CN106862959B - 夹具、加工组件和加工组件的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种夹具、加工组件和加工组件的使用方法，夹具与机床配合使用，夹具包括：夹紧机构，设置在机身上，夹紧机构包括机械手、弹性支撑组件和夹头，弹性支撑组件连接机械手和夹头，夹头用于夹持异形零件；固定组件，安装在工作台上，固定组件包括顶部设置有开口的容器和支撑件，容器用于容纳相变材料，支撑件安装在容器内部；其中夹头夹持异形零件按加工定位要求通过容器的开口处将异形零件与支撑件相抵，异形零件、支撑件、容器通过相变材料固化固联在一起。本发明提供的夹具，避免了异形零件在定位过程中零件姿态存在不确定性的问题，为机械精加工提供了固定强度和刚性高、加工基准可重复性好的夹具，提高用户使用的满意度。

Description

夹具、加工组件和加工组件的使用方法

技术领域

本发明涉及机械加工控制领域，具体而言，涉及一种夹具、加工组件和加工组件的使用方法。

背景技术

目前在精密加工过程中，通常需要将被加工机械零件牢牢固定在机床工作台上，为了得到统一的加工基准需要维持夹持的固定零件其定位和姿态的一致性，对于有较大基准平面的零件而言，常用的固定方式有边缘压紧和磁力压紧等，其中边缘压紧适用于加工力较大场合，如大余量铣削等；磁力压紧适用于铁磁性零件及加工力较小场合，如精密磨削等。对于基准平面较小且几何形状复杂的零件，为保证挟持的刚性与强度，通常须在机床工作台和零件间插入一个中间部件用于零件固定，即夹具。夹具在与机床工作台结合面上提供了大尺寸的基准平面和便捷的边缘压紧、磁吸压紧操作，在面向零件一侧提供准确、可重复的固定参考、多点支撑及多点锁定功能。

而对于完全没有基准平面的异形零件而言，目前主要的固定方法是采用柔性夹具。柔性夹具通常采用相变材料如低温合金等将零件与夹具壳体浇铸成整体后进行加工，加工完成后通过加温等手段液化相变材料，实现零件的分离及取出。但相关技术中的异形零件夹具存在体积臃肿，刚性和强度不足的问题，不适用于精密加工，且夹具使固定后的零件姿态存在不确定性，加工基准可重复性差的问题，影响产品的加工。因此，如何设计出一种固定强度和刚性高、加工基准可重复性好的异形零件的夹具成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的第一方面的实施例提出了一种夹具。

本发明的第二方面实施例，还提出了一种加工组件。

本发明的第三方面实施例，还提出了一种加工组件的使用方法。

有鉴于此，根据本发明的第一方面的实施例，本发明提出了一种夹具，用于异形零件，与机床配合使用，机床包括工作台和机身，工作台位于机身的上方且与机身滑动连接，夹具包括：夹紧机构，设置在机身上，夹紧机构包括机械手、弹性支撑组件和夹头，弹性支撑组件连接机械手和夹头，夹头用于夹持异形零件；固定组件，安装在工作台上，固定组件包括顶部设置有开口的容器和支撑件，容器用于容纳相变材料，支撑件安装在容器内部；其中，夹头夹持异形零件按加工定位要求通过容器的开口处将异形零件与支撑件相抵，异形零件、支撑件、容器通过相变材料固化固联在一起。

本发明提供的用于异形零件的夹具，与机床配合使用，夹具包括夹紧机构和固定组件，其中夹紧装置设置在机身上，包括机械手、弹性支撑组件和夹头，固定组件安装在工作台上，包括容器和支撑件，通过弹性支撑组件连接机械手和夹头，夹头夹持异形零件按加工定位要求通过容器的开口处将异形零件与支撑件相抵，容器内容纳的变相材料固化将异形零件、支撑件和容器固联在一起实现零件的固定，使得弹性支撑组件在夹头夹持异形零件与支撑件相抵时能够自适应调整异形零件的空间姿态，使异形零件与支撑件精确定位且相互压紧，避免零件姿态存在不确定性使加工基准可重复性差的问题，为精密机械加工提供了稳定性好、固定强度和刚度高，加工基准可重复性好的夹具，提高异形零件的加工效率，提高用户使用的满意度。

进一步地，支撑件安装在容器内部，且异形零件通过夹头夹持与支撑件相抵，使得容器内的变相材料在固化过程中支撑件与异形零件紧密压紧不会发生位置变化，避免支撑件悬浮在容器内使的变相材料在固化过程中因体积发生变化而影响异形零件的定位，有效地提高了异形零件定位的准确性，使夹具的加工基准可重复性较好，提高用户使用的满意度，且变相材料在固化过程中，异形零件始终被与弹性支撑组件连接的夹头压紧在支撑件上，挟持定位稳定性高、可重复性好，提高了定位的准确性。

进一步地，机床包括机身和与机身滑动连接的工作台，固定组件安装在工作台上，使得工作台相对机身滑动即可使固定组件按照异形零件的加工定位要求进行定位，操作简单，容易控制，提高定位效率，进而提高加工效率。进一步地，支撑件可以为异形零件的阴模型腔，阴模型腔的形状与异形零件底部轮廓相同。进一步地，机械手为六自由度关节式机械手，扩大了机械手的运动范围，提高了机械手运动的灵活性和准确性，有效地保证了夹头夹持异形零件的准确性和灵活性，提高定位的准确性。

进一步地，容器内部的横截面大于异形零件在加工姿态下的最大横截面，容器的深度满足将异形零件浸入其中、待加工部位暴露在外，进而保证容器内变相材料固化后能够将异形零件、支撑件和容器紧密、牢固地连接在一起，且保证异形零件定位的稳定性，保证异形零件在加工过程中不会发生位移而影响加工精度，保证定位的准确性和加工的稳定性，提高了异形零件固定的强度和高度，提高用户使用的满意度。

进一步地，变相材料可以为水，包括普通自来水、工业废水等，节约水资源且避免二次污染，同时避免了相关技术中使用低熔点合金作为变相材料成本高且存在重金属毒性危害操作人员健康的问题，有效地提高能源的利用率且降低使用成本，保证了操作人员的身体健康，提高用户使用的满意度。进一步地，夹具包括夹紧结构和固定组件，结构简单，体积较小，避免相关技术中夹具结构体积小大臃肿而影响机床加工，有效地提高了机床加工的灵活性和准确性，提高用户使用的满意度。

另外，本发明提供的上述实施例中的夹具还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，还包括：弹性支撑组件包括：壳体、球关节、至少一个弹性件和伸缩杆，壳体的一端设置有开口，至少一个弹性件均匀、等距地设置在壳体开口端的内周壁上，球关节设置在壳体另一端内侧底部的几何中心处，伸缩杆的一端与球关节相连接，伸缩杆的另一端与至少一个弹性件和夹头相连接。

在该技术方案中，弹性支撑组件包括壳体、球关节、至少一个弹性件和伸缩杆，通过壳体的一端设置有开口，至少一个弹性件均匀、等距地设置在壳体开口端的内周壁上，球关节设置在壳体另一端内侧底部的几何中心处，伸缩杆的一端与球关节相连接，伸缩杆的另一端与至少一个弹性件和夹头相连接，使得夹头夹持异形零件与支撑件相抵接时，弹性伸缩杆在至少一个弹性件和球关节的作用下可进行伸缩、摆动、扭转复合运动，进而使得夹头夹持的异形零件与支撑件相抵接时姿态唯一，相对稳定且紧密压紧，有效地提高了异形零件定位的准确性，使夹具的加工基准可重复性较好，提高加工精度，提高用户使用的满意度。进一步地，弹性件的不同数量能够满足壳体、伸缩杆不同结构的需求，适用范围广泛。

