CN204382144U - 一种三坐标测量机柔性夹具装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三坐标测量机柔性夹具装置，包括安装在工装夹具底板上的手动柔性夹具、电动夹具和PCB电路板；装置底板与三坐标测量机的平台通过底板固定螺钉连接，手动柔性夹具设有支撑杆类组件，支撑杆端头，压板类组件和支撑块组件。电动夹具设有电动翻转台固定桁架，步进电机，轴承和三爪卡盘，通过电动夹具实现对管类、盘状类零部件的装夹；PCB电路板设有以单片机为核心的电路模块。本柔性夹具装置使三坐标测量机能最大程度地满足不同类型的零部件测量的装夹需求。本装置可精准地安装在JS654N型三坐标测量机上，还适用于其它型号三坐标测量机，实现对柱、球、管、薄壁类、盘状类、箱体类和不规则异型类零部件的定位装夹。

Description

一种三坐标测量机柔性夹具装置

技术领域

本实用新型涉及一种三坐标测量机柔性夹具装置，具体地说主要是为JS354N三坐标测量机提供全面的零部件定位装夹功能，使三坐标测量机能最大程度地满足不同类型的零部件对于测量的装夹需求。本装置属于机械自动化测量领域。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，市场需求变化多端及商品竞争的日益激烈，使机械产品更新换代的周期愈来愈短，多品种、小批量生产的比例愈来愈高。为了适应这种形势的需求出现了大量新型夹具。在机械制造过程中夹具扮演着极其重要的角色。同时，随着科技的不断发展，各行各业对产品的精确度越来越高。

三坐标测量机以其先进的测量技术和精确的测量精度，广泛应用于各种类型产品的质检环节和技术研究之中；由于三坐标测量机的测量功能具有广泛适用性，基本能实现对各类零件的测量，所以，三坐标测量机在使用时，一般根据测量需求配备特定的专用夹具；然而专用夹具通常不具备柔性移植使用功能，有时无法满足某些零部件的测量装夹要求，使得三坐标测量机的测量功能在一定程度上受到抑制。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决三坐标测量机测量夹具的局限性问题，而提供一种组合型的三坐标测量机柔性夹具装置，使三坐标测量机能最大程度地满足不同类型的零部件对于测量的装夹需求。且提供的柔性夹具装置不仅能精准地安装在JS654N型三坐标测量机上，实现对柱类、球类、管类、薄壁类、盘状类、箱体类和不规则异型类的零部件的定位装夹，而且还可以广泛地适用于其它型号三坐标测量机。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种三坐标测量机柔性夹具装置，包括手动柔性夹具、电动夹具、PCB电路板和工装夹具底板；

所述的手动柔性夹具、电动夹具和PCB电路板全部安装在工装夹具底板上；所述的工装夹具底板与三坐标测量机的大理石平台通过底板固定螺钉连接，用以减小在使用过程中对三坐标测量机平台的磨损；

所述的手动柔性夹具设有支撑杆类组件，支撑杆端头，压板类组件和支撑块组件，所述的支撑杆类组件由不同高度和粗细的支撑杆的组合实现对高度和重量各异的各类零件的支撑；通过不同支撑杆端头分别实现与被测零件的面接触或点接触，所述的压板类组件设有V形块支座、弹性压板支撑杆和弹丝压头，V形块支座用于实现对柱状类零件的定位，弹丝压头用于提供在检测的过程中所需要施加的夹紧力，以保证检测过程中零件的准确定位；所述的支撑块组件设有固定支撑块、滑动支撑块和平头支撑块，支撑块组件用于实现螺纹孔的间距微调，解决底板上螺纹孔的间距为固定数值的问题，用于保证零件的可靠夹紧；

所述的电动夹具设有电动翻转台固定桁架，步进电机，电机固定板，轴承固定座，轴承和三爪卡盘，所述的固定桁架外壳体采用角钢焊接而成，步进电机通过电机固定板安装在固定桁架中，步进电机的轴固定在轴承固定座中，所述的三爪卡盘通过轴承安装在步进电机的轴上；通过电动夹具实现对管类、盘状类零部件的装夹；

所述的PCB电路板设有单片机模块、RS232串口模块、独立按键电路P1口模块、独立按键电路P2口模块和电源电路模块，单片机模块分别与RS232串口电路模块、独立按键电路P1口模块和独立按键电路P2口和电源电路模块连接，单片机模块用于接收独立按键电路P1口和独立按键电路P2口模块的输入信号，并通过内部程序控制步进电机的工作，RS232串口电路模块用于实现整个电路板与外部电脑的数据通讯，独立按键电路P1口模块用于步进电机动停信号、微调信号的输入，独立按键电路P2口模块用于步进电机正转或旋转特定角度的信号输入，电源电路模块用于为所设的各模块提供电能。

