CN104827315A - 用于定位工件的工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于定位工件的工装，该工装（10，10'）包括：工装基体（20，20'），在所述工装基体（20，20'）上设置有用于放置具有不同形状和/或尺寸的工件的多个布置线路（25，25'）；以及定位装置（30，30'），所述定位装置（30，30'）适于将所述工件定位在相应的布置线路（25，25'）上。根据本发明，可以将多个不同的工件稳定地装夹在同一个工装夹具上而不需要工装夹具的换型/更换，因此能够避免由于工装夹具的换型而引起的误差从而能够提高工件处理精度并且能够提高工作效率。

Description

用于定位工件的工装

技术领域

本发明涉及一种用于定位工件的工装。

背景技术

在例如机械加工中需要使用夹具，以对工件进行夹持定位，从而能够对工件进行加工（例如切割）、装配、检测等各种操作。特别地，工装（成套专用夹具）能够用来迅速地、方便地紧固工件。

例如，存在这样的切管设备，在这些切管设备中，当需要加工不同形状和/或尺寸的管件时，需要使用多套不同工装。这增加了工装换型的时间从而降低加工效率，而且工装的换型还会引起切割误差的产生从而减低管件切割精度。另外，多套不同工装的使用还需要额外储存空间来存放备用工装，同时也增加了相关成本。

这里，应当指出的是，本部分中所提供的技术内容旨在有助于本领域技术人员对本发明的理解，而不一定构成现有技术。

发明内容

在本部分中提供本发明的总概要，而不是本发明完全范围或本发明所有特征的全面公开。

本发明的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种可以将多个不同的工件稳定地装夹在同一个工装上而不需要工装的换型/更换的工装夹具。

本发明的一个或多个实施方式的另一目的是提供一种能够避免由于工装换型而引起的误差从而能够提高工件处理精度并且能够提高工作效率的工装夹具。

本发明的一个或多个实施方式的又一目的是提供一种由于仅需要一套工装而能够免除需要额外储存空间来存放备用工装同时也节约了相关成本的工装夹具。

为了实现上述目的中的一个或多个，根据本发明，提供一种工装，包括：工装基体，在所述工装基体上设置有用于放置具有不同形状和/或尺寸的工件的多个布置线路；以及定位装置，所述定位装置适于将所述工件定位在相应的布置线路上。

根据本发明的一个或多个实施方式，可以将多个不同的工件（例如具有不同形状和/或尺寸的工件）稳定地装夹在同一个工装夹具上而不需要工装夹具的换型/更换，因此能够避免由于工装夹具的换型而引起的误差从而能够提高工件处理精度并且能够提高工作效率。另外，由于仅需要一套工装夹具，还能够免除需要额外储存空间来存放备用工装夹具，同时显然地也节约了相关成本。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本发明的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是主要示出根据本发明第一实施方式的安装在切管机上的工装夹具的立体图；

图2是示出根据本发明第一实施方式的工装夹具的俯视图；

图3A-3C分别是示出根据本发明第一实施方式的工装夹具的定位组件的俯视图、立体图和剖视图；

图4是示出根据本发明第二实施方式的工装夹具的立体图；

图5是示出根据本发明第二实施方式的工装夹具的俯视图；以及

图6是示出根据本发明第二实施方式的工装夹具的定位组件的侧视图。

具体实施方式

下面参照附图、借助示例性实施方式对本发明进行详细描述。对本发明的以下详细描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用途的限制。

首先，参照图1、图2和图3A-3C描述根据本发明第一实施方式的工装夹具10。其中，图1是主要示出根据本发明第一实施方式的安装在切管机上的工装夹具的立体图，图2是示出根据本发明第一实施方式的工装夹具的俯视图，而图3A-3C分别是示出根据本发明第一实施方式的工装夹具的定位组件的俯视图、立体图和剖视图。

