CN113182907B - 一种柔性装夹装置及装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性装夹装置及装夹方法，属于工装夹具领域。包括工装基体、液压油罐和液压管路；工装基体上阵列排布有若干个相互独立的腔体，每个腔体底部均通过液压管路与液压油罐连接，每个腔体内均安装有竖直的伸缩支柱，所述伸缩支柱底部插接在腔体内，且与腔体为间隙配合；在每条液压管路上均设有液压阀门用于实现每个腔体的导通和封闭。本发明所述装置及方法充分利用了数控设备的可编程及高精度特性，与诸如数控机床、机械臂等各类数控设备配套使用，组成通用性极高的可编程柔性装夹装置，可用于各种结构类型零件装夹，实现装夹装置高精度姿态调整。相对于传统可编程柔性工装，省略了独立的高精度控制系统，极大地降低了柔性工装成本。

Description

一种柔性装夹装置及装夹方法

技术领域

本发明涉及一种工装夹具，具体涉及一种柔性装夹装置及装夹方法。

背景技术

随着航空制造领域的快速发展，飞机机型逐渐增多，需求多样性最终导致产品零件的多样性。不同结构、尺寸的零件，需要不同的装夹方案，这对零件加工时所需定位工装的通用性提出了更高的要求。目前，具备可编程特性的柔性工装往往具备独立的高精度可编程控制系统，因独立可编程控制系统的配备，使得工装成本大幅提高，也使得柔性系统的维护和使用变得更加复杂，最终也导致可编程柔性工装应用受到极大的限制。

例如现有技术中，公开号为CN207534436U，公开日为2018年06月26日，名称为“铣阀座用多工位液压装夹治具”的中国实用新型专利，其技术方案为：铣阀座用多工位液压装夹治具，包括工作板，所述工作板设有四个液压装夹工位，每个所述液压装夹工位设有一工作定位板和液压装夹机构，所述工作板为包括工作底板和工作面板的上下双板，所述工作底板和工作面板通过支撑柱固定连接，所述工作底板和工作面板通过所述支撑柱容置得到四个所述液压装夹工位，所述工作面板上对应设有四阀座定位板，所述阀座定位板为固定在所述工作面板上平面的阀座放置圆饼，所述液压装夹机构为由液压缸带动上下伸缩而装夹固定待加工阀座的活动工作组件。

上述专利主要存在以下不足：该专利仅能针对特定结构特征的零件进行装夹，不具备可调性，且不具备可编程性，适用于单一零件的大批量生产，而无法适用于各种结构类型零件的装夹。

发明内容

针对现有技术，本发明的目的在于提供一种结构简单，维护简便，稳定可靠且成本较低的柔性装夹装置，本发明还提供了一种基于前述装置的柔性装夹方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种柔性装夹装置，其特征在于：包括工装基体、液压油罐和液压管路；所述工装基体包括工装主体和阵列排布在工装主体上的若干个相互独立的腔体，每个腔体底部均通过液压管路与液压油罐连接，每个腔体内均安装有竖直的伸缩支柱，所述伸缩支柱底部插接在腔体内，且与腔体为间隙配合；在每条液压管路上均设有液压阀门用于实现每个腔体的导通和封闭。

进一步的，所述伸缩支柱为中心带有定位孔和螺纹孔的圆柱体结构，所述定位孔位于螺纹孔上方，所述定位孔和螺纹孔用于伸缩支柱与定位销或螺栓配合实现定位或夹紧。

进一步的，所述工装基体与数控机床配合使用，数控机床的主轴上安装有特制刀柄，所述刀柄用于根据预设的数控程序将对应的伸缩支柱压缩至腔体内的指定位置。

进一步的，各个液压阀门可以通过机械或电控的方式实现统一打开或关闭。

一种柔性装夹装置的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将柔性装夹装置整体安装到数控机床工作台上；

B、开启所有联动液压阀门，并对液压油罐内的液压油加压，通过液压管路将工装基体上的所有伸缩支柱推送至不脱离腔体的最高点；

C、打开液压油罐的泄压阀，使伸缩支柱仅在摩擦力的作用下保持在最高点，

D、数控机床运行编制好的数控程序，在数控机床主轴上安装特制刀柄，通过机床主轴的运动，将伸缩支柱逐个压缩到指定位置；

E、关闭所有联动液压阀门，将所有伸缩支柱固定在指定位置，装置完成姿态调整；

F、将零件装夹至完成姿态调整的伸缩支柱上定位安装，开始数控加工。

本方案的工作原理：

本柔性装夹装置配合数控设备使用，使用时，先打开所有联动的液压阀门，使得工装基体上各个液压腔体与液压油罐联通，再通过压缩空气或高压液压系统对液压油罐内的液压油加压，将所有伸缩支柱推至最高点，然后对液压油罐进行泄压，所有的伸缩支柱在摩擦力的作用下，将保持在最高点，通过对数控设备进行编程，由数控设备执行数控程序，将所有伸缩支柱调整到指定位置，然后关闭所有联动液压阀门，将所有伸缩支柱固定在指定位置，完成装夹装置姿态的调整。

本技术方案的有益效果如下：

本发明所述装置及方法充分利用了数控设备的可编程及高精度特性，与诸如数控机床、机械臂等各类数控设备配套使用，组成通用性极高的可编程柔性装夹装置，可用于各种结构类型零件装夹，实现装夹装置高精度姿态调整。相对于传统可编程柔性工装，省略了独立的高精度控制系统，极大地降低了柔性工装成本。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明所用液压阀门的结构示意图；

