CN108917533A - 一种三坐标夹具快速定位测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三坐标夹具快速定位测量装置，包括测量平台、多螺纹孔防护底板、零件夹具、测量机、定位销压紧柱、快速弹力夹和测量夹具快速可调装置；定位销压紧柱和快速弹力夹采用三点式布局锁紧定位零件夹具；测量夹具快速可调装置为设置在零件夹具的底板侧面的长条形结构，其一端与零件夹具的底板固定连接，另一端设置与零件夹具的底板的相对位置微调部件，两端之间的中部背向底板的侧面抵靠贴合三点式定位销压紧柱中的一个，使得该相对位置微调部件的微调从该定位销压紧柱处获得支撑反力推动底板移动，以调节待测零件和零件夹具相对测量机的平行状态。本发明经过结构的精简和优化，粗调和精调定位精度高。
Description
技术领域
本发明属于三坐标测量领域，具体涉及一种三坐标夹具快速定位测量装置及方法。
背景技术
三坐标测量已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业测量和质量控制不可缺少的测量设备。涉及的部门和行业非常广泛。在应用范围里面，三坐标测量也基本上涵盖了机械零件及电子元器件和各种形状公差和位置公差。
目前三坐标在多零件成线测量和批量测量装置和测量方法中，存在以下问题：
1、现有测量装置和方法中(如图8所述)，夹具的调整定位依赖纯人工经验完成，受到人员操作手法和技能水平的影响较大，定位耗时较长，定位不够精准；
2、只有较少数高端企业配置专机专线的高成本三坐标测量设备，但大部分中小或者代工企业的三坐标检测对象往往不是单一的零件，需要通过不同类型零件的切换检测才能完成每天或者每班次的检测任务；
3、零件切换后，零件和夹具的定位又需要纯经验调整，定位耗时成倍增加，定位精度累积误差大，夹具定位不可能做到统一，还需要一系列辅助调整步骤测量机才能执行预设自动运行程序；
4、不同类型零件的切换检测造成了工步步骤增多，增加检测耗时，人员技能水平求高，零件定位或重复精度不高，过多人为操作影响设备安全。
发明内容
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种三坐标夹具快速定位测量装置及方法，经过结构的精简和优化，实现快速粗调和精调定位，定位精度高，实现快速零件切换，保证零件装夹位置与检测设备定位的重复性和准确性，保证零件与测量设备的平行状态，测量机无需调整直接进行多种不同类型零件的测量，提升测量效率，提升测量设备利用率。
为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种三坐标夹具快速定位测量装置，包括测量平台、多螺纹孔防护底板、零件夹具、测量机；所述多螺纹孔防护底板设置在所述测量平台上，所述零件夹具锁固在所述多螺纹孔防护底板上，所述零件夹具用于夹持待测零件，所述测量机用于对被夹持的待测零件进行三坐标测量；
该三坐标夹具快速定位测量装置还包括定位销压紧柱、快速弹力夹和测量夹具快速可调装置；
所述定位销压紧柱的下端可拆卸地固定于所述多螺纹孔防护底板，其上端可拆卸地连接所述快速弹力夹，所述定位销压紧柱和快速弹力夹采用三点式布局锁紧定位所述零件夹具；
所述测量夹具快速可调装置为设置在所述零件夹具的底板侧面的长条形结构，其一端与所述零件夹具的底板固定连接，另一端设置与所述零件夹具的底板的相对位置微调部件，两端之间的中部背向所述底板的侧面抵靠贴合三点式定位销压紧柱中的一个，使得该相对位置微调部件的微调从该定位销压紧柱处获得支撑反力推动所述底板移动，以调节所述待测零件和所述零件夹具相对所述测量机的平行状态。
优选地，所述测量夹具快速可调装置为楔形的倾斜长条块状体，固定端的厚度d1大于调节端的厚度d2。
优选地，所述测量夹具快速可调装置的固定端贯穿设置有固定安装孔，调节端贯穿设置有调节螺纹孔，与前两者分别对应地，所述零件夹具的底板侧面对应位置处分别匹配设置固定螺纹孔和锥形定位调节孔；采用固定螺栓在固定端实现单点固定，调节端的所述相对位置微调部件具体为调节螺钉，以实现所述测量夹具快速可调装置与与所述零件夹具的底板的相对位置微调。
