CN107627130B - 带有自检功能的夹具及其装夹方法 - Google Patents

Abstract

本案设计一种带有自检功能的夹具及其装夹方法，包括：基座，其上安装有定位板；夹持机构，其至少包括驱动部件和设置在所述驱动部件伸缩端上的压板，所述压板伸缩设置在所述定位板上方，位移传感器，其安装在所述压板与所述基座之间；比对触发器，其至少包括比较模块、信号传递模块、储存模块和时间模块，所述信号传递模块与所述位移传感器、所述驱动部件电连接，所述比较模块与所述信号传递模块、储存模块、时间模块电连接，所述储存模块中预存有设定的合格距离值、重新装载时间；以及振动组件，其与所述定位板机械连接。本发明提升加工良品率，并能够自动完成对工件的重新装夹，识别无法正常装载的工件，从而自动更换新工件。

Description

带有自检功能的夹具及其装夹方法

技术领域

本发明涉及夹具领域，特别涉及一种带有自检功能的夹具及其装夹方法。

背景技术

机械制造过程中，用来固定待加工件的装置，称为夹具。夹具的使用，提高了机械制造的效率与精度。随着科学技术的发展，人们的生活水平不断提高，人们的各项要求也日益拔高，也就催生出了越来越多的需要高精度要求的制造领域。而追求高精度的产品，很多场合下离不开各种夹具的使用。

夹具都有其设置精度，但是在具体使用时，由于各种因素，总会出现夹具与工件配合不到位的状况。目前的夹具，没有针对这一情况下的措施，这往往会导致加工出来的工件不达标，浪费材料，提高了生产成本，甚或出现夹具、加工刀具的损坏情况。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种带有自检功能的夹具。

为此，本发明提供的技术方案为：

一种带有自检功能的夹具，包括：

基座，其上安装有定位板；

夹持机构，其至少包括驱动部件和设置在所述驱动部件伸缩端上的压板，所述压板伸缩设置在所述定位板上方；

位移传感器，其安装在所述压板与所述基座之间；

比对触发器，其至少包括比较模块、信号传递模块、储存模块和时间模块，所述信号传递模块与所述位移传感器、所述驱动部件电连接，所述比较模块与所述信号传递模块、储存模块、时间模块电连接，所述储存模块中预存有设定的合格距离值和重新装载时间；以及

振动组件，其与所述定位板机械连接。

一种带有自检功能的夹具的装夹方法，该装夹方法包括如下步骤：

步骤1)驱动部件驱动所述压板向下移动，所述位移传感器测量所述压板下表面与所述定位板上表面的实时距离值，所述时间模块统计所述压板向下移动过程的装载时间；

步骤2)所述比较模块接收所述实时距离值，所述比较模块将所述实时距离值与所述合格距离值做比对，所述比较模块将所述装载时间与所述重新装载时间做比对；

步骤3)如果所述实时距离值大于所述合格距离值，且所述装载时间小于所述重新装载时间，则判定所述夹持机构处于正在装夹工件的第一状态，控制所述压板继续向下移动；

步骤4)如果所述实时距离值小于等于所述合格距离值，则判定所述夹持机构处于夹持所述工件到位的第二状态，所述信号传递模块发送加工指令；

步骤5)如果所述实时距离值大于所述合格距离值，且所述装载时间大于等于所述重新装载时间，则判定所述夹持机构处于装载失败的第三状态，所述信号传递模块向所述夹持机构发送复位所述压板位置的第一指令，驱动所述压板复位后，所述信号传递模块向所述振动组件发送振动指令，回到步骤1)。

优选的是，所述合格距离值为所述工件厚度与所述工件和定位板之间最大允许间隙的总和。

优选的是，所述位移传感器为拉杆式直线位移传感器，所述位移传感器的壳体固定在所述基座上，所述位移传感器的拉杆与所述压板固定连接。

优选的是，所述比对触发器还包括重新装载计数模块、报警模块，所述储存模块中还预存有最多装载次数，所述重新装载计数模块与所述比较模块电连接，所述报警模块与所述信号传递模块电连接。

