自動(dòng)化制造裝配：三維定點(diǎn)的夾具裝置設(shè)計(jì)

jiajoin

隨著機(jī)械加工行業(yè)的升級，智能化與自動(dòng)化的加工手段逐漸成為新的趨勢,。在制造裝配領(lǐng)域，機(jī)械手臂及空間機(jī)器人等空間多點(diǎn)制造裝配技術(shù)的普及必然會(huì)對相關(guān)的精密夾具提出更高的要求,。而且大量的加工操作需要裝夾,，夾具設(shè)計(jì)在制造系統(tǒng)中就顯得非常重要,，它直接影響加工質(zhì)量,、生產(chǎn)效率和制造成本,，實(shí)現(xiàn)不規(guī)則形狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的加持,、測量和定位對于空間化的多點(diǎn)加工裝配具有重要意義。

圖1 汽車制造裝配

裝配機(jī)械手的發(fā)展與夾持方式的對比

原先的制造裝配機(jī)械手夾持部分受限于夾具的設(shè)計(jì)而只能對構(gòu)件實(shí)行局部加工,，后作業(yè)線通過增設(shè)傳送線及調(diào)整機(jī)構(gòu)的方式而進(jìn)行次級加工,。這類早期的機(jī)械手夾持工件的原理很簡單，基本上就是擋塊定位,，換做沖壓別的零件,，就需要擰螺絲調(diào)整擋塊的位置。這些簡單的技術(shù),，卻在當(dāng)時(shí)解決了很多實(shí)際問題，工廠生產(chǎn)安全系數(shù)提高了不少,，工作效率也大大提高,。

設(shè)備和技術(shù)上的更新?lián)Q代，推動(dòng)著工藝的不斷升級,，在這階段中無疑也發(fā)現(xiàn)了原先機(jī)械手生產(chǎn)中的不足：正是因?qū)�工件加工精度要求的提��,，只能對�?gòu)件實(shí)行局部加工的機(jī)械手，不得不調(diào)整擋塊的操作增加了機(jī)械系統(tǒng)的作業(yè)流程,，增加流轉(zhuǎn)時(shí)間,，反而降低了效率。而改進(jìn)后的方案是通過空間三維定點(diǎn)夾具的設(shè)計(jì),，這對簡化流程和多級高效制造裝配有重要的意義,。

目前市面上前后兩種夾具應(yīng)用于機(jī)械手夾持系統(tǒng)的最大區(qū)別是：前者還是依靠人工進(jìn)行控制，改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度,，相對于傳統(tǒng)工藝已經(jīng)是很大進(jìn)步了,；后者設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)，具有視覺,、觸覺能力,，在機(jī)械手上安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋,，使機(jī)械手具有感覺機(jī)能,，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

三維定點(diǎn)夾具裝置的設(shè)計(jì)

面對不規(guī)則的夾持加工要求,，設(shè)計(jì)如圖2的三維定點(diǎn)的夾具裝置,。其主要由中軸、連接座,、中心滑件,、滑桿、滑塊和定位塊等組成,。在保證滿足制造裝配加工面與空間的前提下,，為了增大夾持力度,，該裝置采用多桿先接觸的夾持方式，可有效增大與夾持物的接觸面積而增大夾持緊度安全性和可靠性,。

圖2 三維定點(diǎn)夾具

具體使用中,，將連接座連接于相應(yīng)的固定端或者轉(zhuǎn)軸上，可實(shí)現(xiàn)夾具在連接端的固定和旋轉(zhuǎn),。然后以中軸為z軸進(jìn)行前后的定位,，具體為中心滑件在為與具有刻度的中軸上一點(diǎn)為z軸上的坐標(biāo)位置的一級定位，中軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)如圖3所示,。

圖3 中軸結(jié)構(gòu)Creo2.0圖

后通過連接于中心滑件的兩根滑桿及上的滑塊實(shí)現(xiàn)對于x軸上位置的選定,，接著通過縱向的兩根滑桿及上的滑塊實(shí)現(xiàn)對于y軸上位置的選定，最后通過z軸上的四根滑桿及其上的定位塊分別對于不規(guī)則構(gòu)件進(jìn)行加持或擴(kuò)充,。為節(jié)省制造加工該夾具的成本,，對于相應(yīng)的滑桿與滑塊采用統(tǒng)一樣式與標(biāo)準(zhǔn)。對于桿與滑塊的連接均采用螺栓定點(diǎn)摩擦固定,。圖4是對于短管構(gòu)件的靈活?yuàn)A持示意圖,。

圖4 夾具夾持示意圖

此裝置提供了一種新的定位夾撐裝置，利用各滑桿件與滑動(dòng)件的配合滑動(dòng)定位,，可實(shí)現(xiàn)在三維空間內(nèi)的自由滑動(dòng)定位并配合定位件實(shí)現(xiàn)對被作用物的線接觸良好夾撐,。其結(jié)構(gòu)具有受力均勻、維修成本低,、結(jié)構(gòu)緊湊,，自由度高、控制穩(wěn)定性好的特點(diǎn),。

（來源機(jī)械社區(qū)）

遠(yuǎn)祥

便于調(diào)節(jié)嗎,？精度如何？這種結(jié)構(gòu)的,，稍微憋一點(diǎn),，就調(diào)不動(dòng)的。

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遠(yuǎn)祥 發(fā)表于 2018-12-15 16:10
- U& Y8 g+ x, H0 F/ l4 N+ j便于調(diào)節(jié)嗎,？精度如何,？這種結(jié)構(gòu)的，稍微憋一點(diǎn),，就調(diào)不動(dòng)的,。

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