[發(fā)明專(zhuān)利]由伺服控制的柔性定位夾具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810034863.5
• 申請(qǐng)日: 2008-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101249597A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金隼;林忠欽;來(lái)新民;于奎剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K37/053
• 分類(lèi)號(hào): B23K37/053
• 代理公司: 上海交達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的夾具，具體是一種適用于現(xiàn)代各種類(lèi)型轎車(chē)車(chē)身零件或總成的由伺服控制的柔性定位夾具。

背景技術(shù)

隨著汽車(chē)產(chǎn)品的多樣化、混線(xiàn)生產(chǎn)、快速投產(chǎn)和質(zhì)量要求的不斷提高，車(chē)身制造裝配過(guò)程越來(lái)越要求柔性化、高效率和高精度。在汽車(chē)車(chē)身焊接裝配生產(chǎn)線(xiàn)上，開(kāi)發(fā)適應(yīng)多種車(chē)型的柔性裝配夾具從而實(shí)現(xiàn)各種相似車(chē)型的混線(xiàn)生產(chǎn)，能夠?yàn)槠?chē)公司節(jié)約生產(chǎn)場(chǎng)地和減少投資，是當(dāng)前汽車(chē)公司的迫切要求。目前在柔性?shī)A具研究方面，組合式夾具已經(jīng)是成熟技術(shù)，并在機(jī)床、汽車(chē)等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)200520009120.4提出了一種焊接用組合夾具。該組合夾具由底座和夾持塊組成，底座上設(shè)有多組夾持定位孔，夾持塊的端頭設(shè)有與夾持定位孔對(duì)應(yīng)的凸起或連接孔，夾持塊通過(guò)其上的凸起或連接孔與底座固定，在底座中部為便于焊接的通心空腔。相比傳統(tǒng)的焊接夾具，該設(shè)計(jì)可以根據(jù)不同的夾持塊組合在一套底座上實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的焊接。組合夾具在汽車(chē)車(chē)身零件測(cè)量中也得到了廣泛的應(yīng)用，主要是根據(jù)不同檢測(cè)零件定位基準(zhǔn)的不同，應(yīng)用組合夾具為三坐標(biāo)測(cè)量時(shí)提供測(cè)量支架。組合夾具通常是根據(jù)夾具系統(tǒng)各部分功能的不同劃分為各個(gè)功能模塊，每一種功能模塊實(shí)現(xiàn)系列化，通過(guò)多種功能模塊的組合實(shí)現(xiàn)不同零件的定位夾緊。但是組合夾具每組合一次比較耗時(shí)，通過(guò)手工操作來(lái)完成，適合汽車(chē)車(chē)身離線(xiàn)檢測(cè)測(cè)量支架使用，但是無(wú)法滿(mǎn)足焊裝生產(chǎn)線(xiàn)上多種車(chē)型混線(xiàn)生產(chǎn)的要求。

多種車(chē)型的混線(xiàn)生產(chǎn)是目前汽車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)，在混線(xiàn)生產(chǎn)的生產(chǎn)線(xiàn)上要求夾具系統(tǒng)能夠在產(chǎn)品轉(zhuǎn)換時(shí)根據(jù)產(chǎn)品的定位要求實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整，而目前的柔性?shī)A具設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種由伺服控制的柔性定位夾具，使其實(shí)現(xiàn)多自由度調(diào)整，并符合多種相似車(chē)型混線(xiàn)生產(chǎn)柔性?shī)A具的特點(diǎn)要求，能根據(jù)不同產(chǎn)品定位位置的變化，快速準(zhǔn)確自動(dòng)調(diào)整定位銷(xiāo)的三維空間位置和姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同定位方式的空間定位。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明夾具裝置從下部到上部依次為第一水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)、垂直方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)和定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)。其中：第一水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)安裝在工作臺(tái)上，與第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)連接，帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)及其上面的垂直方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)和定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)沿第一水平方向移動(dòng)；第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)與垂直方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)固連，帶動(dòng)垂直方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)及其上面的第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)和定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)與第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)固連，帶動(dòng)第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)及其上面的第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)和定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)沿垂直方向移動(dòng)；第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)與第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)連接，帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)及其上面的第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)和定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)沿第二水平方向移動(dòng)；第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)固定安裝在第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)上，第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向和第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)一起沿第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)固定安裝在第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)上，由第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)控制第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明中，所述第一水平方向與整車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系一水平坐標(biāo)軸方向相同，X軸或Y軸，代表了定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)最大調(diào)整方向，第二水平方向與第一水平方向垂直的整車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系的另一水平方向一致，第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向表示繞整車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，通過(guò)第一水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)與第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)的組合控制，決定了定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)的位置；垂直方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)在整車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系垂直軸方向的移動(dòng)，與第一水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)、第二水平方向移動(dòng)伺服控制機(jī)構(gòu)和第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)的組合，實(shí)現(xiàn)了定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)在三維空間的位置定位；第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向也是繞整車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向表示繞整車(chē)車(chē)身坐標(biāo)系一水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)和第三轉(zhuǎn)動(dòng)方向伺服控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)在空間的姿態(tài)；定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu)是整個(gè)夾具的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)工件裝配起定位作用，它的位置精度是由各移動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的伺服控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。