进一步地，机械手设置在机身上，与机械手通过弹性支撑组件连接的夹头夹持异形零件按加工定位要求将异形零件由放置位置搬运至容器上方与支撑件相抵时，其在容器上方的末端定位点在机械手控制坐标系内存在过行程，且过行程的幅度大于异形零件抓取姿态偏差、机床工作台定位偏差、机械手末端定位点偏差的累计值，过行程导致异形零件在逼近容器过程中，与容器中的支撑件存在一定幅度的位置冲突，由于弹性支撑组件以球形关节中心为原点，弹性伸缩杆末端具有3个空间平移自由度和3个空间扭转自由度，每个自由度上的偏移会产生与偏移方向相反、正比于偏移幅度的弹性约束力，因此，异形零件与支撑件相抵时的位置冲突全部被弹性支撑组件的被动变形所吸收，弹性支撑组件被动变形在3个空间平移自由度和3个空间扭转自由度上所产生的弹性约束力，自适应调整异形零件与支撑件相抵接时的姿态，实现异形零件与支撑件的精准定位并相互压紧，为精密机械加工提供稳定性好、可重复性高的加工基准，且弹性支撑组件为无源元件，无需施加额外的控制能源和控制信号，可显著降低异形零件挟持和搬运过程中对机械手定位精度的要求。

在上述任一技术方案中，优选地，至少一个弹性件均匀、等距的连接在伸缩杆另一端的外周壁上。

在该技术方案中，至少一个弹性件均匀、等距的连接在伸缩杆另一端的外周壁上，有利于伸缩杆能够自由、敏捷、灵活的进行伸缩、摆动、扭转复合运动，使伸缩杆在其周向上受力均匀且平均分布，使与伸缩杆连接的夹头夹持的异形零件与支撑件相抵时定位准确且牢牢压紧，提高定位的准确性。

在上述任一技术方案中，优选地，壳体为圆柱壳体。

在该技术方案中，壳体为圆柱壳体，圆柱壳体有利于至少一个弹性件均匀、等距地与壳体开口端的内壁相连接，使圆柱壳体在其周向上受力均匀且平均分布，进而使得伸缩杆能够自由、敏捷、灵活的进行伸缩、摆动、扭转复合运动，提高与伸缩杆相连接的夹头运动的灵活性和准确性，提高定位精度。进一步地，圆柱壳体与伸缩杆的几何中心重合，有利于至少一个弹性件均匀、等距地与圆柱壳体和伸缩杆相连接，使得在夹头释放的状态下伸缩杆能够与机械手末端的定位点相重合，提高夹头与机械手末端定位的重合度，进而提高定位的准确性。

在上述任一技术方案中，优选地，容器内部的侧壁为波浪结构；支撑件的外侧壁上设置有凸起结构。

在该技术方案中，容器内部的侧壁为波浪结构，波浪结构使容器内部横截面积的大小呈周期性变化，进而使得容器内变相材料在固化过程中，固化后的变相材料与容器内部通过变截面方式耦合，可避免固化后的变相材料整体松动、脱落而影响加工精度，有效地保证了变相材料在固化后能够将异形零件、支撑件和容器牢牢地固定在一起，使异形零件的固定强度和刚度较高，保证加工过程中夹具的稳定性，进而使加工基准重复性较好，提高加工精度。

支撑件的外侧壁上设置有凸起结构，凸起结构在容器内的变相材料固化后，能够与固化后的变相材料、容器内部侧壁的波浪结构形成双重变截面耦合关系，有效地避免了固化后的变相材料发生整体松动、脱落的情况，进一步加强了变相材料固化后将异形零件、支撑件和容器固联在一起的牢固性，使异形零件的固定强度和刚度较高，保证加工过程中夹具的稳定性，提高用户使用的满意度。

进一步地，容器的开口设置有竖直开口，使得变成材料在固化过程中可以向上自由膨胀而不会损失容器的内腔，有效地提高了产品的可靠性，提高产品的质量，提高用户使用的满意度。

在上述任一技术方案中，优选地，波浪结构设置有延伸至容器内部的金属丝。

在该技术方案中，波浪结构设置有延伸至容器内部的金属丝，使得金属丝在容器内的变相材料固化过程中一同固化，进而增加了固化后变相材料的抗拉强度和断裂强度，提升了固化后变相材料的耐受力，使得异形零件在加工过程中能够牢牢、稳定的固定在容器内部，保证了异形零件良好地固定强度和刚度，保证了定位的准确性和良好地加工精度。

在上述任一技术方案中，优选地，容器内部的底壁和支撑件中的一个上设置有卡槽，容器内部的底部和支撑件中的另一个上设置有与卡槽相配合的卡扣。

在该技术方案中，容器内部的底壁和支撑件中的一个上设置有卡槽，容器内部的底壁和支撑件中的另一个上设置有与卡槽相配合的卡扣，通过卡槽和卡扣的配合连接将支撑件安装在容器内部，操作简单，有利于安装和拆卸，同时，可以根据所加工异形零件的不同结构和不同参数，快速安装或更换相应的支撑件，有效地提高了定位和加工效率，提高生产效率。进一步地，也可以通过满足要求的其他方式将支撑件安装在容器内部。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：温控系统；容器为中空夹层结构，中空夹层结构连通波浪结构和卡槽或卡扣，中空夹层结构与温控系统相连接，并与温控系统导入的低温介质构成冷却回路，与温控系统导入的高温介质构成加热回路。

在该技术方案中，夹具还包括温控系统，容器为中空夹层结构，中空夹层结构与温控系统相连接，并与温控系统导入的低温介质构成冷却回路，与温控系统导入的高温介质构成加热回路，使得在温控系统导入低温介质时容器内容纳的液体变相材料在冷却回路中低温介质的作用下快速固化，进而将夹头夹持的异形零件、支撑件和容器固联在一起，实现了异形零件的准确定位且牢固地固定在容器内，有利于加工；使得在温控系统导入高温介质时容器内固化后的变相材料在加热回路中高温介质的作用下快速液化，进而将异形零件、支撑件和容器相分离，有利于通过夹头将加工后的异形零件取出或搬运至异形零件的存放处或下料工位，方便用户使用。

通过中空夹层结构连通波浪结构和卡槽或卡扣，使得容器内的中空夹层结构贯穿容器内部的侧壁和底壁，延长了冷却回路和加热回路的路径，提高了变相材料固化和液化的速度，进而提高了夹具的定位效率和加工效率，提高生产效率。进一步地，波浪形结构和波浪结构钟的金属丝有效地增大了容器中空夹层结构中的低温介质和高温介质与容器内变相材料的换热面积，进而加快了变相材料的固化和液化的速度，提高夹具的装夹效率，提高机床的加工效率，提升机床利用效率。

在上述任一技术方案中，优选地，固定组件还包括：夹具壳体，安装在工作台上，设置在容器的外部；中空夹层结构设置有贯穿夹具壳体的第一接口和第二接口，第一接口与第二接口与温控系统相连接；其中，第一接口和第二接口分别位于中空夹层结构的两侧，且第一接口和第二接口分别位于中空夹层结构的顶部和底部。

在该技术方案中，固定组件还包括夹具壳体，夹具壳体安装在工作台上，设置在容器的外部，通过容器中空夹层设置的第一接口和第二接口将中空夹层结构与温控系统相连接，避免了容器直接与温控系统相连接使容器暴露在加工空间内在加工过程中容易损坏，通过壳体将容器保护起来有效地保证了容器的可靠性，提高了产品的质量。通过第一接口和第二接口分别位于中空夹层结构的两侧，有效地延长了冷却回路和加热回路的路径，提高了变相材料固化和液化的效率，通过第一接口和第二接口分别位于中空夹层结构的顶部和底部，有利于低温介质和高温介质沿着冷却回路或加热回路快速流通，进而加快了变相材料固化和液化的速度，提高了夹具的定位效率和机床的加工效率，提高用户使用的满意度。

进一步地，夹具壳体通过液压夹头固定在工作台上，有效地保证了夹具壳体在工作台上固定的稳定性和准确性，保证了固定组件固定异形零件的刚度和强度，保证加工过程中固定组件的稳定性，进而保证了加工精度，提高用户使用的满意度。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：隔热层，设置在夹具壳体和容器之间。