如图1所示，工装夹具（也称为工装）10可以包括大底板20（用作根据本发明的工装基体）。大底板20可以固定在如图1所示的切管机90上或其它相应设备（例如焊接设备或检测设备）上（切管机90和其它相应设备用作根据本发明的处理设备）。大底板20可以具有如图2所示的平面形状，也可以具有任何其它合适的平面形状，只要大底板20适于在其上表面22上放置多个待处理的管件80A-80F并且适于安装在相应设备上。这里，可以构想，在一些情况下，大底板20进而工装夹具10也可以不安装至执行切割等操作的相应设备上。例如，工装夹具10可以安装在与相应设备相邻的另一装置上，只要工装夹具10仍然能够适当地夹持工件以供相应设备执行相应操作。

在大底板20上（具体为在大底板20的上表面22上）可以设置多个布置线路25，这些布置线路可以分别用于放置具有不同形状和/或尺寸的管件。在图示的示例中（参见图2），在大底板20上可以设置第一布置线路25a、第二布置线路25b、第三布置线路25c、第四布置线路25d、第五布置线路25e以及第六布置线路25f。例如，如图1所示的管件80F可以沿着第六布置线路25f放置在大底板20上。这里，应当指出的是，布置线路的数目和形状可以适当地变化，只要与待处理管件的数目和形状相适应即可。

至少一个布置线路可以与一个或多个其它布置线路相交。例如，如图2所示，第六布置线路25f与第四布置线路25d在相交点25df处相交、并且与第三布置线路25c在相交点25cf处相交。通过这种方式，可以在尽可能小的大底板20上设置尽可能多的布置线路。

至少一个布置线路可以与一个或多个其它布置线路部分地重叠。例如，如图2所示，第二布置线路25b与第三布置线路25c在重叠区段25V处部分地重叠。通过这种方式，也可以在尽可能小的大底板20上设置尽可能多的布置线路。

另外，根据具体情况，至少一个布置线路可以不与一个或多个其它布置线路相交。例如，如图2所示，第六布置线路25f不与第五布置线路25e在大底板20上相交也不与后者重叠。通过这种方式，在需要的情况下，可以同时地将至少两个管件放置在同一个工装夹具10上而不相互干涉，由此可以实现利用同一个切割工具对这至少两个管件进行同时切割。

各布置线路在大底板20上具有处理端，该处理端用于放置相应管件的待切割端部（图1中仅标示出管件80F的待切割端部80Fe，并且待切割端部对应于根据本发明的待处理端部）。例如，如图2所示，第六布置线路25f具有处理端25fg。在优选的示例中，各布置线路的处理端彼此靠近或重合，使得在将各管件放置在相应布置线路上之后，各管件的待切割端部均位于切割机90的单个切割区域CR处（切割机90的切割盘92在该切割区域CR处执行切割处理）。例如，如图2所示，第一至第六布置线路的处理端彼此靠近或重合从而均位于大底板20上的处理端汇聚区CN处。这里，从图2可以看出，至少第二布置线路25b的处理端与第三布置线路25c的处理端是彼此重合的。

通过使各布置线路的处理端汇聚在处理端汇聚区CN处，可以确保各管件的待切割端部均位于切割机90的同一个切割区域处，由此允许使用仅具有单个切割区域的切割机。然而，在使用具有多个切割区域的情况下，各布置线路的处理端可以不必汇聚在同一个汇聚区。

在优选的示例中，在大底板20上标示出各布置线路的线路标记。例如，如图2所示，对于第六布置线路25f，可以以连续线条标示出第六布置线路25f（即第六布置线路25f的延伸路径）。另外，可选地，可以将“管件型号（工件标号）”标示在各布置线路的线路标记附近。通过这种方式，便于操作工识别出各布置线路，并且便于操作工将待切割管件放置在正确的布置线路上。这里，作为替代方案，可以例如使用不同颜色的线条标示出不同的布置线路，或者可以例如使用不同形式的线条（比如实线、点划线等后者粗线、细线等）标示出不同的布置线路。

