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用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位 支撑夹紧装置

阅读：0发布：2020-11-08

专利汇可以提供用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，它涉及支撑夹紧装置。本发明解决了现有的薄壁轻质零件数字化制造过程中不易装夹、易产生形变，难以控制精度的问题。通过操作台控制第一支撑组件、第二支撑组件和第三支撑组件的尼龙柱的高度；吸盘组件位于第三支撑组件的两侧；球面轴承安装在球面轴承安装板上，吸盘安装板的下端面中部与球面轴承相接触，支柱安装在吸盘安装板的下端面上，拉伸弹簧的一端与支柱连接，拉伸弹簧的另一端与球面轴承安装板连接，每个小吸盘与一个真空逻辑阀连通，每个真空逻辑阀通过一个快换接头与相应的螺旋气管的一端连通，螺旋气管的另一端与抽真空设备连接。本发明用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑。，下面是用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，所述用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置包括支撑框架(5)、多个第一支撑组件(1)、多个第二支撑组件(2)、多个第三支撑组件(3)和多个吸盘组件(4)，其特征在于：第一支撑组件(1)、第二支撑组件(2)和第三支撑组件(3)呈矩阵设置在支撑框架(5)的上端面上，第一支撑组件(1)位于支撑框架(5)的左右两侧，第三支撑组件(3)位于支撑框架(5)的中部，第二支撑组件(2)位于第一支撑组件(1)和第三支撑组件(3)之间，第一支撑组件(1)、第二支撑组件(2)和第三支撑组件(3)的结构相同设置，第一支撑组件(1)包括尼龙柱(101)、传感器(102)、安装座(103)、第一电动缸(104)、放大器(105)和第一电机(106)，传感器(102)通过放大器(105)与操作台电连接，尼龙柱(101)的下端与传感器(102)连接，传感器(102)安装在安装座(103)的上端面，安装座(103)与第一电动缸(104)连接，第一电动缸(104)和第一电机(106)连接，第一支撑组件(1)、第二支撑组件(2)和第三支撑组件(3)的尼龙柱(101)的支撑高度不同，通过操作台控制第一支撑组件(1)、第二支撑组件(2)和第三支撑组件(3)的尼龙柱(101)的升起高度；
吸盘组件(4)位于第三支撑组件(3)的两侧且关于第三支撑组件(3)对称设置；
吸盘组件(4)包括吸盘安装板(402)、第二电动缸(405)、第二电机(406)、支柱(407)、拉伸弹簧(408)、球面轴承(409)、球面轴承安装板(410)、多个真空逻辑阀(403)、多个快换接头(404)、多个螺旋气管(411)和多个小吸盘(401)；多个小吸盘(401)安装在吸盘安装板(402)上，球面轴承(409)安装在球面轴承安装板(410)上，真空逻辑阀(403)、快换接头(404)、螺旋气管(411)和小吸盘(401)的数量一致设置，吸盘安装板(402)的下端面中部与球面轴承(409)相接触，支柱(407)安装在吸盘安装板(402)的下端面上，拉伸弹簧(408)的一端与支柱(407)连接，拉伸弹簧(408)的另一端与球面轴承安装板(410)连接，每个小吸盘(401)与一个真空逻辑阀(403)连通，每个真空逻辑阀(403)通过一个快换接头(404)与相应的螺旋气管(411)的一端连通，螺旋气管(411)的另一端与抽真空设备连接。
2.根据权利要求1所述的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，其特征在于：第一支撑组件(1)的数量为六个，左右两侧各一列，每列第一支撑组件(1)的数量为三个。
3.根据权利要求1或2所述的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，其特征在于：第二支撑组件(2)的数量为六个，第一支撑组件(1)和第三支撑组件(3)之间均设置有一列第二支撑组件(2)，每列第二支撑组件(2)数量为三个。
4.根据权利要求3所述的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，其特征在于：第三支撑组件(3)的数量为三个，第三支撑组件(3)为一列。
5.根据权利要求1、2或4所述的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，其特征在于：吸盘组件(4)的数量为四个，吸盘组件(4)呈矩阵设置在支撑框架(5)的中部。
6.根据权利要求5所述的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，其特征在于：真空逻辑阀(403)、快换接头(404)、螺旋气管(411)和小吸盘(401)的数量均为三个。
7.根据权利要求6所述的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，其特征在于：三个小吸盘(401)沿圆周方向均布设置。

说明书全文

用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位 支撑夹紧装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种支撑夹紧装置，具体涉及一种用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置，属于工业机器人应用领域。

背景技术

[0002] 随着航空航天等军事工业的高速发展，对产品的动力学特性、重量和可靠性的要求越来越高，大量采用薄壁、自由曲面来进行设计。薄壁轻质零件由于其尺寸大、形状不规则、刚度低的特点，在数字化制造过程中不易装夹、易产生形变，难以控制精度。