在该技术方案中，通过在夹具壳体和容器之间设置隔热层，避免了容器夹层结构中的低温介质和高温介质在与变相材料能量交换过程中的能量损失，有效地保证了低温回路和高温回路快速、良好的冷却效果和加热效果，避免了能源浪费，提高了变相材料的固化和液化的效率，提高了夹具的定位效率和机床的加工效率，提高用户使用的满意度。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：注液装置，包括供液装置、定量阀和注液头，供液装置容纳有变相材料，注液头通过定量阀与供液装置相连接，注液头设置在机械手上，用于向容器内注入变相材料。

在该技术方案中，夹具还包括注液装置，注液装置包括供液装置、定量阀和注液头，通过将注液头设置在机械手上，使得在需要将异形零件定位时，开启定量阀将供液装置容纳的变相材料通过注液头输入容器内部，进而通过变相材料固化将异形零件、支撑件和容器固联在一起进行定位，操作方便，提高了夹具的定位效率，提高用户使用的满意度。进一步地，定量阀开启通过注液头向容器内输入变相材料，定量阀有利于控制变相材料的输入量使容器中的变相材料恰好浸没异形零件的夹持部分，避免变相材料的输入量较少使固化后的变相材料不能牢固将异形零件、支撑件和容器固联在一起而影响定位的稳定性，同时避免了变相材料的输入量较多使固化后的变相材料覆盖异形零件的加工部位而影响加工，有效地保证了异形零件定位的稳定性并节约了能源，方便加工，提高用户使用的满意度。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：排液装置，包括排液头和真空泵，排液头与真空泵相连接，排液头设置在机械手上，用于将容器内的变相材料排出。

在该技术方案中，夹具还包括排液装置，排液装置包括排液头和真空泵，通过将排液头设置在机械手上，使得在需要将容器内液化后的变相材料排空时开启真空泵，通过排液头将容器中液化后的变相材料排走，进而方便夹头夹持加工后的异形零件搬运至异形零件的收纳位置或下料工位，操作方便，且有利于再次使用夹具定位异形零件时快速向容器内注入变成材料，提高用户使用的满意度。

在上述任一技术方案中，优选地，排液头可伸缩地设置在机械手上；注液头和排液头分别位于弹性支撑组件的两侧。

在该技术方案中，排液头可伸缩的设置在机械手上，使排液装置不工作时将排液头缩回，避免排液头伸出影响机械手的移动范围，使排液装置工作时将排液头伸出并能够达到容器内部的底壁，进而保证将容器内液化后的变相材料排空、排干净，避免液化后的变相材料未排空影响后续支撑件的安装而影响定位的准确性，同时避免未排空的变相材料固化后使支撑件无法安装而影响夹具的使用，进而保证夹具能够连续使用，并保证精准的定位，提高用户使用的满意度。

通过注液头和排液头分别位于弹性支撑组件的两侧，合理地利用了机械手末端的空间，避免注液头和排液头位于弹性支撑组件的一侧结构紧凑不利于安装和维修，同时，注液头和排液头分别位于弹性支撑组件的两侧，有效地保证了夹头的活动范围，有利于夹头灵活的夹持异形零件或释放异形零件。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：夹具控制器，与机械手、夹头、注液装置、排液装置、温控系统相连接，对机械手、夹头、注液装置、排液装置、温控系统进行控制。

在该技术方案中，夹具包括夹具控制器，通过夹具控制器与机械手、夹头、注液装置、排液装置、温控系统相连接，对机械手、夹头、注液装置、排液装置和温控系统进行控制，有效地保证了夹具控制系统的集中性，同时提高了夹具控制系统的自动化控制，提高用户使用的满意度。

进一步地，夹具控制器与机械手连接，以控制机械手的运动路径，并实现机械手在其有效工作空间内任意坐标点的定位，夹具控制器与夹头连接以控制其夹持和释放异形零件的动作，夹具控制器与注液装置连接以控制注液装置工作向容器内注入变相材料，进一步地，夹具控制器与定量阀连接以控制向容器注入变相材料的注入量，夹具控制器与排液装置连接以控制排液装置工作将容器内液化后的变相材料排空，进一步地，夹具控制器与真空泵连接以控制排液装置的工作状态，夹具控制器与温控系统相连以控制变相材料的固化或液化过程。

根据本发明的第二方面实施例，还提出了一种加工组件，包括：机床，包括工作台和机身，工作台位于机身的上方且与机身滑动连接；以及上述任一技术方案所述的的夹具，夹紧机构设置在机身上，固定组件安装在工作台上，机床与夹具配合使用。

本发明第二方面的实施例提供的加工组件，包括机床和上述任一技术方案所述的夹具，机床与夹具配合使用，机床包括工作台和机身，工作台位于机身上方且与机身滑动连接，夹紧机构设置在机身上，固定组件安装在工作台上。本发明第二方面实施例提供的加工组件因包括第一方面实施例的夹具，因而具备第一方面实施例夹具的全部有益技术效果，在此不再赘述。

进一步地，机床还包括与工作台相连接的机床控制器，通过机床控制器控制机床工作台与机身相对滑动实现其运动路径，并实现机床工作台在其有效工作空间内任意坐标点的定位。进一步地，机床控制器与夹具控制器相连接且能够集成为一个控制器，进而有利于实现加工组件通过机械手夹持异形零件上料、下料、定位、夹紧等过程，同时有利于控制机床对异形零件进行加工，提高加工组件的自动化控制，实现了异形零件精密加工的全过程自动化，提高了加工组件的智能性，且定位精度高、操作简便易行，在异形零件精密加工领域有广泛应用前景。

进一步地，还可以在机床的两侧设置上料工位和下料工位，分别用于放置待加工的异形零件和加工后的异形零件，使得异形零件的加工过程有序、合理，符合标准化加工流程，提高了加工组件的使用范围，进一步地，可以将机械手的位置设置为操作工作，方便用户操作，提高用户使用的满意度。

进一步地，机械手在初始情况下可以放置在上料工位，有利于缩短加工组件的加工时间，提高加工效率，同样地，当加工组件完成异形零件的加工整个过程后，在将异形零件放置在下料工位后，可控制机械手返回至上料工位，使得下次加工异形零件时机械手的夹头能够快速从上料工位夹持异形零件移动至加工定位位置，提高异形零件的加工效率，提高生产效率。

根据本发明的再一方面实施例，还提出了一种如上述技术方案所述的加工组件的使用方法，包括：步骤102，根据异形零件的加工定位要求，控制机床的工作台移动并定位至夹持工位，控制夹具的机械手运动至异形零件的上料区并控制通过弹性支撑组件连接机械手的夹头夹持异形零件，控制机械手运动至容器上方的定位位置并通过开口将异形零件与支撑件相抵；步骤104，控制夹具的注液装置工作，注液装置的定量阀开启，注液装置的供液装置容纳的变相材料通过注液装置的注液头注入容器内部，当变相材料的注入值达到预设值时，定量阀停止工作；步骤106，控制夹具的温控系统工作导入低温介质与容器形成冷却回路，当变相材料固化将异形零件、支撑件、容器固联在一起时控制温控系统停止工作；步骤108，控制夹头释放异形零件，控制机械手运动至临时等待工位，控制工作台运动至加工工位，机床根据加工要求对异形零件进行加工。