根据本发明第一实施方式，可以为各布置线路设置一个或多个定位装置30。定位装置30可以包括定位组件32和/或定位销39。例如，如图2所示，对于第六布置线路25f，可以沿着第六布置线路25f的延伸路径设置两个定位组件32以及两个定位销39。对于第二布置线路25b，可以沿着第二布置线路25b的延伸路径仅设置一个定位组件32。这里，可以构想，在一个或多个布置线路中，可以仅设置位于布置线路的单侧或双侧的定位销39，各定位销39适于从一侧抵接放置在布置线路上的管件。这里，有利的是，将定位装置30设置在布置线路的重叠区段。通过这种方式，允许两个或更多个布置线路公用该定位装置30，从而可以简化工装夹具的结构并可以节约相关成本。

在这方面，甚至可以构想，在一些情况下，可以不为一个或多个布置线路提供定位装置30。这些情况例如：切割机90或其它相应设备已在切割区域CR或其它处理区域处为例如管件提供适当的夹紧（例如，如图2所示通过切割机90的一个或多个限位块94来提供这种夹紧作用）；以及对工件所进行的处理（例如，对工件进行尺寸检测）不需要工件被牢固地和精确地定位。

参照图3A-3C，定位组件32实施为弹性柱塞式夹紧组件32。夹紧组件32可以包括基部33、立柱34以及夹紧销35。

基部33具有上表面33a，当将夹紧组件32（例如固定地）安装至大底板20（例如安装至形成在大底板20的上表面22处的未标示的容纳槽）时，有利的是基部33的上表面33a与大底板20的上表面22基本平齐。通过这种方式，可以使管件更加稳定地放置在大底板20上。

立柱34从基部33的一端向上延伸并且设置有容纳孔38。在容纳孔38中安装有偏压弹簧37和柱塞36。

夹紧销35从基部33的另一端向上延伸。夹紧销35可以与基部33一体地形成也可以与基部33分体地形成。在分体形成的情况下，夹紧销35可以以夹紧销35与立柱34的相对距离不能改变的方式固定地安装至基部33。作为替代方案，夹紧销35也可以以夹紧销35与立柱34的相对距离能够改变的可调整方式固定地安装至基部33，例如，可以在基部33上设置长形槽，夹紧销35可以沿着长形槽朝向立柱34滑动或者滑动离开立柱34，然后在将夹紧销35调整至所需要的位置之后再将夹紧销35固定至基部33。通过夹紧销的这种可调整设计，可以使单个布置线路适于容纳具有不同尺寸（管外径）的多个不同管件。

基部33、立柱34和夹紧销35一起限定用于容纳管件的容纳空间RS。

偏压弹簧37和柱塞36在容纳孔38中安装成使得偏压弹簧37朝向容纳空间RS偏压柱塞36。柱塞36具有在正常情况下从容纳孔38突出的抵接端36a，抵接端36a适于抵接放置在容纳空间RS中的管件从而有助于将管件稳定地夹持在容纳空间RS中。在优选的示例中，抵接端36a呈球头状，这有助于将管件顺利地放置在容纳空间RS中以及顺利地将管件移出容纳空间RS。

在优选的示例中，工装夹具10还包括小底板40（用作根据本发明的附加基体）。小底板40可以在切割区域CR的另一侧（该另一侧与大底板20所固定的那一侧相反）固定在切管机90上。管件的待切割端部的末端（例如如图1所示的管件80F的待切割端部80Fe的末端80Ft）可以放置在小底板40上。通过设置小底板40，可以进一步稳定地放置和夹持管件。

在优选的示例中，小底板40设置有长形延伸部48（参见图2，并且长形延伸部48对应于根据本发明的第二延伸部）。另外，可选地，大底板也可以设置长形延伸部（在图1和图2中未示出，但是可参见图4中示出的长形延伸部28'，并且长形延伸部28'对应于根据本发明的第一延伸部）。在大底板20和小底板40固定地安装至切管机90的状态下，长形延伸部28'和48均延伸至切割区域CR中但是彼此间隔开预定距离D（参见图4）以留出供切割盘92执行操作的空间，并且优选地被限位块94夹在中间。通过设置长形延伸部，一方面可以使大底板20和小底板40更加稳定地安装至切割机90，而另一方面则为管件提供附加的支撑从而使管件更加稳定地放置在工装夹具10上。

