CN112648950A - 三坐标检测用快速定位夹紧夹具 - Google Patents

三坐标检测用快速定位夹紧夹具 Download PDF

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徐婷
严鉴铂
寇植达
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Abstract

为了解决缓速器壳体零件在三坐标检测过程中的装夹定位问题，本发明提供了一种三坐标检测用快速定位夹紧夹具，利用三处小定位面定位被测缓速器壳体零件的A面，利用第一定位销定位被测缓速器壳体零件的定位孔B，第二定位销定位被测缓速器壳体零件的定位孔C，利用五个压入式球头柱塞分布在被测缓速器壳体零件的外轮廓四周，从而对其完全定位夹紧；由于本发明是将被测缓速器壳体零件立姿装夹，装夹定位均不影响特征检测，因此能够实现一次装夹完成全尺寸检测，使用方便。

Description

三坐标检测用快速定位夹紧夹具
技术领域
本发明涉及一种三坐标检测用快速定位夹紧夹具。
背景技术
缓速器壳体零件的形位公差、位置等一般采用三坐标检测，检测时一般将缓速器壳体零件直接放置在三坐标平台上或采用简单的等高块支撑。由于检测时未对被测工件进行夹紧，因而测量时易发生微移，造成测量误差；壳体一般为六面体，各方位均有被测特征，难以在一个姿态完成测量，需要翻转不同的姿态，转换基准，测量效率低，测量误差大。
而如果采用传统压板式专用夹具对缓速器壳体零件进行夹紧，则需逐个拧紧压板装夹，耗时长，且压板可能对缓速器壳体上的被测结构造成遮挡，不利于进行三坐标检测。
发明内容
为了解决缓速器壳体零件在三坐标检测过程中的装夹定位问题，本发明提供了一种三坐标检测用快速定位夹紧夹具。
本发明的技术方案是：
三坐标检测用快速定位夹紧夹具，其特殊之处在于：包括夹具本体、设置在夹具本体上的第一支座、第二支座、第三支座和第四支座；
第一支座、第二支座、第三支座和第四支座的间距、布置位置、高度根据被测缓速器壳体零件的外部轮廓进行设计匹配，共同形成被测缓速器壳体零件的安装支撑空间；
在第一支座的上部、第二支座的上部、第三支座的上部、第四支座的上部及中部，均设置有压入式球头柱塞快速夹紧机构；所述压入式球头柱塞快速夹紧机构分别对应被测缓速器壳体零件外轮廓上的五个不同位置，配合实现被测缓速器壳体零件的支撑夹紧；
在第一支座和第四支座的中部，分别设置有第一定位销和第二定位销；第一定位销和第二定位销的位置分别与被测缓速器壳体零件上的定位孔B和定位孔C相对应，用于实现被测缓速器壳体零件的快速定位。
进一步地，第一定位销和第二定位销均为花瓣式定位销结构；所述花瓣式定位销结构由依次连接的导向部、定位部和安装部构成；导向部为锥形结构，方便被测缓速器壳体零件的导入；定位部为圆柱结构，用于实现被测缓速器壳体零件的定位；安装部用于将定位销安装固定在相应的支座上；在定位部内设置有三或四通路花瓣式镂空结构，用于测量时三坐标测头从定位销背部进入，通过镂空结构采集被测缓速器壳体零件上定位孔的点。
进一步地，在夹具本体上还设置有两个定位环，分别与设置三坐标测量系统上的一面两销托盘的两个定位销相匹配。
进一步地，在夹具本体上还设置有与机械手上安装的零点快换定位销配合的零点快换定位环。
进一步地，压入式球头柱塞快速夹紧机构包括安装座和压入式球头柱塞；安装座用于将压入式球头柱塞快速夹紧机构紧固安装在相应的支撑座上；压入式球头柱塞包括柱塞、球头和弹簧；柱塞与安装座上的孔轴孔配合，采用紧定螺钉锁紧防松防转；弹簧和球头沿轴向安装在柱塞内。
进一步地，在夹具本体的四角处还设置有把手。
本发明的优点是：
1、本发明采用“一面两销”的定位方式，解决了缓速器壳体零件在进行三坐标检测时需多次翻转姿态、测量过程因未夹紧而产生微移动、基准转换引入的测量误差、每次测量需人工手动建立坐标系确定零件位置等问题。
2、本发明利用三处小定位面定位被测缓速器壳体零件的A面，利用第一定位销定位被测缓速器壳体零件的定位孔B，第二定位销定位被测缓速器壳体零件的定位孔C，利用五个压入式球头柱塞分布在被测缓速器壳体零件的外轮廓四周，从而对其完全定位夹紧；由于本发明是将被测缓速器壳体零件立姿装夹，装夹定位均不影响特征检测，因此能够实现一次装夹完成全尺寸检测，使用方便。
3、本发明采用四周布置的压入式球头柱塞快速夹紧被测缓速器壳体零件，取代传统的压板式夹紧，操作方便，效率高，压紧力均匀可控，无夹紧变形。
4、本发明中的定位销采用花瓣式定位销结构，实现被测缓速器壳体零件定位的同时，不影响定位孔的测量。
5、本发明中夹具本体上设置的两个定位环与安装在三坐标测量系统上的一面两销托盘相配合，能够实现定位夹紧夹具的快换及精确定位，在零件进行三坐标检测时无需人工建立坐标系可直接自动运行测量程序，同时实现多种检测夹具的兼容及快换。
6、本发明中夹具本体上设置的零点快换定位环，配合机械手上安装的零点快换定位销，可实现自动化更换检测夹具。