本发明再一方面的实施例提供的加工组件的使用方法，加工组件为上述所述的加工组件，根据异形零件的加工定位要求，控制机床的工作台移动并定位至夹持工位，控制夹具的机械手运动至异形零件的上料区并控制通过弹性支撑组件连接机械手的夹头夹持异形零件，控制机械手运动至容器上方的定位位置并通过开口将异形零件与支撑件相抵，由于弹性支撑组件在夹头夹持异形零件与支撑件相抵时能够自适应调整异形零件的空间姿态，使异形零件与支撑件精确定位且相互压紧，避免了零件姿态存在不确定性使加工基准可重复性差的问题，为精密机械加工提供了稳定性好、可重复性高的加工基准；通过控制夹具的注液装置工作，注液装置的定量阀开启，注液装置的供液装置容纳的变相材料通过注液装置的注液头注入容器内部，当变相材料的注入值达到预设值时，定量阀停止工作，通过控制夹具的温控系统工作导入低温介质与容器形成冷却回路，当变相材料固化将异形零件、支撑件、容器固联在一起时控制温控系统停止工作，使得异形零件能够稳定、牢固的固定在容器中，保证了异形零件固定的强度和刚度，有利于加工，由于变相材料在固化过程中异形零件始终被与弹性支撑组件连接的夹头牢牢的抵接在支撑件上，使得异形零件与支撑件定位准确、稳定性好，加工基准可重复性好，保证了准确的定位精度，方便加工，提高用户使用的满意度；通过控制夹头释放异形零件，控制机械手运动至临时等待工位，控制工作台运动至加工工位，使得机床根据加工要求对异形零件进行加工，由于异形零件通过夹具已准确定位，因此，通过机床对定位准确且稳定地固定在容器内部的异形零件进行加工，有效地保证了准确的加工精度，并提高了加工效率，进而提高生产效率，提高用户使用的满意度。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：步骤110，待机床完成异形零件的加工后，控制工作台移动并定位至夹持工位，控制机械手运动至容器上方的定位位置，控制夹头夹持异形零件；步骤112，控制温控系统工作导入高温介质与容器形成加热回路，当变相材料液化时控制温控系统停止工作；步骤116，控制机械手运动至异形零件的下料工位，控制夹头释放异形零件。

在该技术方案中，待机床完成异形零件的加工后，通过控制工作台移动并定位至夹持工位，控制机械手运动至容器上方的定位位置，控制夹头夹持异形零件，控制温控系统工作导入高温介质与容器形成加热回路，当变相材料液化时控制温控系统停止工作，控制机械手运动至异形零件的下料工位，控制夹头释放异形零件使加工后的异形零件放置在下料工位，由于变相材料液化后异形零件、支撑件和容器能够相对移动，因此，在变相材料液化过程中通过夹头夹持异形零件避免异形零件滑落至容器内部液化后的变相材料中而不易取出，有效地保证了加工后的异形零件在变相材料液化过程中被夹头夹持，进而使得直接控制机械手运动至异形零件的下料工位控制夹头释放即可将异形零件放置在下料工位，有效地提高了加工后异形零件的回收效率，提高用户使用的满意度。

在上述任一技术方案中，优选地，在步骤116之前还包括：步骤114，控制夹具的排水装置工作，排水装置的排液头伸出，排水装置的真空泵开启将容器内的液化后的变相材料通过排液头排出，当容器内的液化后的变相材料排空时，控制真空泵停止工作，排液头复位至初始位置。

在该技术方案中，通过控制夹具的排水装置工作，排水装置的排液头伸出，排水装置的真空泵开启将容器内液化后的变相材料通过排液头排出，当容器内的液化后的变相材料排空时，控制真空泵停止工作，排液头复位至初始位置，使得在将异形零件回收至下料工位之前控制排液装置将容器内液化后的变相材料排空，避免液化后的变相材料未排空影响后续支撑件的安装而影响定位的准确性，同时避免未排空的变相材料固化后使支撑件无法安装而影响夹具的使用，进而保证夹具能够连续使用，并保证精准的定位，提高用户使用的满意度。

进一步地，在异形零件回收至下料工位之前控制排液装置将容器中液化后的变相材料排空，避免了机械手运动至下料工位控制夹头释放异形零件后再运动至容器上方控制排液装置工作进行排水，避免了机械手重复运动影响加工效率，进而缩短了异形零件整体的加工时间，提高加工效率，提高生产效率。

进一步地，当容器内的液化后的变相材料排空时，控制真空泵停止工作，排液头复位至初始位置，有效地避免了在机械手运动过程中排液头伸出而影响机械手的运动范围，同时避免了机械手在运动过程中损坏伸出的排液头，进而保证了排液头的使用寿命，提高产品的可靠性，提高用户使用的满意度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的实施例中加工组件的结构示意图；

图2是本发明的实施例中夹具的结构示意图；

图3a是本发明的实施例中弹性支撑组件的结构示意图；

图3b是图3a所示的本发明的实施例中弹性支撑组件的仰视图；

图4是本发明的实施例的夹具的部分结构示意图；

图5是本发明的实施例中夹具系统的示意框图；

图6是本发明的实施例中加工组件的使用方法的流程示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1夹具，12夹紧机构，122机械手，124弹性支撑组件，1242壳体，1244球关节，1246弹性件，1248伸缩杆，126夹头，14固定组件，142容器，1422波浪结构，1424金属丝，1426中空夹层结构，14262第一接口，14264第二接口，144支撑件，146夹具壳体，148隔热层，16温控系统，18注液装置，182供液装置，184定量阀，186注液头，10排液装置，102排液头，104真空泵，19夹具控制器，2异形零件，3机床，32工作台，34机身，4上料工位，5下料工位，100加工组件。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例所述的夹具1、加工组件100和加工组件的使用方法。

如图1和图2所示，本发明提出了一种夹具1，用于异形零件2，与机床3配合使用，机床3包括工作台32和机身34，工作台32位于机身34的上方且与机身34滑动连接，夹具1包括：夹紧机构12，设置在机身34上，夹紧机构12包括机械手122、弹性支撑组件124和夹头126，弹性支撑组件124连接机械手122和夹头126，夹头126用于夹持异形零件2；固定组件14，安装在工作台32上，固定组件14包括顶部设置有开口的容器142和支撑件144，容器142用于容纳相变材料，支撑件144安装在容器142内部；其中，夹头126夹持异形零件2按加工定位要求通过容器142的开口处将异形零件2与支撑件144相抵，异形零件2、支撑件144、容器142通过相变材料固化固联在一起。

本发明提供的用于异形零件2的夹具1，与机床3配合使用，夹具1包括夹紧机构12和固定组件14，其中夹紧装置设置在机身34上，包括机械手122、弹性支撑组件124和夹头126，固定组件14安装在工作台32上，包括容器142和支撑件144，通过弹性支撑组件124连接机械手122和夹头126，夹头126夹持异形零件2按加工定位要求通过容器142的开口处将异形零件2与支撑件144相抵，容器142内容纳的变相材料固化将异形零件2、支撑件144和容器142固联在一起实现零件的固定，使得弹性支撑组件124在夹头126夹持异形零件2与支撑件144相抵时能够自适应调整异形零件2的空间姿态，使异形零件2与支撑件144精确定位且相互压紧，避免零件姿态存在不确定性使加工基准可重复性差的问题，为精密机械加工提供了稳定性好、固定强度和刚度高，加工基准可重复性好的夹具1，提高异形零件2的加工效率，提高用户使用的满意度。

进一步地，支撑件144安装在容器142内部，且异形零件2通过夹头126夹持与支撑件144相抵，使得容器142内的变相材料在固化过程中支撑件144与异形零件2紧密压紧不会发生位置变化，避免支撑件144悬浮在容器142内使的变相材料在固化过程中因体积发生变化而影响异形零件2的定位，有效地提高了异形零件2定位的准确性，使夹具1的加工基准可重复性较好，提高用户使用的满意度，且变相材料在固化过程中，异形零件2始终被与弹性支撑组件124连接的夹头126压紧在支撑件144上，挟持定位稳定性高、可重复性好，提高了定位的准确性。

进一步地，机床3包括机身34和与机身34滑动连接的工作台32，固定组件14安装在工作台32上，使得工作台32相对机身34滑动即可使固定组件14按照异形零件2的加工定位要求进行定位，操作简单，容易控制，提高定位效率，进而提高加工效率。进一步地，支撑件144可以为异形零件2的阴模型腔，阴模型腔的形状与异形零件2底部轮廓相同。进一步地，机械手122为六自由度关节式机械手122，扩大了机械手122的运动范围，提高了机械手122运动的灵活性和准确性，有效地保证了夹头126夹持异形零件2的准确性和灵活性，提高定位的准确性。

进一步地，容器142内部的横截面大于异形零件2在加工姿态下的最大横截面，容器142的深度满足将异形零件2浸入其中、待加工部位暴露在外，进而保证容器142内变相材料固化后能够将异形零件2、支撑件144和容器142紧密、牢固地连接在一起，且保证异形零件2定位的稳定性，保证异形零件2在加工过程中不会发生位移而影响加工精度，保证定位的准确性和加工的稳定性，提高了异形零件2固定的强度和高度，提高用户使用的满意度。