所述的手动柔性夹具中支撑杆类组件设有9种不同高度和粗细的支撑杆组件。

所述的电动夹具中的三爪卡盘为手动三爪卡盘，当装夹工件直径较大时，用三个反爪替换手动三爪卡盘的三个卡爪。

所述的电动夹具中的三爪卡盘选用外径100mm，厚度60mm的手动三爪卡盘，其自行对中精确度为0.05～0.15mm。

本实用新型的装置通过模块化的组合能够装夹多种产品，可以解决在某些特殊场合下由于传统夹具功能单一，产品开发投入大，设计制造调试周期长的难题。

本实用新型的三坐标测量机柔性夹具装置与现有技术相比具有如下优点：

⑴、本实用新型的柔性夹具装置由于各种支撑杆类组件，支撑杆端头，压板类组件和支撑块组件等零件均采用不锈钢加工，可防止工件在使用过程中锈蚀影响正常使用。

⑵、本实用新型的柔性夹具装置的杆类零件的圆跳动误差小于0.02mm，平面度和平行度小于0.05mm，装配完成后的夹具装置整齐美观，受力均匀，本柔性夹具装置具有较高的精度，能适应高精度的定位装夹要求。

⑶、本实用新型夹具装置属于柔性夹具，由于使用过程零件的螺纹端需要反复的拧紧和拆卸，为了减缓使用过程中的磨损，对零部件均采用合适的热处理工艺处理，提高了装置的使用寿命。

⑷、本实用新型夹具装置根据定位夹紧的基本原理，以及不同零件外型特征，设计了不同高度的支撑杆、可调式的滑动支撑块、弹性压头、V型块支座等可调性和适应性强的夹具零件，扩展了三坐标测量机可测零件的范围，强化了其应用功能；通过零部件的不同组合方便于实现柱类、球类，薄壁类，管类，箱体类和不规则类零件的装夹。

附图说明

图1为本实用新型三坐标测量机柔性夹具装置整体结构示意图。

图2为图1中的电动夹具的电动翻转台结构示意图。

图3为图2中的电机固定板结构示意图。

图4为图2中的轴承固定座结构示意图。

图5为本实用新型装置中单片机模块电路结构示意图。

图6为本实用新型装置中RS232串口模块电路结构示意图。

图7为本实用新型装置中独立按键电路P1口模块电路结构示意图。

图8为本实用新型装置中独立按键电路P2口模块电路结构示意图。

图9为本实用新型装置中电源电路模块结构示意图。

上述图中：1-电动翻转台，2-PCB电路板，3-支撑杆A，4-V型块支座，5-支撑杆B，6-支撑杆C，7-固定支撑块，8-滑动支撑块，9-平头支撑块，10-弹性压板支撑杆，11-弹丝压头，12-夹具紧固螺钉，13-支撑杆D，14-支撑杆E，15-支撑杆F,16-支撑杆G，17-支撑杆H，18-支撑杆I，19-底板固定钉，20底板；101-步进电机、102-轴承、103-三爪卡盘、104-固定桁架、105-轴承固定座、106-电机固定板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的实施不限于此。

实施例1：本实用新型提供一种三坐标测量机柔性夹具装置，其结构如图1所示，包括手动柔性夹具、电动夹具、PCB电路板2和工装夹具底板20；

所述的手动柔性夹具、电动夹具和PCB电路板2全部安装在工装夹具底板20上；所述的工装夹具底板与三坐标测量机的大理石平台通过底板固定螺钉19连接，用以减小在使用过程中对三坐标测量机平台的磨损。

所述的手动柔性夹具设有支撑杆类组件，支撑杆端头，压板类组件和支撑块组件，所述的支撑杆类组件由不同高度和粗细的支撑杆的组合实现对高度和重量各异的各类零件的支撑；其中设有支撑杆A 3，支撑杆B 5，支撑杆C 6，支撑杆D 13，支撑杆E 14，支撑杆F 15,支撑杆G 16，支撑杆H 17，支撑杆I 18，共9种支撑杆，9种支撑杆的直径为12～20mm,支撑杆的长度为20～50mm，另外通过不同支撑杆端头分别实现与被测零件的面接触或点接触；所述的压板类组件设有V形块支座4、弹性压板支撑杆10和弹丝压头11，V形块支座4用于实现对柱状类零件的定位，弹丝压头11用于提供在检测的过程中所需要施加的夹紧力，以保证检测过程中零件的准确定位；所述的支撑块组件设有固定支撑块7、滑动支撑块8和平头支撑块9，支撑块组件用于实现螺纹孔的间距微调，解决底板上螺纹孔的间距为固定数值的问题，用于保证零件的可靠夹紧；紧固螺钉12用于支撑杆组件和支撑块组件顶端对零件的紧固，底板固定钉19用于将工装夹具底板平稳地固定在三坐标测量机的大理石上。