7、本发明的夹具设计思路不仅适用于人工上下料，也可应用自动化产线，配合机器人实现自动上下料及自动更换检测检具。
8、本发明采用铝合金材质制成，重量轻。
附图说明
图1是现有某缓速器壳体零件的主视图。
图2是现有某缓速速器壳体零件的左视图
图3是本发明快速定位夹紧夹具的三维立体视图。
图4是本发明快速定位夹紧夹具的主视图。
图5是图4中A-A向剖视图。
图6是本发明快速定位夹紧夹具的俯视图。
图7是本发明中第一定位销的主视图。
图8是图7中B-B向剖视图。
图9是本发明中第一定位销的俯视图。
图10是本发明中第一定位销的右视图。
附图标记：
1-压入式球头柱塞；2-第一定位面；3-第二定位面；4-第三定位面；5-夹具本体、6-第一支座、7-第一定位销、71-导向部；72-定位部；73-安装部；74-镂空结构；8-零点快换定位环、9-第二定位销、10-把手、11-紧定螺钉、12-安装座、13-定位环；14-三坐标测头；15-第二支座；16-第三支座；17-第四支座；18-球头；19-弹簧；20-柱塞；21-压入式球头柱塞快速夹紧机构。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图2-4所示，本发明所提供的三坐标检测用快速定位夹紧夹具，包括夹具本体5、设置在夹具本体5上的第一支座6、第二支座15、第三支座16和第四支座17，以及设置在夹具本体5上的两个定位环13；
第一支座6、第二支座15、第三支座16和第四支座17的间距、布置位置、高度根据被测缓速器壳体零件的外部轮廓进行设计匹配，共同形成被测缓速器壳体零件的安装支撑空间；
在第一支座6的上部、第二支座15的上部、第三支座16的上部、第四支座17的上部及中部，均设置有压入式球头柱塞快速夹紧机构21，共五个压入式球头柱塞快速夹紧机构21；这五个压入式球头柱塞快速夹紧机构21分别对应被测缓速器壳体零件外轮廓上的五个不同位置，配合实现被测缓速器壳体零件的支撑夹紧；
在第一支座6和第四支座17的中部，分别设置有第一定位销7和第二定位销9；第一定位销7的位置与被测缓速器壳体零件上的定位孔B相对应，第二定位销9的位置与被测缓速器壳体零件上的定位孔C相对应，用于共同实现被测缓速器壳体零件的快速定位；
如图5所示，压入式球头柱塞快速夹紧机构21包括安装座12和压入式球头柱塞1；安装座12用于将压入式球头柱塞快速夹紧机构紧固安装在相应的支撑座上；压入式球头柱塞1包括柱塞20、球头18和弹簧19；柱塞20与安装座12上的孔轴孔配合，采用紧定螺钉11锁紧防松防转；弹簧19和球头18沿轴向安装在柱塞20内。被测缓速器壳体零件上料时，压入式球头柱塞1的球头18在推挤力的作用下压入柱塞20内，被测缓速器壳体零件上料到位后，球头18在压缩弹簧19弹力的作用下锁紧工件。
如图1所示，由于被测缓速器壳体零件上的定位孔B、C均为盲孔，同时该定位孔B、C为测量基准，为实现定位孔B、C的检测，本发明将第一定位销7和第二定位销9均设计为花瓣式定位销结构，该花瓣式定位销结构如图7-10所示；花瓣式定位销结构由依次连接的导向部71、定位部72和安装部73构成；导向部71为锥形结构，方便被测缓速器壳体零件的导入；定位部72为圆柱结构，用于实现被测缓速器壳体零件的精确定位，同时在圆柱结构内镂空均布设置三或四通路花瓣结构，测量时三坐标测头14从定位销背部进入，通过镂空结构74可采集定位孔的点，实现定位孔的测量；安装部73通过螺栓及销将定位销精确安装固定在相应的支座上。
两个定位环13分别与安装在三坐标测量系统上的一面两销托盘上的两个定位销相匹配。
为了实现自动更换检测夹具的功能，本发明在夹具本体5上还设置有零点快换定位环8，该零点快换定位环8能够与机械手上安装的零点快换定位销配合，实现自动化更换检测夹具。
为了便于搬运及安装，本发明在夹具本体5的四角处还设置有把手10；为了减轻夹具的重量，本发明各零部件可采用铝合金制成。
利用本发明快速定位夹紧被测缓速器壳体零件的方法如下：
首先，将本发明放置到三坐标测量工作台上(或者放置在三坐标测量工作台上的一面两销托盘上)；
然后，将被测缓速器壳体零件上的定位孔B、C分别与本发明中的第一定位销7和第二定位销9对齐，将被测缓速器壳体零件上的定位孔B、C推入第一定位销7和第二定位销9，使被测缓速器壳体零件上的定位面A与本发明中第一支座6上的第一定位面2、第四支座17上的第二定位面3和第二支座15上的第三定位面4贴合，在此过程中压入式球头柱塞1的球头18先在被测缓速器壳体零件外轮廓推力的作用下回缩，被测缓速器壳体零件到位后，在弹簧19压力的作用下推出压紧被测缓速器壳体零件，从而实现被测缓速器壳体零件的定位及夹紧。
通过上述过程可以看出，由于被测缓速器壳体零件是被本发明立姿装夹的，因而能够实现一次装夹完成全尺寸检测，不需多次翻转被测缓速器壳体零件姿态；定位精确，可一次采集所有被测特征、无需基准转换、无需每次测量手工建立坐标系找正被测缓速器壳体零件；球头自动压紧，无需传统压板可快速夹紧工件，压紧力均匀可控无夹紧变形，使用方便、操作简单、减少不必要的测量误差。