进一步地，变相材料可以为水，包括普通自来水、工业废水等，节约水资源且避免二次污染，同时避免了相关技术中使用低熔点合金作为变相材料成本高且存在重金属毒性危害操作人员健康的问题，有效地提高能源的利用率且降低使用成本，保证了操作人员的身体健康，提高用户使用的满意度。进一步地，夹具1包括夹紧结构12和固定组件14，结构简单，体积较小，避免相关技术中夹具1结构体积小大臃肿而影响机床加工，有效地提高了机床3加工的灵活性和准确性，提高用户使用的满意度。

如图3a和图3b所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：弹性支撑组件124包括：壳体1242、球关节1244、至少一个弹性件1246和伸缩杆1248，壳体1242的一端设置有开口，至少一个弹性件1246均匀、等距地设置在壳体1242开口端的内周壁上，球关节1244设置在壳体1242另一端内侧底部的几何中心处，伸缩杆1248的一端与球关节1244相连接，伸缩杆1248的另一端与至少一个弹性件1246和夹头126相连接。

在该实施例中，弹性支撑组件124包括壳体1242、球关节1244、至少一个弹性件1246和伸缩杆1248，通过壳体1242的一端设置有开口，至少一个弹性件1246均匀、等距地设置在壳体1242开口端的内周壁上，球关节1244设置在壳体1242另一端内侧底部的几何中心处，伸缩杆1248的一端与球关节1244相连接，伸缩杆1248的另一端与至少一个弹性件1246和夹头126相连接，使得夹头126夹持异形零件2与支撑件144相抵接时，弹性伸缩杆1248在至少一个弹性件1246和球关节1244的作用下可进行伸缩、摆动、扭转复合运动，进而使得夹头126夹持的异形零件2与支撑件144相抵接时姿态唯一，相对稳定且紧密压紧，有效地提高了异形零件2定位的准确性，使夹具1的加工基准可重复性较好，提高加工精度，提高用户使用的满意度。进一步地，弹性件1246的不同数量能够满足壳体1242、伸缩杆1248不同结构的需求，适用范围广泛。

进一步地，机械手122设置在机身34上，与机械手122通过弹性支撑组件124连接的夹头126夹持异形零件2按加工定位要求将异形零件2由放置位置搬运至容器142上方与支撑件144相抵时，其在容器142上方的末端定位点在机械手122控制坐标系内存在过行程，且过行程的幅度大于异形零件2抓取姿态偏差、机床3工作台32定位偏差、机械手122末端定位点偏差的累计值，过行程导致异形零件2在逼近容器142过程中，与容器142中的支撑件144存在一定幅度的位置冲突，由于弹性支撑组件124以球形关节中心为原点，弹性伸缩杆1248末端具有3个空间平移自由度和3个空间扭转自由度，每个自由度上的偏移会产生与偏移方向相反、正比于偏移幅度的弹性约束力，因此，异形零件2与支撑件144相抵时的位置冲突全部被弹性支撑组件124的被动变形所吸收，弹性支撑组件124被动变形在3个空间平移自由度和3个空间扭转自由度上所产生的弹性约束力，自适应调整异形零件2与支撑件144相抵接时的姿态，实现异形零件2与支撑件144的精准定位并相互压紧，为精密机械加工提供稳定性好、可重复性高的加工基准，且弹性支撑组件124为无源元件，无需施加额外的控制能源和控制信号，可显著降低异形零件2挟持和搬运过程中对机械手122定位精度的要求。

在本发明的一个实施例中，优选地，至少一个弹性件1246均匀、等距的连接在伸缩杆1248另一端的外周壁上。

在该实施例中，至少一个弹性件1246均匀、等距的连接在伸缩杆1248另一端的外周壁上，有利于伸缩杆1248能够自由、敏捷、灵活的进行伸缩、摆动、扭转复合运动，使伸缩杆1248在其周向上受力均匀且平均分布，使与伸缩杆1248连接的夹头126夹持的异形零件2与支撑件144相抵时定位准确且牢牢压紧，提高定位的准确性。

在本发明的一个实施例中，优选地，壳体1242为圆柱壳体1242。

在该实施例中，壳体1242为圆柱壳体1242，圆柱壳体1242有利于至少一个弹性件1246均匀、等距地与壳体1242开口端的内壁相连接，使圆柱壳体1242在其周向上受力均匀且平均分布，进而使得伸缩杆1248能够自由、敏捷、灵活的进行伸缩、摆动、扭转复合运动，提高与伸缩杆1248相连接的夹头126运动的灵活性和准确性，提高定位精度。进一步地，圆柱壳体1242与伸缩杆1248的几何中心重合，有利于至少一个弹性件1246均匀、等距地与圆柱壳体1242和伸缩杆1248相连接，使得在夹头126释放的状态下伸缩杆1248能够与机械手122末端的定位点相重合，提高夹头126与机械手122末端定位的重合度，进而提高定位的准确性。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，优选地，容器142内部的侧壁为波浪结构1422；支撑件144的外侧壁上设置有凸起结构。

在该实施例中，容器142内部的侧壁为波浪结构1422，波浪结构1422使容器142内部横截面积的大小呈周期性变化，进而使得容器142内变相材料在固化过程中，固化后的变相材料与容器142内部通过变截面方式耦合，可避免固化后的变相材料整体松动、脱落而影响加工精度，有效地保证了变相材料在固化后能够将异形零件2、支撑件144和容器142牢牢地固定在一起，使异形零件2的固定强度和刚度较高，保证加工过程中夹具1的稳定性，进而使加工基准重复性较好，提高加工精度。

支撑件144的外侧壁上设置有凸起结构，凸起结构在容器142内的变相材料固化后，能够与固化后的变相材料、容器142内部侧壁的波浪结构1422形成双重变截面耦合关系，有效地避免了固化后的变相材料发生整体松动、脱落的情况，进一步加强了变相材料固化后将异形零件2、支撑件144和容器142固联在一起的牢固性，使异形零件2的固定强度和刚度较高，保证加工过程中夹具1的稳定性，提高用户使用的满意度。

进一步地，容器142的开口设置有竖直开口，使得变成材料在固化过程中可以向上自由膨胀而不会损失容器142的内腔，有效地提高了产品的可靠性，提高产品的质量，提高用户使用的满意度。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，优选地，波浪结构1422设置有延伸至容器142内部的金属丝1424。

在该实施例中，波浪结构1422设置有延伸至容器142内部的金属丝1424，使得金属丝1424在容器142内的变相材料固化过程中一同固化，进而增加了固化后变相材料的抗拉强度和断裂强度，提升了固化后变相材料的耐受力，使得异形零件2在加工过程中能够牢牢、稳定的固定在容器142内部，保证了异形零件2良好地固定强度和刚度，保证了定位的准确性和良好地加工精度。

在本发明的一个实施例中，优选地，容器142内部的底壁和支撑件144中的一个上设置有卡槽，容器142内部的底部和支撑件144中的另一个上设置有与卡槽相配合的卡扣。

在该实施例中，容器142内部的底壁和支撑件144中的一个上设置有卡槽，容器142内部的底壁和支撑件144中的另一个上设置有与卡槽相配合的卡扣，通过卡槽和卡扣的配合连接将支撑件144安装在容器142内部，操作简单，有利于安装和拆卸，同时，可以根据所加工异形零件2的不同结构和不同参数，快速安装或更换相应的支撑件144，有效地提高了定位和加工效率，提高生产效率。进一步地，也可以通过满足要求的其他方式将支撑件144安装在容器142内部。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：温控系统16；容器142为中空夹层结构1426，中空夹层结构1426连通波浪结构1422和卡槽或卡扣，中空夹层结构1426与温控系统16相连接，并与温控系统16导入的低温介质构成冷却回路，与温控系统16导入的高温介质构成加热回路。