优选地，所述零件夹具除了所述底板还包括竖板、初始限位点、支撑定位点，所述底板与所述竖板垂直设置，所述初始限位点、支撑定位点设置于所述竖板上，所述初始限位点位于竖板下部用于临时支撑待测零件，所述支撑定位点为多个，位于所述初始限位点上方、待测零件后方。
优选地，所述零件夹具还包括快速可调夹持件及其支座，为三套、构成待测零件三点夹持定位结构。
为实现上述目的，按照本发明的第二方面，还提供了一种三坐标夹具快速定位测量方法，采用如前所述的三坐标夹具快速定位测量装置，该三坐标夹具快速定位测量方法包括以下步骤：
步骤S1，测量前，将待测零件预装夹在零件夹具上，按装夹要求进行固定，将测量夹具快速可调装置固定安装至零件夹具的底板的侧面；
步骤S2，将已装夹待测零件和测量夹具快速可调装置的零件夹具移动到多螺纹孔防护底板上，推动零件夹具的底板与多螺纹孔防护底板上安装的定位销压紧柱三点边线定位，同时，调节所述测量夹具快速可调装置两端之间的中部背向所述底板的侧面抵靠贴合三点式定位销压紧柱中的一个，完成快速初调定位；
步骤S3，微调该相对位置微调部件，从该定位销压紧柱处获得支撑反力推动所述底板移动，以调节所述待测零件和所述零件夹具相对所述测量机的平行状态，完成快速精调定位；
步骤S4，在定位销压紧柱上安装快速弹力夹，往下压紧零件夹具的底板与多螺纹孔防护底板，完成快速紧固；
步骤S5，开启测量机，调用测量机内已设定的测量程序，执行测量动作，直至完成第一类待测零件的测量；
步骤S6，更换不同类型待测零件及零件夹具，然后按上述步骤S1-S5，快速切换继续测量其它不同类型的待测零件。
上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明的三坐标夹具快速定位测量装置，经过结构的精简和优化，通过三点式定位销压紧柱实现快速粗调，通过测量夹具快速可调装置实现快速精调定位，定位精度高，克服了人工经验的精度、耗时和技能要求等问题，减少人为操作影响设备安全；
2、本发明的三坐标夹具快速定位测量方法，除了上述装置的优点外，还实现了快速零件切换，保证零件装夹位置与检测设备定位的重复性和准确性，保证零件与测量设备的平行状态，测量机无需调整直接进行多种不同类型零件的测量，减少工步步骤，减少检测耗时，提升测量效率，提升测量设备利用率。
附图说明
图1是本发明的三坐标夹具快速定位测量装置(未安装夹具)平面示意图；
图2是本发明的三坐标夹具快速定位测量装置(安装夹具)平面示意图；
图3是本发明的三坐标夹具快速定位测量装置(安装夹具)侧视示意图；
图4是本发明的测量夹具快速可调装置示意图；
图5是本发明的零件夹具示意图；
图6是本发明的零件夹具和待测零件示意图；
图7是本发明的工艺流程示意图；
图8是现有技术的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-3所示，本发明提供一种三坐标夹具快速定位测量装置，包括测量平台1、多螺纹孔防护底板2、零件夹具3、测量机；所述多螺纹孔防护底板2平铺设置在所述测量平台1(如大理石平台)上，所述零件夹具3锁固在所述多螺纹孔防护底板2上，所述零件夹具3用于夹持待测零件4，所述测量机用于对被夹持的待测零件4进行三坐标测量。
本发明的核心在于，该三坐标夹具快速定位测量装置还包括定位销压紧柱5、快速弹力夹6和测量夹具快速可调装置7。
如图2所示，所述定位销压紧柱5的下端可拆卸地固定于所述多螺纹孔防护底板2，其上端可拆卸地连接所述快速弹力夹6。所述定位销压紧柱5包括多个，其中三组定位销压紧柱5和快速弹力夹6采用三点式布局锁紧定位所述零件夹具3。