Claims (6)

1.三坐标检测用快速定位夹紧夹具，其特征在于：包括夹具本体(5)、设置在夹具本体(5)上的第一支座(6)、第二支座(15)、第三支座(16)和第四支座(17)；
第一支座(6)、第二支座(15)、第三支座(16)和第四支座(17)的间距、布置位置、高度根据被测缓速器壳体零件的外部轮廓进行设计匹配，共同形成被测缓速器壳体零件的安装支撑空间；
在第一支座(6)的上部、第二支座(15)的上部、第三支座(16)的上部、第四支座(17)的上部及中部，均设置有压入式球头柱塞快速夹紧机构(21)；所述压入式球头柱塞快速夹紧机构(21)分别对应被测缓速器壳体零件外轮廓上的五个不同位置，配合实现被测缓速器壳体零件的支撑夹紧；
在第一支座(6)和第四支座(17)的中部，分别设置有第一定位销(7)和第二定位销(9)；第一定位销(7)和第二定位销(9)的位置分别与被测缓速器壳体零件上的定位孔B和定位孔C相对应，用于实现被测缓速器壳体零件的快速定位。
2.根据权利要求1所述的三坐标检测用快速定位夹紧夹具，其特征在于：第一定位销(7)和第二定位销(9)均为花瓣式定位销结构；所述花瓣式定位销结构由依次连接的导向部(71)、定位部(72)和安装部(73)构成；导向部(71)为锥形结构，方便被测缓速器壳体零件的导入；定位部(72)为圆柱结构，用于实现被测缓速器壳体零件的定位；安装部(73)用于将定位销安装固定在相应的支座上；在定位部(72)内设置有三或四通路花瓣式镂空结构(84)，用于测量时三坐标测头(14)从定位销背部进入，通过镂空结构(74)采集被测缓速器壳体零件上定位孔的点。
3.根据权利要求1或2所述的三坐标检测用快速定位夹紧夹具，其特征在于：在夹具本体(5)上还设置有两个定位环(13)，分别与设置三坐标测量系统上的一面两销托盘的两个定位销相匹配。
4.根据权利要求3所述的三坐标检测用快速定位夹紧夹具，其特征在于：在夹具本体(5)上还设置有与机械手上安装的零点快换定位销配合的零点快换定位环(8)。
5.根据权利要求4所述的三坐标检测用快速定位夹紧夹具，其特征在于：压入式球头柱塞快速夹紧机构(21)包括安装座(12)和压入式球头柱塞(1)；安装座(12)用于将压入式球头柱塞快速夹紧机构紧固安装在相应的支撑座上；压入式球头柱塞(1)包括柱塞(20)、球头(18)和弹簧(19)；柱塞(20)与安装座(12)上的孔轴孔配合，采用紧定螺钉(11)锁紧防松防转；弹簧(19)和球头(18)沿轴向安装在柱塞(20)内。
6.根据权利要求5所述的三坐标检测用快速定位夹紧夹具，其特征在于：在夹具本体(5)的四角处还设置有把手(10)。
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