优选的是，所述步骤5)中还包括，所述重新装载计数模块统计装夹同一工件过程中所述第三状态的出现次数，当所述第三状态的出现次数达到所述最多装载次数时，所述信号传递模块给所述报警模块发送报警指令。

优选的是，所述夹具通过一机械臂装载、拆卸、加工所述工件，所述报警模块与所述机械臂电连接，所述报警模块接收到所述报警指令后，所述报警模块控制所述机械臂用新工件替换当前工件，回到步骤1)，所述重新装载计数模块清零。

优选的是，所述合格距离值、重新装载时间、最多装载次数可以修改调整。

优选的是，还包括分别对应所述第一状态、第二状态、第三状态的第一状态指示灯、第二状态指示灯、第三状态指示灯，所述第一状态指示灯、第二状态指示灯、第三状态指示灯均与所述信号传递模块电连接，所述报警模块包括蜂鸣器。

优选的是，所述驱动部件为旋转伸缩气缸。

本发明至少包括如下有益效果：

1.本发明所述位移传感器实时反应所述夹具是否与工件配合到位；

2.本发明所述比对触发器配控制加工流程，防止工件与所述夹具尚未配合到位就被加工，提升了良品率；

3.本发明所述振动组件能够调整工件位置，配合所述比对触发器能够自动完成对工件的重新装夹；

4.本发明能够识别无法正常装载的工件，从而自动更换新工件。

附图说明

图1为本发明所述带有自检功能的夹具的三维示意图；

图2为本发明所述带有自检功能的夹具的俯视图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例一

结合图1、图2所示，本实施例提供一种带有自检功能的夹具，包括：

基座1，其上安装有定位板2；夹持机构，其至少包括驱动部件3和设置在所述驱动部件3伸缩端上的压板4，所述压板4伸缩设置在所述定位板2上方；位移传感器5，其安装在所述压板4与所述基座1之间；比对触发器6，其至少包括比较模块、信号传递模块、储存模块和时间模块，所述信号传递模块与所述位移传感器5、所述驱动部件3电连接，所述比较模块与所述信号传递模块、储存模块、时间模块电连接，所述储存模块中预存有设定的合格距离值和重新装载时间；以及振动组件7，其为与所述定位板2机械连接的两组振动装置，分布在所述定位板2两侧。

本实施例所述的带有自检功能的夹具的装夹方法，该装夹方法包括如下步骤：

步骤1)驱动部件3驱动所述压板4向下移动，所述位移传感器5测量所述压板4下表面与所述定位板2上表面的实时距离值，所述时间模块统计所述压板4向下移动过程的装载时间；

步骤2)所述比较模块接收所述实时距离值，所述比较模块将所述实时距离值与所述合格距离值做比对，所述比较模块将所述装载时间与所述重新装载时间做比对；

步骤3)如果所述实时距离值大于所述合格距离值，且所述装载时间小于所述重新装载时间，则判定所述夹持机构处于正在装夹工件的第一状态，控制所述压板4继续向下移动；

步骤4)如果所述实时距离值小于等于所述合格距离值，则判定所述夹持机构处于夹持所述工件到位的第二状态，所述信号传递模块发送加工指令；

步骤5)如果所述实时距离值大于所述合格距离值，且所述装载时间大于等于所述重新装载时间，则判定所述夹持机构处于装载失败的第三状态，所述信号传递模块向所述夹持机构发送复位所述压板4位置的第一指令，驱动所述压板4复位后，所述信号传递模块向所述振动组件7发送振动指令，回到步骤1)。

所述合格距离值为所述工件厚度与所述工件和定位板2之间最大允许间隙的总和。

所述位移传感器5为拉杆式直线位移传感器5，所述位移传感器5的壳体固定在所述基座1上，所述位移传感器5的拉杆与所述压板4固定连接从而获取所述压板4的位移量，进而根据已知的所述压板4距离所述基座1上表面的最大距离、所述定位板2的厚度得出所述压板4下表面与所述定位板2上表面的实时距离值。