[0003] 航空航天领域的制造具有小批量多种类的特点，传统的自动化制造方式无法适应相应的需求，所以目前大多生产厂商均采用手工方式进行制造。然而，随着对产品质量和一致性的要求不断提高，国内人力成本不断增加，以及技术工人难以培养等诸多现状，面向该类型构件的自动化制造需求越来越明显。基于工业机器人的数字化制造成本低，柔性程度高，相比于专用机床，在该类型的加工任务具有明显的优势。然而由于产品种类繁多，可以适应多种零件的柔性工装成为机器人加工中亟待解决的问题。

[0004] 综上，现有的薄壁轻质零件由于其尺寸大、形状不规则、刚度低，导致数字化制造过程中不易装夹、易产生形变，难以控制精度。

发明内容

[0005] 本发明为解决现有的薄壁轻质零件由于其尺寸大、形状不规则、刚度低，导致数字化制造过程中不易装夹、易产生形变，难以控制精度的问题，进而提供一种用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置。

[0006] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

[0007] 本发明的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置包括支撑框架5、多个第一支撑组件1、多个第二支撑组件2、多个第三支撑组件3和多个吸盘组件4，第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3呈矩阵设置在支撑框架5的上端面上，第一支撑组件1位于支撑框架5的左右两侧，第三支撑组件3位于支撑框架5的中部，第二支撑组件2位于第一支撑组件1和第三支撑组件3之间，第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的结构相同设置，第一支撑组件1包括尼龙柱101、传感器102、安装座103、第一电动缸104、放大器105和第一电机106，传感器102通过放大器105与操作台电连接，尼龙柱101的下端与传感器102连接，传感器102安装在安装座103的上端面，安装座103与第一电动缸104连接，第一电动缸104和第一电机106连接，第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的尼龙柱101的支撑高度不同，通过操作台控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的尼龙柱101的升起高度；

[0008] 吸盘组件4位于第三支撑组件3的两侧且关于第三支撑组件3对称设置；

[0009] 吸盘组件4包括吸盘安装板402、第二电动缸405、第二电机406、支柱407、拉伸弹簧408、球面轴承409、球面轴承安装板410、多个真空逻辑阀403、多个快换接头404、多个螺旋气管411和多个小吸盘401；多个小吸盘401安装在吸盘安装板402上，球面轴承409安装在球面轴承安装板410上，真空逻辑阀403、快换接头404、螺旋气管411和小吸盘401的数量一致设置，吸盘安装板402的下端面中部与球面轴承409相接触，支柱407安装在吸盘安装板402的下端面上，拉伸弹簧408的一端与支柱407连接，拉伸弹簧408的另一端与球面轴承安装板
410连接，每个小吸盘401与一个真空逻辑阀403连通，每个真空逻辑阀403通过一个快换接头404与相应的螺旋气管411的一端连通，螺旋气管411的另一端与抽真空设备连接。

[0010] 在一个实施方案中，第一支撑组件1的数量为六个，左右两侧各一列，每列第一支撑组件1的数量为三个。

[0011] 在一个实施方案中，第二支撑组件2的数量为六个，第一支撑组件1和第三支撑组件3之间均设置有一列第二支撑组件2，每列第二支撑组件2数量为三个。

[0012] 在一个实施方案中，第三支撑组件3的数量为三个，第三支撑组件3为一列。

[0013] 在一个实施方案中，吸盘组件4的数量为四个，吸盘组件4呈矩阵设置在支撑框架5的中部。

[0014] 在一个实施方案中，真空逻辑阀403、快换接头404、螺旋气管411和小吸盘401的数量均为三个。

[0015] 在一个实施方案中，三个小吸盘401沿圆周方向均布设置。

[0016] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

[0017] 本发明的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置采用矩阵布置的电动缸升降结构作为支撑装置，矩阵布置的电动缸升降结构带动真空吸盘作为夹紧装置；

[0018] 本发明的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置固定在转台上，通过转台旋转，带动装置上固定的不同曲率的零件旋转，实现机器人对薄壁曲面零件进行全方位的加工；

[0019] 本发明的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置便于薄壁曲面零件装夹、装夹不易产生形变，有效控制了薄壁曲面零件的加工精度。