根据本发明第一实施方式的工装夹具10适合用于对质量流量计的管件（管外径例如为18mm至45mm）以及各种具有复杂形状的管件进行定位。

下面描述根据本发明第一实施方式的工装夹具10的示例性操作过程。

在大底板20和小底板40安装至切割机的状态下，将需要进行切割的管件放置在相应布置线路上。在该过程中，管件的相应区段被插入定位组件30的容纳空间RS中，在插入期间，管件的相应区段压靠柱塞36的球头状抵接部36a从而迫使柱塞朝向容纳孔38内移动，而在管件的相应区段完全插入容纳空间RS中之后，柱塞36借助于偏压弹簧37的偏压力而重新朝向容纳空间RS移动并且球头状抵接部36a抵接管件的相应区段的上部分，由此将管件牢固地夹持在工装夹具10上。此时，在采用定位销39的情况下，定位销39也抵靠管件的相应区段，由此也能够将管件稳定地夹持在工装夹具10上。

接着，启动切割机90以利用切割盘92执行切割操作。在切割完成之后，将已被切割的管件从工装夹具10拆卸。之后，当需要对另一管件进行切割时，在无需拆除工装夹具10的情况下亦即在使用同一个工装夹具的情况下，将另一管件放置在与该另一管件相应的布置线路上并执行切割操作。以相似的步骤，可以对第三管件、第四管件等等管件执行切割操作。当然，如上所述，在一些情况下，也可以同时地对两个或更多个管件执行切割操作。

根据本发明第一实施方式，可以将多个不同的管件（具有不同形状和/或尺寸的管件）稳定地装夹在同一个工装夹具上而不需要工装夹具的换型/更换，因此能够避免由于工装夹具的换型而引起的误差从而能够提高管件切割精度并且能够提高工作效率。另外，由于仅需要一套工装夹具，还能够免除需要额外储存空间来存放备用工装夹具，同时显然地也节约了相关成本。

下面，参照图4、图5和图6描述根据本发明第二实施方式的工装夹具10'。其中，图4是示出根据本发明第二实施方式的工装夹具的立体图，图5是示出根据本发明第二实施方式的工装夹具的俯视图，而图6是示出根据本发明第二实施方式的工装夹具的定位组件的侧视图。

为了简便起见，下面将主要描述第二实施方式与第一实施方式的主要不同之处。

在第二实施方式中，设置在工装夹具10'的大底板20'（用作根据本发明的工装基体）上的多个布置线路25'可以实施为沟槽形式。在图示的示例中，至少一个布置线路25'采用所谓的部分沟槽形式，亦即布置线路25'的一部分由沟槽构成而其余部分是相对敞开的（如同第一实施方式）。在第二实施方式中，定位装置30'可以包括肘节夹紧组件32'。特别参见图6，通过操作肘节夹紧组件32'的操作杆33'，可以使肘节夹紧组件32'在夹紧状态（如图6所示的状态）与释放状态之间切换。在夹紧状态下肘节夹紧组件32'的夹紧头34'抵靠处于沟槽中的管件的顶部。在第二实施方式中，可选地，也可以设置小底板40'（用作根据本发明的附加基体）。

在第二实施方式中，可以在沟槽（布置线路）25'中设置排出例如冷却液的排液孔29。通过这种方式，可以避免例如用于切割操作等的冷却液滞留在采用沟槽形式的布置线路25'中。

根据本发明第二实施方式的阀针组件10'的操作过程与根据本发明第一实施方式的阀针组件10的操作过程基本相似。

根据本发明第二实施方式，可以实现与本发明第一实施方式相似的技术效果。而且，根据第二实施方式，由于采用呈沟槽形式的布置线路以及采用肘节夹紧组件，相对于第一实施方式，可以进一步牢固地和精确地定位管件，这对于管件的定位需要更加牢固和精确的应用情形而言是有利的。

根据本发明的工装夹具可以容许多种不同变型。

尽管上文中提及根据本发明的工装夹具适合用于对质量流量计的管件进行定位，然而根据本发明的工装夹具也可以用于对其它工件（例如包括非管件在内的其它工件）进行定位。

尽管上文中主要描述根据本发明的工装夹具用于在切管机中对管件进行定位以执行切割操作，然而根据本发明的工装夹具也可以用于在其它设备（例如焊接设备或检测设备）中对其它工件进行定位以执行其它处理（例如焊接或检测）。