参见图2，所述的电动夹具设有电动翻转台1固定桁架，步进电机101，电机固定板106，轴承固定座105，轴承102和三爪卡盘103，所述电动翻转台1的固定桁架外壳体采用角钢焊接而成，步进电机101通过电机固定板106安装在固定桁架104中，参见图3、图4，步进电机的轴固定在轴承固定座105中，所述的三爪卡盘103通过轴承102安装在步进电机的轴上；通过电动夹具实现对管类、盘状类等其它种类零部件的装夹。

所述的电动夹具中选择的三爪卡盘103为手动三爪卡盘，电动夹具中的手动三爪卡盘在三个卡爪上换上三个反爪，用来安装直径较大的工件。

由于三坐标测量机的测量空间有限，所以在满足要求的情况下尽量选择外径尺寸比较小的三爪卡盘，且在外径小的前提下尽量选择薄型卡盘。因此本电动夹具中的三爪卡盘103选用外径100mm，厚度60mm的手动三爪卡盘，其自行对中精确度为0.05～0.15mm。

所述的PCB电路板2设有单片机模块、RS232串口模块、独立按键电路P1口模块、独立按键电路P2口模块和电源电路模块，单片机模块分别与RS232串口模块、独立按键电路P1口模块和独立按键电路P2口和电源电路模块连接。单片机模块电路参见图5，单片机模块用于接收独立按键电路P1口、P2口模块的输入信号。RS232串口模块的电路参见图6，RS232串口模块用于实现整个电路板与外部电脑的数据通讯；独立按键电路P1口模块电路参见图7，P1口模块用于步进电机动停信号、微调信号的输入；独立按键电路P2口模块电路参见图8，P2口模块用于步进电机正转或旋转特定角度的信号输入；电源电路模块参见图9，电源电路模块用于为所设的各模块提供电能。

使用本装置使三坐标测量机能最大程度地满足不同类型的零部件对于测量的装夹需求。本装置不仅能精准地安装在JS654N型三坐标测量机上，还适用于其它型号三坐标测量机，实现对柱类、球类、管类、薄壁类、盘状类、箱体类和不规则异型类的零部件的定位装夹。

Claims (4)

1.一种三坐标测量机柔性夹具装置，包括手动柔性夹具、电动夹具、PCB电路板和工装夹具底板；其特征在于：

所述的手动柔性夹具、电动夹具和PCB电路板全部安装在工装夹具底板上；所述的工装夹具底板与三坐标测量机的大理石平台通过底板固定螺钉连接，用以减小在使用过程中对三坐标测量机平台的磨损；

所述的手动柔性夹具设有支撑杆类组件，支撑杆端头，压板类组件和支撑块组件，所述的支撑杆类组件由不同高度和粗细的支撑杆的组合实现对高度和重量各异的各类零件的支撑；通过不同支撑杆端头分别实现与被测零件的面接触或点接触，所述的压板类组件设有V形块支座、弹性压板支撑杆和弹丝压头，V形块支座用于实现对柱状类零件的定位，弹丝压头用于提供在检测的过程中所需要施加的夹紧力，以保证检测过程中零件的准确定位；所述的支撑块组件设有固定支撑块、滑动支撑块和平头支撑块，支撑块组件用于实现螺纹孔的间距微调，解决底板上螺纹孔的间距为固定数值的问题，用于保证零件的可靠夹紧；

所述的电动夹具设有电动翻转台固定桁架，步进电机，电机固定板，轴承固定座，轴承和三爪卡盘，所述的固定桁架外壳体采用角钢焊接而成，步进电机通过电机固定板安装在固定桁架中，步进电机的轴固定在轴承固定座中，所述的三爪卡盘通过轴承安装在步进电机的轴上；通过电动夹具实现对管类、盘状类零部件的装夹；

所述的PCB电路板设有单片机模块、RS232串口模块、独立按键电路P1口模块、独立按键电路P2口模块和电源电路模块，单片机模块分别与RS232串口电路模块、独立按键电路P1口模块和独立按键电路P2口和电源电路模块连接，单片机模块用于接收独立按键电路P1口和独立按键电路P2口模块的输入信号，并通过内部程序控制步进电机的工作，RS232串口电路模块用于实现整个电路板与外部电脑的数据通讯，独立按键电路P1口模块用于步进电机动停信号、微调信号的输入，独立按键电路P2口模块用于步进电机正转或旋转特定角度的信号输入，电源电路模块用于为所设的各模块提供电能。

2.根据权利要求1所述的三坐标测量机柔性夹具装置，其特征在于：所述的手动柔性夹具中支撑杆类组件设有9种不同高度和粗细的支撑杆组件。

3.根据权利要求1所述的三坐标测量机柔性夹具装置，其特征在于：所述的电动夹具中的三爪卡盘为手动三爪卡盘，当装夹工件直径较大时，用三个反爪替换手动三爪卡盘的三个卡爪。

4.根据权利要求1所述的三坐标测量机柔性夹具装置，其特征在于：所述的电动夹具中的三爪卡盘选用外径100mm，厚度60mm的手动三爪卡盘，其自行对中精确度为0.05～0.15mm。