在该实施例中，夹具1还包括温控系统16，容器142为中空夹层结构1426，中空夹层结构1426与温控系统16相连接，并与温控系统16导入的低温介质构成冷却回路，与温控系统16导入的高温介质构成加热回路，使得在温控系统16导入低温介质时容器142内容纳的液体变相材料在冷却回路中低温介质的作用下快速固化，进而将夹头126夹持的异形零件2、支撑件144和容器142固联在一起，实现了异形零件2的准确定位且牢固地固定在容器142内，有利于加工；使得在温控系统16导入高温介质时容器142内固化后的变相材料在加热回路中高温介质的作用下快速液化，进而将异形零件2、支撑件144和容器142相分离，有利于通过夹头126将加工后的异形零件2取出或搬运至异形零件2的存放处或下料工位5，方便用户使用。

通过中空夹层结构1426连通波浪结构1422和卡槽或卡扣，使得容器142内的中空夹层结构1426贯穿容器142内部的侧壁和底壁，延长了冷却回路和加热回路的路径，提高了变相材料固化和液化的速度，进而提高了夹具1的定位效率和加工效率，提高生产效率。进一步地，波浪形结构和波浪结构1422钟的金属丝1424有效地增大了容器142中空夹层结构1426中的低温介质和高温介质与容器142内变相材料的换热面积，进而加快了变相材料的固化和液化的速度，提高夹具1的装夹效率，提高机床3的加工效率，提升机床3利用效率。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，优选地，固定组件14还包括：夹具壳体146，安装在工作台32上，设置在容器142的外部；中空夹层结构1426设置有贯穿夹具壳体146的第一接口14262和第二接口14264，第一接口14262与第二接口14264与温控系统16相连接；其中，第一接口14262和第二接口14264分别位于中空夹层结构1426的两侧，且第一接口14262和第二接口14264分别位于中空夹层结构1426的顶部和底部。

在该实施例中，固定组件14还包括夹具壳体146，夹具壳体146安装在工作台32上，设置在容器142的外部，通过容器142中空夹层设置的第一接口14262和第二接口14264将中空夹层结构1426与温控系统16相连接，避免了容器142直接与温控系统16相连接使容器142暴露在加工空间内在加工过程中容易损坏，通过壳体1242将容器142保护起来有效地保证了容器142的可靠性，提高了产品的质量。通过第一接口14262和第二接口14264分别位于中空夹层结构1426的两侧，有效地延长了冷却回路和加热回路的路径，提高了变相材料固化和液化的效率，通过第一接口14262和第二接口14264分别位于中空夹层结构1426的顶部和底部，有利于低温介质和高温介质沿着冷却回路或加热回路快速流通，进而加快了变相材料固化和液化的速度，提高了夹具1的定位效率和机床3的加工效率，提高用户使用的满意度。

进一步地，夹具壳体146通过液压夹头126固定在工作台32上，有效地保证了夹具壳体146在工作台32上固定的稳定性和准确性，保证了固定组件14固定异形零件2的刚度和强度，保证加工过程中固定组件14的稳定性，进而保证了加工精度，提高用户使用的满意度。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：隔热层148，设置在夹具壳体146和容器142之间。

在该实施例中，通过在夹具壳体146和容器142之间设置隔热层148，避免了容器142夹层结构中的低温介质和高温介质在与变相材料能量交换过程中的能量损失，有效地保证了低温回路和高温回路快速、良好的冷却效果和加热效果，避免了能源浪费，提高了变相材料的固化和液化的效率，提高了夹具1的定位效率和机床3的加工效率，提高用户使用的满意度。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：注液装置18，包括供液装置182、定量阀184和注液头186，供液装置182容纳有变相材料，注液头186通过定量阀184与供液装置182相连接，注液头186设置在机械手122上，用于向容器142内注入变相材料。

在该实施例中，夹具1还包括注液装置18，注液装置18包括供液装置182、定量阀184和注液头186，通过将注液头186设置在机械手122上，使得在需要将异形零件2定位时，开启定量阀184将供液装置182容纳的变相材料通过注液头186输入容器142内部，进而通过变相材料固化将异形零件2、支撑件144和容器142固联在一起进行定位，操作方便，提高了夹具1的定位效率，提高用户使用的满意度。进一步地，定量阀184开启通过注液头186向容器142内输入变相材料，定量阀184有利于控制变相材料的输入量使容器142中的变相材料恰好浸没异形零件2的夹持部分，避免变相材料的输入量较少使固化后的变相材料不能牢固将异形零件2、支撑件144和容器142固联在一起而影响定位的稳定性，同时避免了变相材料的输入量较多使固化后的变相材料覆盖异形零件2的加工部位而影响加工，有效地保证了异形零件2定位的稳定性并节约了能源，方便加工，提高用户使用的满意度。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：排液装置10，包括排液头102和真空泵104，排液头102与真空泵104相连接，排液头102设置在机械手122上，用于将容器142内的变相材料排出。

在该实施例中，夹具1还包括排液装置10，排液装置10包括排液头102和真空泵104，通过将排液头102设置在机械手122上，使得在需要将容器142内液化后的变相材料排空时开启真空泵104，通过排液头102将容器142中液化后的变相材料排走，进而方便夹头126夹持加工后的异形零件2搬运至异形零件2的收纳位置或下料工位5，操作方便，且有利于再次使用夹具1定位异形零件2时快速向容器142内注入变成材料，提高用户使用的满意度。

在本发明的一个实施例中，优选地，排液头102可伸缩地设置在机械手122上；注液头186和排液头102分别位于弹性支撑组件124的两侧。

在该实施例中，排液头102可伸缩的设置在机械手122上，使排液装置10不工作时将排液头102缩回，避免排液头102伸出影响机械手122的移动范围，使排液装置10工作时将排液头102伸出并能够达到容器142内部的底壁，进而保证将容器142内液化后的变相材料排空、排干净，避免液化后的变相材料未排空影响后续支撑件144的安装而影响定位的准确性，同时避免未排空的变相材料固化后使支撑件144无法安装而影响夹具1的使用，进而保证夹具1能够连续使用，并保证精准的定位，提高用户使用的满意度。

通过注液头186和排液头102分别位于弹性支撑组件124的两侧，合理地利用了机械手122末端的空间，避免注液头186和排液头102位于弹性支撑组件124的一侧结构紧凑不利于安装和维修，同时，注液头186和排液头102分别位于弹性支撑组件124的两侧，有效地保证了夹头126的活动范围，有利于夹头126灵活的夹持异形零件2或释放异形零件2。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：夹具控制器19，与机械手122、夹头126、注液装置18、排液装置10、温控系统16相连接，对机械手122、夹头126、注液装置18、排液装置10、温控系统16进行控制。

在该实施例中，夹具1包括夹具控制器19，通过夹具控制器19与机械手122、夹头126、注液装置18、排液装置10、温控系统16相连接，对机械手122、夹头126、注液装置18、排液装置10和温控系统16进行控制，有效地保证了夹具1控制系统的集中性，同时提高了夹具1控制系统的自动化控制，提高用户使用的满意度。

进一步地，夹具控制器19与机械手122连接，以控制机械手122的运动路径，并实现机械手122在其有效工作空间内任意坐标点的定位，夹具控制器19与夹头126连接以控制其夹持和释放异形零件2的动作，夹具控制器19与注液装置18连接以控制注液装置18工作向容器142内注入变相材料，进一步地，夹具控制器19与定量阀184连接以控制向容器142注入变相材料的注入量，夹具控制器19与排液装置10连接以控制排液装置10工作将容器142内液化后的变相材料排空，进一步地，夹具控制器19与真空泵104连接以控制排液装置10的工作状态，夹具控制器19与温控系统16相连以控制变相材料的固化或液化过程。

如图1所示，根据本发明的第二方面实施例，还提出了一种加工组件100，包括：机床3，包括工作台32和机身34，工作台32位于机身34的上方且与机身34滑动连接；以及上述任一技术方案所述的的夹具1，夹紧机构12设置在机身34上，固定组件14安装在工作台32上，机床3与夹具1配合使用。

