由伺服控制的柔性定位夾具制造技術

一種由伺服控制的柔性定位夾具，整個夾具從下部到上部依次為第一水平方向移動伺服控制機構、第一轉動方向伺服控制機構、垂直方向移動伺服控制機構、第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構，定位銷機構是整個夾具的執行機構，對工件裝配起定位作用，它的位置精度由各移動方向和轉動方向的伺服控制機構實現。本發明專利技術實現多自由度調整，并符合多種相似車型混線生產柔性夾具的特點要求，能根據不同產品定位位置的變化，快速準確自動調整定位銷的三維空間位置和姿態，實現不同定位方式的空間定位。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是一種機械工程
的夾具，具體是一種適用于現代各種類型轎車 車身零件或總成的由伺服控制的柔性定位夾具。技術背景隨著汽車產品的多樣化、混線生產、快速投產和質量要求的不斷提高，車身制 造裝配過程越來越要求柔性化、高效率和高精度。在汽車車身焊接裝配生產線上， 開發適應多種車型的柔性裝配夾具從而實現各種相似車型的混線生產，能夠為汽車 公司節約生產場地和減少投資，是當前汽車公司的迫切要求。目前在柔性夾具研究 方面，組合式夾具已經是成熟技術，并在機床、汽車等行業得到了廣泛應用。經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利號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，底座上設有多組夾持定位孔，夾持 塊的端頭設有與夾持定位孔對應的凸起或連接孔，夾持塊通過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。相比傳統的焊接夾具，該設計可 以根據不同的夾持塊組合在一套底座上實現不同產品的焊接。組合夾具在汽車車身 零件測量中也得到了廣泛的應用，主要是根據不同檢測零件定位基準的不同，應用 組合夾具為三坐標測量時提供測量支架。組合夾具通常是根據夾具系統各部分功能 的不同劃分為各個功能模塊，每一種功能模塊實現系列化，通過多種功能模塊的組 合實現不同零件的定位夾緊。但是組合夾具每組合一次比較耗時，通過手工操作來 完成，適合汽車車身離線檢測測量支架使用，但是無法滿足焊裝生產線上多種車型 混線生產的要求。多種車型的混線生產是目前汽車發展的趨勢，在混線生產的生產線上要求夾具 系統能夠在產品轉換時根據產品的定位要求實現快速調整，而目前的柔性夾具設計 無法實現這一需求。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的不足，提供一種由伺服控制的柔性定位夾具，使其實現多自由度調整，并符合多種相似車型混線生產柔性夾具的特點要求，能根據不同產 品定位位置的變化，快速準確自動調整定位銷的三維空間位置和姿態，實現不同定 位方式的空間定位。本專利技術是通過以下技術方案實現的，本專利技術夾具裝置從下部到上部依次為第一 水平方向移動伺服控制機構、第一轉動方向伺服控制機構、垂直方向移動伺服控制 機構、第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方 向伺服控制機構和定位銷機構。其中第一水平方向移動伺服控制機構安裝在工作 臺上，與第一轉動方向伺服控制機構連接，帶動第一轉動方向伺服控制機構及其上 面的垂直方向移動伺服控制機構、第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向 伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構沿第一水平方向移動；第 一轉動方向伺服控制機構與垂直方向移動伺服控制機構固連，帶動垂直方向移動伺 服控制機構及其上面的第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向伺服控制機 構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構沿第一轉動方向轉動；垂直方向移動 伺服控制機構與第二水平方向移動伺服控制機構固連，帶動第二水平方向移動伺服 控制機構及其上面的第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定 位銷機構沿垂直方向移動；第二水平方向移動伺服控制機構與第二轉動方向伺服控 制機構連接，帶動第二轉動方向伺服控制機構及其上面的第三轉動方向伺服控制機 構和定位銷機構沿第二水平方向移動；第三轉動方向伺服控制機構固定安裝在第二 轉動方向伺服控制機構上，第二轉動方向伺服控制機構帶動第二轉動方向和第三轉 動方向伺服控制機構一起沿第二轉動方向轉動；定位銷機構固定安裝在第三轉動方 向伺服控制機構上，由第三轉動方向伺服控制機構控制第三轉動方向的轉動。