如图2-4所示，所述测量夹具快速可调装置7为设置在所述零件夹具3的底板31侧面的长条形结构，其一端与所述零件夹具3的底板31固定连接，另一端设置与所述零件夹具3的底板31的相对位置微调部件，两端之间的中部背向所述底板31的侧面抵靠贴合三点式定位销压紧柱5中的一个，使得该相对位置微调部件的微调从该定位销压紧柱5处获得支撑反力推动所述底板31移动，以调节所述待测零件4和所述零件夹具3相对所述测量机的平行状态。所述测量夹具快速可调装置7为楔形的倾斜长条块状体，优选为钢条块，固定端的厚度d1大于调节端的厚度d2。所述测量夹具快速可调装置7的固定端贯穿设置有固定安装孔71，该固定安装孔71为通孔和沉头组成的阶梯孔，调节端贯穿设置有调节螺纹孔72，与前两者分别对应地，所述零件夹具3的底板31侧面对应位置处分别匹配设置固定螺纹孔和锥形定位调节孔，；采用固定螺栓在固定端实现单点固定，调节端的所述相对位置微调部件具体为调节螺钉，以实现所述测量夹具快速可调装置7与与所述零件夹具3的底板31的相对位置微调，调节范围约为1-2mm。现有的人工经验调节很容易过大或过小，反复调节费时费力，精度不能保证，而本发明的调节螺钉和锥形定位调节孔的旋转匹配微调实现了1-2mm的精细调节，且在随零件夹具3移动的过程中，该锥形定位调节孔能限制长条块的旋转。
如图5-6所示，所述零件夹具3除了所述底板31还包括竖板32、初始限位点33、支撑定位点34，所述底板31与所述竖板32垂直设置，并采用肘板37支撑两者；所述初始限位点33、支撑定位点34设置于所述竖板32上，所述初始限位点33位于竖板32下部用于临时支撑待测零件4，所述支撑定位点34为多个，位于所述初始限位点33上方、待测零件4后方。所述零件夹具3还包括快速可调夹持件36及其支座35，为三套、构成待测零件4三点夹持定位结构。
本发明的三坐标夹具快速定位测量装置，经过结构的精简和优化，通过三点式定位销压紧柱实现快速粗调，通过测量夹具快速可调装置实现快速精调定位，定位精度高，克服了人工经验的精度、耗时和技能要求等问题。
为实现上述目的，按照本发明的第二方面，还提供了一种三坐标夹具快速定位测量方法，其特征在于：采用如权利要求1-5任一项所述的三坐标夹具快速定位测量装置，该三坐标夹具快速定位测量方法包括以下步骤：
步骤S1，测量前，将待测零件4预装夹在零件夹具3上，按装夹要求进行固定，将测量夹具快速可调装置7固定安装至零件夹具3的底板31的侧面。
步骤S2，将已装夹待测零件4和测量夹具快速可调装置7的零件夹具3移动到多螺纹孔防护底板2上，推动零件夹具3的底板31与多螺纹孔防护底板2上安装的定位销压紧柱5三点边线定位，同时，调节所述测量夹具快速可调装置7两端之间的中部背向所述底板31的侧面抵靠贴合三点式定位销压紧柱5中的一个，优选还抵靠没有安装快速弹力夹6的定位销压紧柱5(不属于三点式)，完成快速初调定位。
步骤S3，微调该相对位置微调部件，旋转该调节螺钉、从该定位销压紧柱5处获得支撑反力推动所述底板31移动1-2mm，以调节所述待测零件4和所述零件夹具3相对所述测量机的平行状态，完成快速精调定位。
步骤S4，在定位销压紧柱5上安装快速弹力夹6，往下压紧零件夹具3的底板31与多螺纹孔防护底板2，完成快速紧固。
步骤S5，开启测量机，调用测量机内已设定的测量程序，所述测量程序是高级编程语句里跳转指令，程序在运行时可选择直接运行模式还是手动采点模式，选择直接运行模式，执行测量动作，直至完成第一类待测零件的测量。
步骤S6，更换不同类型待测零件及零件夹具，然后按上述步骤S1-S5，快速切换继续测量其它不同类型的待测零件。
本发明的三坐标夹具快速定位测量方法，除了上述装置的优点外，还实现了快速零件切换，保证零件装夹位置与检测设备定位的重复性和准确性，保证零件与测量设备的平行状态，测量机无需调整直接进行多种不同类型零件的测量，减少工步步骤，减少检测耗时，提升测量效率，提升测量设备利用率。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种三坐标夹具快速定位测量装置，包括测量平台(1)、多螺纹孔防护底板(2)、零件夹具(3)、测量机；所述多螺纹孔防护底板(2)设置在所述测量平台(1)上，所述零件夹具(3)锁固在所述多螺纹孔防护底板(2)上，所述零件夹具(3)用于夹持待测零件(4)，所述测量机用于对被夹持的待测零件(4)进行三坐标测量；其特征在于：