测量所述实时距离值的目的是获取所述夹具与工件配合的紧密程度，而实际上不一定要通过测量所述压板4下表面与所述定位板2上表面的实时距离值来达到这一目的。比如，也可测量所述压板4上表面与所述定位板2上表面、所述压板4上表面与所述基座1下表面、或者所述压板4下表面与所述基座1下表面等的实时距离值。甚至部分夹具中并不存在压板4与定位板2，但这不妨碍所述位移传感器5通过测量其他相关位移量，从而可以反应所述夹具与工件配合紧密程度。当然，如果所述实时距离值的测量对象发生变化，所述合格距离值也要相应配合改变计算过程。

通过所述合格距离值来对所述夹持机构与工件的配合程度做判断，所述实时距离值大于所述合格距离值对应的是，所述夹持机构与工件处于松配合状态，尚未达到工件加工所需的配合精度，这种状态下当然不能启动对工件的任何加工，不然会导致废品；所述实时距离值小于等于所述合格距离值对应的是，所述夹持机构与工件配合紧密，达到夹具设计时的配合精度，这种状态下所述比对触发器6发送加工工件指令，即控制外设的各种加工刀具对工件进行加工。

所述重新装载时间的设置，则是应对工件迟迟不能装夹到所需要的位置，无法达到设计精度这种情况。这种原因可能是多方面的，可能是毛刺导致的工件错位，可能工件初始放置位置有偏差，也可能是夹具设计方面的瑕疵。遇到这种状况，除了阻止工件的进一步加工，还需要解决具体实际问题。本实施例中，首先通过所述第一指令复位所述压板4，然后通过所述第二指令控制所述振动组件7振动，所述振动组件7安装在所述定位板2中，振动波传递给工件，进而使得工件调整至与所述夹具最为契合的位置。

通过上述的振动调整后，再度进入装夹工序，这样自动化的完成复位重新装夹工作，免去了人工调整的人力、物力，提高生产效率。

所述驱动部件3为旋转伸缩气缸。

实施例二

所述比对触发器6还包括重新装载计数模块、报警模块，所述储存模块中还预存有最多装载次数，所述重新装载计数模块与所述比较模块电连接，所述报警模块与所述信号传递模块电连接。

所述步骤5)中还包括，所述重新装载计数模块统计装夹同一工件过程中所述第三状态的出现次数，当所述第三状态的出现次数达到所述最多装载次数时，所述信号传递模块给所述报警模块发送报警指令。

所述夹具通过一机械臂装载、拆卸、加工所述工件，所述报警模块与所述机械臂电连接，所述报警模块接收到所述报警指令后，所述报警模块控制所述机械臂用新工件替换当前工件，回到步骤1)，所述重新装载计数模块清零。

所述合格距离值、重新装载时间、最多装载次数可以修改调整。

如果自动重新装夹后，仍然出现工件无法配合到位的情况，此时多半说明该工件存在较大缺陷(通常夹具设计出问题的可能不大)，可以通过机械臂、或者人工操作，直接跳过该工件的加工，并将该工件输送至待检查的区域。对于这种坏件状况，在本实时例中，所述最多装载次数设为两次，意味着工件在重新装夹一次后后仍然无法与所述夹具配合到位，第二次进入所述第三状态，即判定该工件存在缺陷，为坏件。

所述夹具还包括分别对应所述第一状态、第二状态、第三状态的第一状态指示灯、第二状态指示灯、第三状态指示灯，所述第一状态指示灯、第二状态指示灯、第三状态指示灯均与所述信号传递模块电连接，所述报警模块包括蜂鸣器。

所述第一状态指示灯、第二状态指示灯、第三状态指示灯均以亮起表示进入所对应的状态，所述第一状态指示灯为黄色，所述第二状态指示灯为绿色，所述第三状态指示灯为红色。所述蜂鸣器在所述报警模块接收到所述报警指令时鸣响，提示操作人员，出现了坏件。