另外，定位装置不限于上文所描述的弹性柱塞式夹紧组件32、定位销39和肘节夹紧组件32'，而是可以采用任何其它合适的定位装置。

另外，可以构想，将弹性柱塞式夹紧组件32和定位销39应用在根据第二实施方式的工装夹具10'中，或者将肘节夹紧组件32'应用在根据第一实施方式的工装夹具10中。还可以构想，在第一实施方式的工装夹具10中或者在根据第二实施方式的工装夹具10'中混合地使用敞开式布置线路25a-25f和沟槽式布置线路25'。

总之，在根据本发明的工装中，可以包括以下有利方案。

在根据本发明的工装中，所述布置线路中的至少一个布置线路与一个或多个其它布置线路相交。

在根据本发明的工装中，所述布置线路中的至少一个布置线路与一个或多个其它布置线路部分地重叠。

在根据本发明的工装中，所述布置线路中的至少一个布置线路不与一个或多个其它布置线路相交和重叠，由此允许在所述工装上同时地放置至少两个工件。

在根据本发明的工装中，所述布置线路的处理端彼此靠近和/或重合从而汇聚在所述工装基体上的处理端汇聚区处。

在根据本发明的工装中，在所述工装基体上标示用于指示所述布置线路的延伸路径的线路标记，并且在所述线路标记附近标示与相应的工件对应的工件标号。

在根据本发明的工装中，所述工装基体安装在用于对所述工件执行处理的处理设备上。

在根据本发明的工装中，所述工装还包括附加基体，所述工件的待处理端部的末端能够放置在所述附加基体上。

在根据本发明的工装中，所述工装基体设置有第一延伸部，并且所述附加基体设置有第二延伸部，所述第一延伸部和所述第二延伸部适于支撑所述工件的待处理端部。

在根据本发明的工装中，所述第一延伸部和所述第二延伸部由对所述工件执行处理的处理设备的处理区域处的限位块夹在中间。

在根据本发明的工装中，所述定位装置包括弹性柱塞式夹紧组件和/或定位销。

在根据本发明的工装中，所述夹紧组件包括基部、立柱以及夹紧销。

在根据本发明的工装中，所述立柱从所述基部的一端向上延伸并且设置有容纳孔，在所述容纳孔中安装有偏压弹簧和柱塞，所述夹紧销从所述基部的另一端向上延伸，以及所述基部、所述立柱和所述夹紧销一起限定适于容纳所述工件的容纳空间。

在根据本发明的工装中，所述偏压弹簧和所述柱塞在所述容纳孔中安装成使得所述偏压弹簧朝向所述容纳空间偏压所述柱塞。

在根据本发明的工装中，所述柱塞具有在正常情况下从所述容纳孔突出的球头状抵接端。

在根据本发明的工装中，所述夹紧销以所述夹紧销与所述立柱的相对距离能够改变的可调整方式安装至所述基部。

在根据本发明的工装中，所述布置线路形成为从所述工装基体的上表面向下凹陷的沟槽状布置线路。

在根据本发明的工装中，所述定位装置包括肘节夹紧组件。

在根据本发明的工装中，在所述布置线路中设置排液孔。

在根据本发明的工装中，所述定位装置中的至少一个定位装置由所述布置线路中的至少两个布置线路共用。

在根据本发明的工装中，所述工件是管件。

在根据本发明的工装中，所述处理设备是切管机。

虽然已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体示例/实施方式。在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改变。

Claims (22)

1.一种工装（10，10'），包括：

工装基体（20，20'），在所述工装基体（20，20'）上设置有用于放置具有不同形状和/或尺寸的工件的多个布置线路（25，25'）；以及

定位装置（30，30'），所述定位装置（30，30'）适于将所述工件定位在相应的布置线路（25，25'）上。

2.根据权利要求1所述的工装（10，10'），其中，所述布置线路（25，25'）中的至少一个布置线路（25f）与一个或多个其它布置线路（25d，25c）相交。

3.根据权利要求1所述的工装（10，10'），其中，所述布置线路（25，25'）中的至少一个布置线路（25b）与一个或多个其它布置线路（25c）部分地重叠（25V）。