本專利技術中，所述第一水平方向與整車車身坐標系一水平坐標軸方向相同，x軸 或Y軸，代表了定位銷機構最大調整方向，第二水平方向與第一水平方向垂直的整 車車身坐標系的另一水平方向一致，第一轉動方向表示繞整車車身坐標系垂直軸轉動的方向，通過第一水平方向移動伺服控制機構、第二水平方向移動伺服控制機構 與第一轉動方向伺服控制機構的組合控制，決定了定位銷機構在水平面內的位置； 垂直方向移動伺服控制機構實現定位銷機構在整車車身坐標系垂直軸方向的移動， 與第一水平方向移動伺服控制機構、第二水平方向移動伺服控制機構和第一轉動方 向伺服控制機構的組合，實現了定位銷機構在三維空間的位置定位；第二轉動方向也是繞整車車身坐標系垂直軸轉動，第三轉動方向表示繞整車車身坐標系一水平軸 的轉動，通過第二轉動方向伺服控制機構和第三轉動方向伺服控制機構實現定位銷 機構在空間的姿態；定位銷機構是整個夾具的執行機構，對工件裝配起定位作用， 它的位置精度是由各移動方向和轉動方向的伺服控制機構實現。所述的第一水平方向移動伺服控制機構包括第一伺服電機、第一電機支架、 第一聯軸器、第一軸承及軸承座、第二軸承及軸承座、第一滾珠絲杠、第一絲杠螺 母、第一導軌及第一筒體。第一伺服電機通過第一電機支架安裝在第一筒體上，并 通過第一聯軸器與第一滾珠絲杠連接，第一軸承及軸承座、第二軸承及軸承座與第 一滾珠絲杠連接，起固定支撐作用，第一滾珠絲杠上第一絲杠螺母及第一導軌與第 一轉動方向伺服控制機構連接，帶動第一轉動方向伺服控制機構及其上面的垂直方 向移動伺服控制機構、第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向伺服控制機 構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構在第一導軌上沿第一水平方向移動。 第一軸承及軸承座、第二軸承及軸承座和第一導軌均安裝在第一筒體上，第一筒體 安裝在工作臺上。所述的第一轉動方向伺服控制機構包括第二伺服電機、第二聯軸器、第一小 直齒輪、第一大直齒輪、第一輸入軸、第一輸出軸、第三軸承、第四軸承、第五軸 承及第二筒體。第二伺服電機通過第二聯軸器與第一輸入軸連接，第一小直齒輪與 第一輸入軸固連，第一大直齒輪與第一輸出軸固連，第一輸入軸和第一輸出軸分別 通過第三軸承和第四軸承與第二筒體連接，第一輸出軸與垂直方向移動伺服控制機 構固連，第二筒體通過第五軸承與垂直方向移動伺服控制機構的第一外筒體連接， 第一輸出軸帶動垂直方向移動伺服控制機構及其上面的第二水平方向移動伺服控 制機構、第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構沿 第一轉動方向轉動。所述的垂直方向移動伺服控制機構包括第三伺服電機、第三聯軸器、第六軸 承及軸承座、第二滾珠絲杠、第二絲杠螺母、第一外筒體、第一內筒體及滑動齒形 槽組。第一外筒體與第一轉動方向伺服控制機構連接，第三伺服電機固定安裝在第 一外筒體上，通過第三聯軸器與第二滾珠絲杠連接，第二滾珠絲杠上的第二絲杠螺 母與第一內筒體連接，第一內筒體通過滑動齒形槽組與第一外筒體連接，從而第二 滾珠絲杠帶動第一內筒體沿滑動齒形槽上下垂直移動，第一內筒體上端與第二水平方向伺服控制機構連接，帶動第二水平方向伺服控制機構及其上面的第二轉動方向 伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構沿垂直方向的移動。所述的第二水平方向移動伺服控制機構包括第四伺服電機、第二電機支架、 第四聯軸器、第七軸承及軸承座、第八軸承及軸承座、第三滾珠絲杠、第三絲杠螺 母、第二導軌及第三筒體。第四伺服電機通過第二電機支架安裝在第三筒體上，并 通過第四聯軸器與第三滾珠絲杠連接，第七軸承及軸承座、第八軸承及軸承座與第 三滾珠絲杠連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種由伺服控制的柔性定位夾具，其特征在于，整個夾具從下部到上部依次為第一水平方向移動伺服控制機構、第一轉動方向伺服控制機構、垂直方向移動伺服控制機構、第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構，其中：第一水平方向移動伺服控制機構安裝在工作臺上，與第一轉動方向伺服控制機構連接，帶動第一轉動方向伺服控制機構及其上面的垂直方向移動伺服控制機構、第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和 定位銷機構沿第一水平方向移動；第一轉動方向伺服控制機構與垂直方向移動伺服控制機構固連，帶動垂直方向移動伺服控制機構及其上面的第二水平方向移動伺服控制機構、第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構沿第一轉動方向轉 動；垂直方向移動伺服控制機構與第二水平方向移動伺服控制機構固連，帶動第二水平方向移動伺服控制機構及其上面的第二轉動方向伺服控制機構、第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構沿垂直方向移動；第二水平方向移動伺服控制機構與第二轉動方 向伺服控制機構連接，帶動第二轉動方向伺服控制機構及其上面的第三轉動方向伺服控制機構和定位銷機構沿第二水平方向移動；第三轉動方向伺服控制機構固定安裝在第二轉動方向伺服控制機構上，第二轉動方向伺服控制機構帶動第二轉動方向和第三轉動方向伺 服控制機構一起沿第二轉動方向轉動；定位銷機構固定安裝在第三轉動方向伺服控制機構上，由第三轉動方向伺服控制機構控制第三轉動方向的轉動。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：金隼，林忠欽，來新民，于奎剛，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]