[0020] 图1是本发明的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置的主视图；

[0021] 图2是本发明的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置的俯视图；

[0022] 图3是本发明具体实施方式一中第一支撑组件1的主视图；

[0023] 图4是本发明具体实施方式一中第一支撑组件1的左视图；

[0024] 图5是本发明具体实施方式一中吸盘组件4的主视图；

[0025] 图6是本发明具体实施方式一中吸盘组件4的左视图；

[0026] 图7是本发明具体实施方式一中吸盘组件4的俯视图；

[0027] 图8是本发明的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置的安装状态图。

具体实施方式

[0028] 具体实施方式一：如图1～8所示，本实施方式的用于薄壁曲面零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置包括支撑框架5、多个第一支撑组件1、多个第二支撑组件2、多个第三支撑组件3和多个吸盘组件4，第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3呈矩阵设置在支撑框架5的上端面上，第一支撑组件1位于支撑框架5的左右两侧，第三支撑组件3位于支撑框架5的中部，第二支撑组件2位于第一支撑组件1和第三支撑组件3之间，第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的结构相同设置，第一支撑组件1包括尼龙柱101、传感器102、安装座103、第一电动缸104、放大器105和第一电机106，传感器102通过放大器105与操作台电连接，尼龙柱101的下端与传感器102连接，传感器102安装在安装座103的上端面，安装座103与第一电动缸104连接，第一电动缸104和第一电机106连接，第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的尼龙柱101的支撑高度不同，通过操作台控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的尼龙柱101的升起高度；

[0029] 吸盘组件4位于第三支撑组件3的两侧且关于第三支撑组件3对称设置；

[0030] 吸盘组件4包括吸盘安装板402、第二电动缸405、第二电机406、支柱407、拉伸弹簧408、球面轴承409、球面轴承安装板410、多个真空逻辑阀403、多个快换接头404、多个螺旋气管411和多个小吸盘401；多个小吸盘401安装在吸盘安装板402上，球面轴承409安装在球面轴承安装板410上，真空逻辑阀403、快换接头404、螺旋气管411和小吸盘401的数量一致设置，吸盘安装板402的下端面中部与球面轴承409相接触，支柱407安装在吸盘安装板402的下端面上，拉伸弹簧408的一端与支柱407连接，拉伸弹簧408的另一端与球面轴承安装板
410连接，每个小吸盘401与一个真空逻辑阀403连通，每个真空逻辑阀403通过一个快换接头404与相应的螺旋气管411的一端连通，螺旋气管411的另一端与抽真空设备连接。

[0031] 本发明在使用时，将支撑夹紧装置固定在装在机床转台6的上端面上。

[0032] 具体实施方式二：如图1和图2所示，本实施方式第一支撑组件1的数量为六个，左右两侧各一列，每列第一支撑组件1的数量为三个。如此设计，通过控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的不同的支撑高度，可以适应不同曲率的薄壁曲面零件。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

[0033] 具体实施方式三：如图1和图2所示，本实施方式第二支撑组件2的数量为六个，第一支撑组件1和第三支撑组件3之间均设置有一列第二支撑组件2，每列第二支撑组件2数量为三个。如此设计，通过控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的不同的支撑高度，可以适应不同曲率的薄壁曲面零件。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

[0034] 具体实施方式四：如图1和图2所示，本实施方式第三支撑组件3的数量为三个，第三支撑组件3为一列。如此设计，通过控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的不同的支撑高度，可以适应不同曲率的薄壁曲面零件。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

[0035] 具体实施方式五：如图1和图2所示，本实施方式吸盘组件4的数量为四个，吸盘组件4呈矩阵设置在支撑框架5的中部。如此设计，吸盘组件4可以实现对不同曲率的薄壁曲面零件夹紧。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

[0036] 具体实施方式六：如图5和图6所示，本实施方式真空逻辑阀403、快换接头404、螺旋气管411和小吸盘401的数量均为三个。如此设计，可以通过抽真空设备对小吸盘401抽真空，从而控制吸盘组件4对薄壁曲面零件的夹紧和放开。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

[0037] 具体实施方式七：如图2和图7所示，本实施方式三个小吸盘401沿圆周方向均布设置。如此设计，可以使得所有吸盘尽可能的吸附所有类型薄壁曲面，提高吸盘的吸附力。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。

[0038] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落在本发明的保护范围。

[0039] 工作过程：

[0040] 本发明装置可以适应不同曲率的零件。通过程序控制，调整各个支撑的高度，其中包括支撑组件1、支撑组件2、支撑组件3共三行五列，来实现对不同曲率零件的支撑。通过程序，调整各个吸盘的高度，吸盘组件4共二行二列，来实现对不同曲率零件的夹紧。

[0041] 传感器102连接在尼龙柱101和安装座103之间，安装座103安装在电动缸104和电机106连接的组件上，随着电动缸104的上下运动对不同曲面的零件进行支撑，传感器102通过放大器105将支撑力的数据传递到操作台，根据这些数据调整不同支撑的顶出高度。

[0042] 三个吸盘401安装在1个吸盘安装板402上；球面轴承409通过球面轴承安装板410安装在电动缸405和电机406连接的组件上；吸盘安装板402连接到球面轴承409的上部，吸盘401可以随着球面轴承409在30°空间范围之内旋转；拉伸弹簧用支柱407、拉伸弹簧408安装在吸盘安装板402和球面轴承安装板410，用来调整吸盘安装板402的方向，从而调整吸盘的初始方向；真空逻辑阀403、快换接头404和螺旋气管411连接到一起，安装在吸盘安装板402上，通过真空装置控制吸盘对零件的夹紧和放开。

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