图3是工装基体的结构示意图；

图4是本发明一种液压油管标准件的结构示意图；

图5是本发明液压油罐的结构示意图；

图6是本发明伸缩支柱的结构示意图；

图7是本发明装置的零件装夹示意图；

图中：

1、伸缩支柱，2、定位孔，3、管螺纹，4、液压阀门，5、工装基体，6、腔体，7、液压管路，8、阀体，9、液压油罐，10、工装主体，11、液压油管标准件，12、泄压接口，13、零件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例公开了一种柔性装夹装置，如图1所示，包括工装基体5、液压油罐9和液压管路7；如图3所示，所述工装基体5包括工装主体10和阵列排布在工装主体10上的若干个相互独立的腔体6，这些腔体6在工装基体5上均匀排布，每个腔体6底部均通过液压管路7与液压油罐9连接，每个腔体6内均安装有竖直的伸缩支柱1，所述伸缩支柱1底部插接在腔体6内，且与腔体6为间隙配合；在每条液压管路7上均设有液压阀门4用于实现每个腔体6的导通和封闭，说明书附图2展示了本实施例中所采用的液压阀门4，包括阀体8和用于连接的液压管路7的管螺纹3，各个液压阀门4可以通过机械或电控的方式实现统一打开或关闭。

如图4所示为一种液压油管标准件11的结构示意图。

如图6所示，伸缩支柱1为中心带有定位孔2和螺纹孔的圆柱体结构，可在数控机床主轴的压力作用下，在工装基体5的腔体6中上下运动。当伸缩支柱1运动时，液压油可通过液压管路7向相连通的液压油罐9增补。

伸缩支柱1的顶端为工作面，其工作面可用于支撑定位；定位孔2位于螺纹孔上方，所述定位孔2和螺纹孔用于伸缩支柱1与定位销或螺栓配合实现定位或夹紧。

本实施例所述的工装基体5与数控机床配合使用，数控机床的主轴上安装有特制刀柄，所述刀柄用于根据预设的数控程序将对应的伸缩支柱1压缩至腔体6内的指定位置。装置工作时，先打开液压阀门4，将所有伸缩支柱1调至最高点，再通过编程控制数控设备将各伸缩支柱1调整至指定位置，完成装置姿态高精度调整，然后关闭液压阀门4，将所有伸缩支柱1固定在指定位置。

实施例2

本实施例公开了一种柔性装夹装置的装夹方法，包括如下步骤：

A、将柔性装夹装置整体安装到数控机床工作台上；

B、开启所有联动液压阀门4，并对液压油罐9内的液压油加压，通过液压管路7将工装基体5上的所有伸缩支柱1推送至不脱离腔体6的最高点；

C、打开液压油罐9的泄压阀，使伸缩支柱1仅在摩擦力的作用下保持在最高点，

D、数控机床运行编制好的数控程序，在数控机床主轴上安装特制刀柄，通过机床主轴的运动，将伸缩支柱1逐个压缩到指定位置；

E、关闭所有联动液压阀门4，将所有伸缩支柱1固定在指定位置，装置完成姿态调整；

F、将零件13装夹至完成姿态调整的伸缩支柱1上定位安装，开始数控加工。如图7所示。

上述装置及方法充分利用了数控设备的可编程及高精度特性，与诸如数控机床、机械臂等各类数控设备配套使用，组成通用性极高的可编程柔性装夹装置，可用于各种结构类型零件13装夹，实现装夹装置高精度姿态调整。相对于传统可编程柔性工装，省略了独立的高精度控制系统，极大地降低了柔性工装成本。

Claims (3)

1.一种柔性装夹装置，其特征在于：包括工装基体（5）、液压油罐（9）和液压管路（7）；所述工装基体（5）包括工装主体（10）和阵列排布在工装主体（10）上的若干个相互独立的腔体（6），每个腔体（6）底部均通过液压管路（7）与液压油罐（9）连接，每个腔体（6）内均安装有竖直的伸缩支柱（1），所述伸缩支柱（1）底部插接在腔体（6）内，且与腔体（6）为间隙配合；在每条液压管路（7）上均设有液压阀门（4）用于实现每个腔体（6）的导通和封闭；

所述伸缩支柱（1）为中心带有定位孔（2）和螺纹孔的圆柱体结构，所述定位孔（2）位于螺纹孔上方，所述定位孔（2）和螺纹孔用于伸缩支柱（1）与定位销或螺栓配合实现定位或夹紧；

所述工装基体（5）与数控机床配合使用，数控机床的主轴上安装有特制刀柄，所述刀柄用于根据预设的数控程序将对应的伸缩支柱（1）压缩至腔体（6）内的指定位置。

2.根据权利要求1所述的一种柔性装夹装置，其特征在于：各个液压阀门（4）可以通过机械或电控的方式实现统一打开或关闭。

3.根据权利要求1或2所述的一种柔性装夹装置的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将柔性装夹装置整体安装到数控机床工作台上；

B、开启所有联动液压阀门（4），并对液压油罐（9）内的液压油加压，通过液压管路（7）将工装基体（5）上的所有伸缩支柱（1）推送至不脱离腔体（6）的最高点；

C、打开液压油罐（9）的泄压阀，使伸缩支柱（1）仅在摩擦力的作用下保持在最高点，

D、数控机床运行编制好的数控程序，在数控机床主轴上安装特制刀柄，通过机床主轴的运动，将伸缩支柱（1）逐个压缩到指定位置；

E、关闭所有联动液压阀门（4），将所有伸缩支柱（1）固定在指定位置，装置完成姿态调整；

F、将零件（13）装夹至完成姿态调整的伸缩支柱（1）上定位安装，开始数控加工。

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