本发明第二方面的实施例提供的加工组件100，包括机床3和上述任一技术方案所述的夹具1，机床3与夹具1配合使用，机床3包括工作台32和机身34，工作台32位于机身34上方且与机身34滑动连接，夹紧机构12设置在机身34上，固定组件14安装在工作台32上。本发明第二方面实施例提供的加工组件100因包括第一方面实施例的夹具1，因而具备第一方面实施例夹具1的全部有益技术效果，在此不再赘述。

进一步地，机床3还包括与工作台32相连接的机床3控制器，通过机床3控制器控制机床3工作台32与机身34相对滑动实现其运动路径，并实现机床3工作台32在其有效工作空间内任意坐标点的定位。进一步地，机床3控制器与夹具控制器19相连接且能够集成为一个控制器，进而有利于实现加工组件100通过机械手122夹持异形零件2上料、下料、定位、夹紧等过程，同时有利于控制机床3对异形零件2进行加工，提高加工组件100的自动化控制，实现了异形零件2精密加工的全过程自动化，提高了加工组件100的智能性，且定位精度高、操作简便易行，在异形零件2精密加工领域有广泛应用前景。

进一步地，还可以在机床3的两侧设置上料工位4和下料工位5，分别用于放置待加工的异形零件2和加工后的异形零件2，使得异形零件2的加工过程有序、合理，符合标准化加工流程，提高了加工组件100的使用范围，进一步地，可以将机械手122的位置设置为操作工作，方便用户操作，提高用户使用的满意度。

在具体实施例中，机械手122在初始情况下可以放置在上料工位4，有利于缩短加工组件100的加工时间，提高加工效率，同样地，当加工组件100完成异形零件2的加工整个过程后，在将异形零件2放置在下料工位5后，可控制机械手122返回至上料工位4，使得下次加工异形零件2时机械手122的夹头126能够快速从上料工位4夹持异形零件2移动至加工定位位置，提高异形零件2的加工效率，提高生产效率。

根据本发明的再一方面实施例，还提出了一种如上述技术方案所述的加工组件的使用方法，如图6所示的本发明的实施例提供的加工组件的使用方法的流程示意图包括：

步骤102，根据异形零件的加工定位要求，控制机床的工作台移动并定位至夹持工位，控制夹具的机械手运动至异形零件的上料区并控制通过弹性支撑组件连接机械手的夹头夹持异形零件，控制机械手运动至容器上方的定位位置并通过开口将异形零件与支撑件相抵；

步骤104，控制夹具的注液装置工作，注液装置的定量阀开启，注液装置的供液装置容纳的变相材料通过注液装置的注液头注入容器内部，当变相材料的注入值达到预设值时，定量阀停止工作；

步骤106，控制夹具的温控系统工作导入低温介质与容器形成冷却回路，当变相材料固化将异形零件、支撑件、容器固联在一起时控制温控系统停止工作；

步骤108，控制夹头释放异形零件，控制机械手运动至临时等待工位，控制工作台运动至加工工位，机床根据加工要求对异形零件进行加工。

本发明再一方面的实施例提供的加工组件的使用方法，加工组件为上述所述的加工组件，根据异形零件的加工定位要求，控制机床的工作台移动并定位至夹持工位，控制夹具的机械手运动至异形零件的上料区并控制通过弹性支撑组件连接机械手的夹头夹持异形零件，控制机械手运动至容器上方的定位位置并通过开口将异形零件与支撑件相抵，由于弹性支撑组件在夹头夹持异形零件与支撑件相抵时能够自适应调整异形零件的空间姿态，使异形零件与支撑件精确定位且相互压紧，避免了零件姿态存在不确定性使加工基准可重复性差的问题，为精密机械加工提供了稳定性好、可重复性高的加工基准；通过控制夹具的注液装置工作，注液装置的定量阀开启，注液装置的供液装置容纳的变相材料通过注液装置的注液头注入容器内部，当变相材料的注入值达到预设值时，定量阀停止工作，通过控制夹具的温控系统工作导入低温介质与容器形成冷却回路，当变相材料固化将异形零件、支撑件、容器固联在一起时控制温控系统停止工作，使得异形零件能够稳定、牢固的固定在容器中，保证了异形零件固定的强度和刚度，有利于加工，由于变相材料在固化过程中异形零件始终被与弹性支撑组件连接的夹头牢牢的抵接在支撑件上，使得异形零件与支撑件定位准确、稳定性好，加工基准可重复性好，保证了准确的定位精度，方便加工，提高用户使用的满意度；通过控制夹头释放异形零件，控制机械手运动至临时等待工位，控制工作台运动至加工工位，使得机床根据加工要求对异形零件进行加工，由于异形零件通过夹具已准确定位，因此，通过机床对定位准确且稳定地固定在容器内部的异形零件进行加工，有效地保证了准确的加工精度，并提高了加工效率，进而提高生产效率，提高用户使用的满意度。

如图6所示的本发明的实施例提供的加工组件的使用方法的流程示意图还包括：

步骤110，待机床完成异形零件的加工后，控制工作台移动并定位至夹持工位，控制机械手运动至容器上方的定位位置，控制夹头夹持异形零件；

步骤112，控制温控系统工作导入高温介质与容器形成加热回路，当变相材料液化时控制温控系统停止工作；

步骤116，控制机械手运动至异形零件的下料工位，控制夹头释放异形零件。

本发明提供的加工组件的使用方法，待机床完成异形零件的加工后，通过控制工作台移动并定位至夹持工位，控制机械手运动至容器上方的定位位置，控制夹头夹持异形零件，控制温控系统工作导入高温介质与容器形成加热回路，当变相材料液化时控制温控系统停止工作，控制机械手运动至异形零件的下料工位，控制夹头释放异形零件使加工后的异形零件放置在下料工位，由于变相材料液化后异形零件、支撑件和容器能够相对移动，因此，在变相材料液化过程中通过夹头夹持异形零件避免异形零件滑落至容器内部液化后的变相材料中而不易取出，有效地保证了加工后的异形零件在变相材料液化过程中被夹头夹持，进而使得直接控制机械手运动至异形零件的下料工位控制夹头释放即可将异形零件放置在下料工位，有效地提高了加工后异形零件的回收效率，提高用户使用的满意度。

如图6所示的本发明的实施例提供的加工组件的使用方法的流程示意图在步骤116之前还包括：

步骤114，控制夹具的排水装置工作，排水装置的排液头伸出，排水装置的真空泵开启将容器内的液化后的变相材料通过排液头排出，当容器内的液化后的变相材料排空时，控制真空泵停止工作，排液头复位至初始位置。

本发明提供的加工组件的使用方法，通过控制夹具的排水装置工作，排水装置的排液头伸出，排水装置的真空泵开启将容器内液化后的变相材料通过排液头排出，当容器内的液化后的变相材料排空时，控制真空泵停止工作，排液头复位至初始位置，使得在将异形零件回收至下料工位之前控制排液装置将容器内液化后的变相材料排空，避免液化后的变相材料未排空影响后续支撑件的安装而影响定位的准确性，同时避免未排空的变相材料固化后使支撑件无法安装而影响夹具的使用，进而保证夹具能够连续使用，并保证精准的定位，提高用户使用的满意度。

进一步地，在异形零件回收至下料工位之前控制排液装置将容器中液化后的变相材料排空，避免了机械手运动至下料工位控制夹头释放异形零件后再运动至容器上方控制排液装置工作进行排水，避免了机械手重复运动影响加工效率，进而缩短了异形零件整体的加工时间，提高加工效率，提高生产效率。

进一步地，当容器内的液化后的变相材料排空时，控制真空泵停止工作，排液头复位至初始位置，有效地避免了在机械手运动过程中排液头伸出而影响机械手的运动范围，同时避免了机械手在运动过程中损坏伸出的排液头，进而保证了排液头的使用寿命，提高产品的可靠性，提高用户使用的满意度。

在具体实施例中，机械手在初始情况下可以放置在上料工位，有利于缩短加工组件的加工时间，提高加工效率，同样地，当加工组件完成异形零件的加工整个过程后，在将异形零件放置在下料工位后，可控制机械手返回至上料工位，使得下次加工异形零件时机械手的夹头能够快速从上料工位夹持异形零件移动至加工定位位置，提高异形零件的加工效率，提高生产效率。