该三坐标夹具快速定位测量装置还包括定位销压紧柱(5)、快速弹力夹(6)和测量夹具快速可调装置(7)；
所述定位销压紧柱(5)的下端可拆卸地固定于所述多螺纹孔防护底板(2)，其上端可拆卸地连接所述快速弹力夹(6)，所述定位销压紧柱(5)和快速弹力夹(6)采用三点式布局锁紧定位所述零件夹具(3)；
所述测量夹具快速可调装置(7)为设置在所述零件夹具(3)的底板(31)侧面的长条形结构，其一端与所述零件夹具(3)的底板(31)固定连接，另一端设置与所述零件夹具(3)的底板(31)的相对位置微调部件，两端之间的中部背向所述底板(31)的侧面抵靠贴合三点式定位销压紧柱(5)中的一个，使得该相对位置微调部件的微调从该定位销压紧柱(5)处获得支撑反力推动所述底板(31)移动，以调节所述待测零件(4)和所述零件夹具(3)相对所述测量机的平行状态。
2.如权利要求1所述的三坐标夹具快速定位测量装置，其特征在于：所述测量夹具快速可调装置(7)为楔形的倾斜长条块状体，固定端的厚度d1大于调节端的厚度d2。
3.如权利要求2所述的三坐标夹具快速定位测量装置，其特征在于：所述测量夹具快速可调装置(7)的固定端贯穿设置有固定安装孔(71)，调节端贯穿设置有调节螺纹孔(72)，与前两者分别对应地，所述零件夹具(3)的底板(31)侧面对应位置处分别匹配设置固定螺纹孔和锥形定位调节孔；采用固定螺栓在固定端实现单点固定，调节端的所述相对位置微调部件具体为调节螺钉，以实现所述测量夹具快速可调装置(7)与与所述零件夹具(3)的底板(31)的相对位置微调。
4.如权利要求1-3任一项所述的三坐标夹具快速定位测量装置，其特征在于：所述零件夹具(3)除了所述底板(31)还包括竖板(32)、初始限位点(33)、支撑定位点(34)，所述底板(31)与所述竖板(32)垂直设置，所述初始限位点(33)、支撑定位点(34)设置于所述竖板(32)上，所述初始限位点(33)位于竖板(32)下部用于临时支撑待测零件(4)，所述支撑定位点(34)为多个，位于所述初始限位点(33)上方、待测零件(4)后方。
5.如权利要求4所述的三坐标夹具快速定位测量装置，其特征在于：所述零件夹具(3)还包括快速可调夹持件(36)及其支座(35)，为三套、构成待测零件(4)三点夹持定位结构。
6.一种三坐标夹具快速定位测量方法，其特征在于：采用如权利要求1-5任一项所述的三坐标夹具快速定位测量装置，该三坐标夹具快速定位测量方法包括以下步骤：
步骤S1，测量前，将待测零件(4)预装夹在零件夹具(3)上，按装夹要求进行固定，将测量夹具快速可调装置(7)固定安装至零件夹具(3)的底板(31)的侧面；
步骤S2，将已装夹待测零件(4)和测量夹具快速可调装置(7)的零件夹具(3)移动到多螺纹孔防护底板(2)上，推动零件夹具(3)的底板(31)与多螺纹孔防护底板(2)上安装的定位销压紧柱(5)三点边线定位，同时，调节所述测量夹具快速可调装置(7)两端之间的中部背向所述底板(31)的侧面抵靠贴合三点式定位销压紧柱(5)中的一个，完成快速初调定位；
步骤S3，微调该相对位置微调部件，从该定位销压紧柱(5)处获得支撑反力推动所述底板(31)移动，以调节所述待测零件(4)和所述零件夹具(3)相对所述测量机的平行状态，完成快速精调定位；
步骤S4，在定位销压紧柱(5)上安装快速弹力夹(6)，往下压紧零件夹具(3)的底板(31)与多螺纹孔防护底板(2)，完成快速紧固；
步骤S5，开启测量机，调用测量机内已设定的测量程序，执行测量动作，直至完成第一类待测零件的测量；
步骤S6，更换不同类型待测零件及零件夹具，然后按上述步骤S1-S5，快速切换继续测量其它不同类型的待测零件。
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2018
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