4.根据权利要求1所述的工装（10，10'），其中，所述布置线路（25，25'）中的至少一个布置线路（25f）不与一个或多个其它布置线路（25e）相交和重叠，由此允许在所述工装（10，10'）上同时地放置至少两个工件。

5.根据权利要求1所述的工装（10，10'），其中，所述布置线路（25，25'）的处理端（25fg）彼此靠近和/或重合从而汇聚在所述工装基体（20，20'）上的处理端汇聚区（CN）处。

6.根据权利要求1所述的工装（10，10'），其中，在所述工装基体（20，20'）上标示用于指示所述布置线路（25，25'）的延伸路径的线路标记，并且在所述线路标记附近标示与相应的工件对应的工件标号。

7.根据权利要求1所述的工装（10，10'），其中，所述工装基体（20，20'）安装在用于对所述工件执行处理的处理设备（90）上。

8.根据权利要求1所述的工装（10，10'），其中，所述工装（10，10'）还包括附加基体（40，40'），所述工件的待处理端部（80Fe）的末端（80Ft）能够放置在所述附加基体（40，40'）上。

9.根据权利要求8所述的工装（10，10'），其中，所述工装基体（20，20'）设置有第一延伸部（28'），并且所述附加基体（40，40'）设置有第二延伸部（48），所述第一延伸部（28'）和所述第二延伸部（48）适于支撑所述工件的待处理端部（80Fe）。

10.根据权利要求9所述的工装（10，10'），其中，所述第一延伸部（28'）和所述第二延伸部（48）由对所述工件执行处理的处理设备（90）的处理区域（CR）处的限位块（94）夹在中间。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的工装（10，10'），其中，所述定位装置（30）包括弹性柱塞式夹紧组件（32）和/或定位销（39）。

12.根据权利要求11所述的工装（10，10'），其中，所述夹紧组件（32）包括基部（33）、立柱（34）以及夹紧销（35）。

13.根据权利要求12所述的工装（10，10'），其中

所述立柱（34）从所述基部（33）的一端向上延伸并且设置有容纳孔（38），在所述容纳孔（38）中安装有偏压弹簧（37）和柱塞（36），

所述夹紧销（35）从所述基部（33）的另一端向上延伸，以及

所述基部（33）、所述立柱（34）和所述夹紧销（35）一起限定适于容纳所述工件的容纳空间（RS）。

14.根据权利要求13所述的工装（10，10'），其中，所述偏压弹簧（37）和所述柱塞（36）在所述容纳孔（38）中安装成使得所述偏压弹簧（37）朝向所述容纳空间（RS）偏压所述柱塞（36）。

15.根据权利要求14所述的工装（10，10'），其中，所述柱塞（36）具有在正常情况下从所述容纳孔（38）突出的球头状抵接端（36a）。

16.根据权利要求13所述的工装（10，10'），其中，所述夹紧销（35）以所述夹紧销（35）与所述立柱（34）的相对距离能够改变的可调整方式安装至所述基部（33）。

17.根据权利要求1至10中任一项所述的工装（10，10'），其中，所述布置线路（25'）形成为从所述工装基体（20'）的上表面向下凹陷的沟槽状布置线路。

18.根据权利要求17所述的工装（10，10'），其中，所述定位装置（30'）包括肘节夹紧组件（32'）。

19.根据权利要求17所述的工装（10，10'），其中，在所述布置线路（25'）中设置排液孔（29）。

20.根据权利要求1至10中任一项所述的工装（10，10'），其中，所述定位装置（30，30'）中的至少一个定位装置由所述布置线路（25，25'）中的至少两个布置线路共用。

21.根据权利要求1至10中任一项所述的工装（10，10'），其中，所述工件是管件。

22.根据权利要求7或10所述的工装（10，10'），其中，所述处理设备（90）是切管机（90）。