动体的下部可以联接配重件9，配重件9的安装有利于实现浮动式支撑单元1在垂直方向的竖立；支撑头5与浮动体之间安装上导向杆7，上导向杆7通过滑动轴承或直线轴承与上单元定位板2联接，上导向杆7的安装有利于进一步保证浮动式支撑单元1在垂直方向的竖立。
图5是具有上、下导向杆的等截面浮动体支撑单元的示意图。图6是具有上、下导向杆的球形支撑单元的示意图。图7是具有上、下导向杆的阶梯形浮动支撑单元的示意图。支撑头5与浮动体之间以及浮动体的下部分别联接直径较小的上导向杆7和下导向杆11，上、下导向杆可以分别通过滑动轴承或直线轴承与上下单元定位板联接，以保证浮动式支撑单元1在垂直方向的竖立；当然，也可以仅通过滑动轴承或直线轴承将上导向杆7与上单元定位板2联接，而不安装下单元定位板，以达到简化装置结构的目的。还可以根据工件的厚度与密度的不同，变换浮动式支撑单元1的规格，以提供不同大小的浮力，实现大尺寸或高精度薄板类曲面零件的柔性支撑。所述的浮动式支撑单元用支撑头5可以为使用钢材等刚性材料的刚性体，也可以为使用聚氨酯等柔性材料的柔性体；浮动式支撑单元用支撑头5与被支撑件接触的部分可以伴随被支撑件形状自由摆动。
图8是夹持机构示意图。图9是带有2个夹持机构的多点浮动式柔性支撑装置示意图。夹持机构14的使用能够保证板料被夹持机构14稳定夹持，从而实现薄板类曲面零件在多点浮动式柔性支撑装置上的定位。图10是定位机构示意图。图11是带有2个定位机构的多点浮动式柔性支撑装置示意图。定位机构15的使用可以防止板料窜动，从而替代夹持机构14实现薄板类曲面零件在多点浮动式柔性支撑装置上的定位。

Claims (4)

1.一种多点浮动式柔性支撑装置，主要由浮动式支撑单元（1）、单元定位板（2）、箱体（3）及液体组成，其特征在于，所述的浮动式支撑单元（1）为多个，浮动式支撑单元（1）与单元定位板（2）活动联接，箱体（3）里装入液体；所述的浮动式支撑单元（1）通过滑动轴承或直线轴承与单元定位板（2）联接；所述的浮动式支撑单元（1）由支撑头（5）与浮动体组成，所述支撑头（5）为刚性体或柔性体，与被支撑件接触的部分伴随被支撑件形状自由摆动，所述浮动体的形状为等截面体或变截面体；被支撑件放置在支撑装置时，多个浮动式支撑单元（1）用相同或接近的浮力同时支撑工件，从而保证工件自重引起的变形很小；根据工件的厚度与密度的不同，变换浮动式支撑单元（1）的规格，以提供不同大小的浮力，实现大尺寸或高精度薄板类曲面零件的柔性支撑；所述箱体（3）里装入一种液体或多种液体，不同比重液体的选择，实现相同规格的多点浮动式柔性支撑装置提供的浮力值的改变。
2.根据权利要求1所述的多点浮动式柔性支撑装置，其特征在于，所述的浮动式支撑单元（1）的浮动体的下部添加配重件（9）。
3.根据权利要求1所述的多点浮动式柔性支撑装置，其特征在于，所述的浮动体一端或两端联接有直径小于浮动体直径的导向杆，导向杆通过滑动轴承或直线轴承与单元定位板（2）联接。
4.根据权利要求1所述的多点浮动式柔性支撑装置，其特征在于，该装置布置有2个以上位置或高度可调整的夹持机构（14）或/和2个以上位置或高度可调整的定位机构（15），夹持机构（14）和定位机构（15）单独或同时使用。
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