在具体实施例中，加工组件处于初始状态时，机械手停靠在上料工位，夹头处于释放状态，定量阀处于关闭状态，排水头处于回退状态，真空泵处于关闭状态，机床工作台定位在上料坐标，机床门打开，容器处于空闲状态。当加工组件开始对异形零件进行加工时，首先控制夹头在上料工位抓取异形零件，而后控制机械手运行并定位在容器中支撑件上方的末端定位点，控制机械手将异形零件卡入支撑件内，并在弹性支撑组件的作用下精确调整姿态、保持压紧状态；并控制机械手维持在支撑件上方的末端定位点，控制定量阀开启向容器中注入适量的变相材料(低温水)以浸没异形零件的挟持部位，控制温控系统将低温介质导入容器中空夹层以形成循环冷却回路，直至容器内的变相材料完全结冰固化控制温控系统停止工作，此时，固化后的变相材料将异形零件、支撑件和容器固联在一起，进而使异形零件牢固、稳定的固定在容器内部。

其次，控制夹头释放异形零件并控制机械手运行到临时等待工位，机床门关闭，机床工作台运行至加工起始坐标，控制机床启动异形零件的加工程序直至完成异形零件的全部加工流程，控制机床工作台运行至下料坐标，控制机床门打开，此时，异形零件按加工要求完成加工。

再次，控制机械手从临时等待工位运行至支撑件上方的末端定位点，夹头夹紧异形零件，控制温控系统将容器中空夹层的低温介质排空并导入高温介质，直至容器内的变相材料液化后关闭温控系统，控制排液装置的排水头伸长，真空泵启动将容器内液化后的变相材料排出，直至容器内液化后的变相材料全部排空后关闭真空泵，缩回排水头，并控制机械手从支撑件上方的末端定位点运行至下料工位，零件夹头释放异形零件后机械手返回上料工位，使得将加工后的异形零件放置在下料工位，机械手返回至上料工位，完成异形零件的全部加工过程。

本发明提供的加工组件的使用方法，其自动化程度高、定位准确、结构合理、操作简便易行，在异形零件精密加工领域有广泛应用前景。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种夹具，用于异形零件，与机床配合使用，所述机床包括工作台和机身，所述工作台位于所述机身的上方且与所述机身滑动连接，其特征在于，所述夹具包括：

夹紧机构，设置在所述机身上，所述夹紧机构包括机械手、弹性支撑组件和夹头，所述弹性支撑组件连接所述机械手和所述夹头，所述夹头用于夹持所述异形零件；

固定组件，安装在所述工作台上，所述固定组件包括顶部设置有开口的容器和支撑件，所述容器用于容纳相变材料，所述支撑件安装在所述容器内部；

其中，所述夹头夹持所述异形零件按加工定位要求通过所述容器的开口处将所述异形零件与所述支撑件相抵，所述异形零件、所述支撑件、所述容器通过所述相变材料固化固联在一起；

所述弹性支撑组件包括：

壳体、球关节、至少一个弹性件和伸缩杆，所述壳体的一端设置有开口，所述至少一个弹性件均匀、等距地设置在所述壳体开口端的内周壁上，所述球关节设置在所述壳体另一端内侧底部的几何中心处，所述伸缩杆的一端与所述球关节相连接，所述伸缩杆的另一端与所述至少一个弹性件和所述夹头相连接。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

所述至少一个弹性件均匀、等距的连接在所述伸缩杆另一端的外周壁上。

3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

所述壳体为圆柱壳体。

4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

所述容器内部的侧壁为波浪结构；

所述支撑件的外侧壁上设置有凸起结构。

5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，

所述波浪结构设置有延伸至所述容器内部的金属丝。

6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于，

所述容器内部的底壁和所述支撑件中的一个上设置有卡槽，所述容器内部的底部和所述支撑件中的另一个上设置有与所述卡槽相配合的卡扣。

7.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于，还包括：

温控系统；

所述容器为中空夹层结构，所述中空夹层结构连通所述波浪结构和所述卡槽或所述卡扣，所述中空夹层结构与所述温控系统相连接，并与所述温控系统导入的低温介质构成冷却回路，与所述温控系统导入的高温介质构成加热回路。

8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述固定组件还包括：

夹具壳体，安装在所述工作台上，设置在所述容器的外部；

所述中空夹层结构设置有贯穿所述夹具壳体的第一接口和第二接口，所述第一接口与所述第二接口与所述温控系统相连接；

其中，所述第一接口和所述第二接口分别位于所述中空夹层结构的两侧，且所述第一接口和所述第二接口分别位于所述中空夹层结构的顶部和底部。

9.根据权利要求8所述的夹具，其特征在于，所述固定组件还包括：

隔热层，设置在所述夹具壳体和所述容器之间。

10.根据权利要求9所述的夹具，其特征在于，还包括：

注液装置，包括供液装置、定量阀和注液头，所述供液装置容纳有所述相变材料，所述注液头通过所述定量阀与所述供液装置相连接，所述注液头设置在所述机械手上，用于向所述容器内注入所述相变材料。

11.根据权利要求10所述的夹具，其特征在于，还包括：

排液装置，包括排液头和真空泵，所述排液头与所述真空泵相连接，所述排液头设置在所述机械手上，用于将所述容器内的所述相变材料排出。

12.根据权利要求11所述的夹具，其特征在于，

所述排液头可伸缩地设置在所述机械手上；

所述注液头和所述排液头分别位于所述弹性支撑组件的两侧。

13.根据权利要求11所述的夹具，其特征在于，还包括：

夹具控制器，与所述机械手、所述夹头、所述注液装置、所述排液装置、所述温控系统相连接，对所述机械手、所述夹头、所述注液装置、所述排液装置、所述温控系统进行控制。

14.一种加工组件，其特征在于，包括：

机床，包括工作台和机身，所述工作台位于所述机身的上方且与所述机身滑动连接；以及

如权利要求1至13中任一项所述的夹具，夹紧机构设置在所述机身上，固定组件安装在所述工作台上，所述机床与所述夹具配合使用。

15.一种如权利要求14所述的加工组件的使用方法，其特征在于，包括：

步骤102，根据异形零件的加工定位要求，控制机床的工作台移动并定位至夹持工位，控制夹具的机械手运动至所述异形零件的上料区并控制通过弹性支撑组件与所述机械手连接的夹头夹持所述异形零件，控制所述机械手运动至容器上方的定位位置并通过开口将所述异形零件与支撑件相抵；

步骤104，控制所述夹具的注液装置工作，所述注液装置的定量阀开启，所述注液装置的供液装置容纳的相变材料通过所述注液装置的注液头注入所述容器内部，当所述相变材料的注入值达到预设值时，所述定量阀停止工作；

步骤106，控制所述夹具的温控系统工作导入低温介质与所述容器形成冷却回路，当所述相变材料固化将所述异形零件、所述支撑件、所述容器固联在一起时控制所述温控系统停止工作；

步骤108，控制所述夹头释放所述异形零件，控制所述机械手运动至临时等待工位，控制所述工作台运动至加工工位，所述机床根据加工要求对所述异形零件进行加工。

16.根据权利要求15所述的加工组件的使用方法，其特征在于，还包括：

步骤110，待所述机床完成所述异形零件的加工后，控制所述工作台移动并定位至所述夹持工位，控制所述机械手运动至所述容器上方的所述定位位置，控制所述夹头夹持所述异形零件；

步骤112，控制所述温控系统工作导入高温介质与所述容器形成加热回路，当所述相变材料液化时控制所述温控系统停止工作；

步骤116，控制所述机械手运动至所述异形零件的下料工位，控制所述夹头释放所述异形零件。

17.根据权利要求16所述的加工组件的使用方法，其特征在于，在所述步骤116之前还包括：

步骤114，控制所述夹具的排水装置工作，所述排水装置的排液头伸出，所述排水装置的真空泵开启将所述容器内的液化后的所述相变材料通过所述排液头排出，当所述容器内的液化后的所述相变材料排空时，控制所述真空泵停止工作，所述排液头复位至初始位置。