由上所述，本发明所述位移传感器5实时反应所述夹具是否与工件配合到位；本发明所述比对触发器6配控制加工流程，防止工件与所述夹具尚未配合到位就被加工，提升了良品率；本发明所述振动组件7能够调整工件位置，配合所述比对触发器6能够自动完成对工件的重新装夹；本发明能够识别无法正常装载的工件，从而自动更换新工件。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，包括：

基座，其上安装有定位板；

夹持机构，其至少包括驱动部件和设置在所述驱动部件伸缩端上的压板，所述压板伸缩设置在所述定位板上方；

位移传感器，其安装在所述压板与所述基座之间；

比对触发器，其至少包括比较模块、信号传递模块、储存模块和时间模块，所述信号传递模块与所述位移传感器、所述驱动部件电连接，所述比较模块与所述信号传递模块、储存模块、时间模块电连接，所述储存模块中预存有设定的合格距离值和重新装载时间；以及

振动组件，其与所述定位板机械连接；

该装夹方法包括如下步骤：

步骤1)所述驱动部件驱动所述压板向下移动，所述位移传感器测量所述压板下表面与所述定位板上表面的实时距离值，所述时间模块统计所述压板向下移动过程的装载时间；

步骤2)所述比较模块接收所述实时距离值，所述比较模块将所述实时距离值与所述合格距离值做比对，所述比较模块将所述装载时间与所述重新装载时间做比对；

步骤3)如果所述实时距离值大于所述合格距离值，且所述装载时间小于所述重新装载时间，则判定所述夹持机构处于正在装夹工件的第一状态，控制所述压板继续向下移动；

步骤4)如果所述实时距离值小于等于所述合格距离值，则判定所述夹持机构处于夹持所述工件到位的第二状态，所述信号传递模块发送加工指令；

步骤5)如果所述实时距离值大于所述合格距离值，且所述装载时间大于等于所述重新装载时间，则判定所述夹持机构处于装载失败的第三状态，所述信号传递模块向所述夹持机构发送复位所述压板位置的第一指令，驱动所述压板复位后，所述信号传递模块向所述振动组件发送振动指令，回到步骤1)。

2.根据权利要求1所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，所述合格距离值为工件厚度与所述工件和定位板之间最大允许间隙的总和。

3.根据权利要求1所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，所述位移传感器为拉杆式直线位移传感器，所述位移传感器的壳体固定在所述基座上，所述位移传感器的拉杆与所述压板固定连接。

4.根据权利要求1所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，所述比对触发器还包括重新装载计数模块、报警模块，所述储存模块中还预存有最多装载次数，所述重新装载计数模块与所述比较模块电连接，所述报警模块与所述信号传递模块电连接。

5.根据权利要求4所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，所述步骤5)中还包括，所述重新装载计数模块统计装夹同一工件过程中所述第三状态的出现次数，当所述第三状态的出现次数达到所述最多装载次数时，所述信号传递模块给所述报警模块发送报警指令。

6.根据权利要求5所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，所述夹具通过一机械臂装载、拆卸、加工所述工件，所述报警模块与所述机械臂电连接，所述报警模块接收到所述报警指令后，所述报警模块控制所述机械臂用新工件替换当前工件，回到步骤1)，所述重新装载计数模块清零。

7.根据权利要求5所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，所述合格距离值、重新装载时间、最多装载次数都能修改调整。

8.根据权利要求5所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，还包括分别对应所述第一状态、第二状态、第三状态的第一状态指示灯、第二状态指示灯、第三状态指示灯，所述第一状态指示灯、第二状态指示灯、第三状态指示灯均与所述信号传递模块电连接，所述报警模块包括蜂鸣器。

9.根据权利要求1所述的带有自检功能夹具的装夹方法，其特征在于，所述驱动部件为旋转伸缩气缸。