專利名稱：模塊化多點柔性夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多點柔性夾具，尤其是一種模塊化多點柔性夾具。
背景技術(shù)：
目前在國內(nèi)外各企業(yè)中廣泛使用的多點定位支撐夾具主要包括三種形式
1)、水平面內(nèi)的兩個方向固定，只能在高度方向上調(diào)節(jié)的，如西班牙某公司的多點支撐產(chǎn)品，北京航空航天大學的組合式蒙皮型面切邊柔性多點支撐裝置(CN101229598A)；。2)、基礎(chǔ)平臺上開有孔、槽等結(jié)構(gòu)的多點定位支撐夾具；
3)、在3個方向上均可調(diào)節(jié)的夾具系統(tǒng)，如清華大學發(fā)明的機器人化智能工裝系統(tǒng) (CN101269466A)。上述三種結(jié)構(gòu)的不足之處主要是第一種多點支撐結(jié)構(gòu)在兩個方向固定，導致無法根據(jù)工藝需求對夾具在水平面內(nèi)調(diào)整，北京航空航天大學雖在結(jié)構(gòu)上進行了改進，采用模塊化的方法可較容易的實現(xiàn)夾具在水平面內(nèi)的擴展，但是各基枕和定位板的尺寸為固定值，無法實現(xiàn)任意值的調(diào)整；第二種結(jié)構(gòu)受到孔、槽等結(jié)構(gòu)的限制，不能任意調(diào)節(jié)；第三種結(jié)構(gòu)如清華大學發(fā)明的工裝可以在3個方向調(diào)整，但是結(jié)構(gòu)相對較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中多點定位支撐夾具結(jié)構(gòu)復雜，不能在水平面內(nèi)任意調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度較差，使用不方便的問題，本發(fā)明提供了一種可在水平面可任意調(diào)節(jié)，簡化多點定位支撐的模塊化多點柔性夾具。為了解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種模塊化多點柔性夾具，包括基礎(chǔ)平臺模塊、Y向模塊、Z向模塊，其特征在于在基礎(chǔ)平臺模塊上設(shè)置有若干沿基礎(chǔ)平臺模塊X方向滑動的Y向模塊，在Y向模塊上設(shè)置有若干沿Y向模塊Y方向滑動的Z向模塊，在Z向模塊內(nèi)設(shè)置有沿Z向模塊Z方向滑動的滑動機構(gòu)，在滑動機構(gòu)上設(shè)置有夾緊裝置。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述基礎(chǔ)平臺模塊包括基礎(chǔ)平臺、 X向驅(qū)動裝置、χ向驅(qū)動絲桿和χ向?qū)к?，在基礎(chǔ)平臺的上端設(shè)置有χ向驅(qū)動裝置，所述χ向驅(qū)動裝置與X向驅(qū)動絲桿相連接，在X向驅(qū)動絲桿旁平行設(shè)置有X向?qū)к?。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述Y向模塊包括X向滑塊、Y向平臺、Y向?qū)к?、Y向驅(qū)動裝置和Y向驅(qū)動絲桿，在Y向平臺底部設(shè)置有能夠在χ向?qū)к墐?nèi)移動的X向滑塊，在Y向平臺頂部設(shè)置有Y向驅(qū)動裝置，Y向驅(qū)動裝置與Y向驅(qū)動絲桿相連接，在Y向驅(qū)動絲桿旁平行設(shè)置有Y向?qū)к?。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述Z向模塊包括Y向滑塊、Z向平臺、Z向驅(qū)動裝置、球鉸式支撐桿、立柱、蝸桿蝸輪機構(gòu)，在Z向平臺底部設(shè)置有能夠在Y向?qū)к墐?nèi)移動的Y向滑塊，在Z向平臺的上方設(shè)置有立柱，球鉸式支撐桿伸入到立柱內(nèi)并可沿立柱Z向滑動，在Z向平臺上部設(shè)置有與球鉸式支撐桿相連接的蝸桿蝸輪機構(gòu)，所述Z向驅(qū)動裝置與蝸桿蝸輪機構(gòu)相連接。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述X向驅(qū)動裝置、Y向驅(qū)動裝置和Z向驅(qū)動裝置采用驅(qū)動電機。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在基礎(chǔ)平臺模塊上設(shè)置有用于測量X向移動距離或位置的X向光柵尺；在Y向平臺上設(shè)置有用于測量Y向移動距離或位置的Y向光柵尺，在Z向平臺上設(shè)置有用于測量Z向移動距離或位置的Z向光柵尺。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在Y向平臺下部設(shè)置有控制Y向模塊停止X向運動的X向可控開合螺母。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在Z向平臺下部設(shè)置有控制Z向模塊停止Y向運動的Y向可控開合螺母。前述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在球鉸式支撐桿端部設(shè)置有真空吸盤。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明夾具系統(tǒng)中在水平面內(nèi)可任意調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，調(diào)節(jié)時精度容易保證，實現(xiàn)了 XYZ三個方向的定位調(diào)節(jié)的目的，適用范圍較廣。


圖1是本發(fā)明模塊化多點柔性夾具的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明基礎(chǔ)平臺模塊示意圖。圖3是本發(fā)明Y向模塊示意圖。圖4是本發(fā)明Z向模塊示意圖。1.基礎(chǔ)平臺模塊，2. Y向模塊，3. Z向模塊，4.基礎(chǔ)平臺，5. X向驅(qū)動電機，6. X向驅(qū)動絲桿，7. X向?qū)к墸?. X向光柵尺，9. X向滑塊，10. X向可控開合螺母，11. Y向平臺，12. Y向?qū)к墸?3. Y向驅(qū)動電機，14. Y向驅(qū)動絲桿，15. Y向光柵尺，16. Y向滑塊，17. Y向可控開合螺母，18. Z向平臺，19. Z向驅(qū)動電機，20. Z向光柵尺，21.球鉸式支撐桿，22.立柱，23.蝸桿蝸輪機構(gòu)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述。如圖1所示，一種模塊化多點柔性夾具，包括基礎(chǔ)平臺模塊1、Y向模塊2、Ζ向模塊 3，在基礎(chǔ)平臺模塊1上設(shè)置有若干沿基礎(chǔ)平臺模塊IX方向滑動的Y向模塊2，在Y向模塊 2上設(shè)置有若干沿Y向模塊Y方向滑動的Z向模塊3，在Z向模塊3內(nèi)設(shè)置有沿Z向模塊3Ζ 方向滑動的滑動機構(gòu)。如圖2所示，基礎(chǔ)平臺模塊1包括基礎(chǔ)平臺4、Χ向驅(qū)動電機5、Χ向驅(qū)動絲桿6、Χ 向?qū)к?和X向光柵尺8，在基礎(chǔ)平臺4的上端設(shè)置有X向驅(qū)動電機5，X向驅(qū)動電機5與X 向驅(qū)動絲桿6相連接，在X向驅(qū)動絲桿6兩側(cè)平行設(shè)置有X向?qū)к?，在基礎(chǔ)平臺模塊1上還設(shè)置有用于測量X向移動距離或位置的X向光柵尺8。如圖3所示，Y向模塊2包括X向滑塊9、X向可控開合螺母10、Y向平臺11、Y向?qū)к?2、Y向驅(qū)動電機13、Y向驅(qū)動絲桿14和Y向光柵尺15。在Y向平臺11底部設(shè)置有能夠在X向?qū)к?內(nèi)移動的X向滑塊9，在Y向平臺11底部設(shè)置有控制Y向模塊2停止X向運動的X向可控開合螺母10。在Y向平臺11頂部設(shè)置有Y向驅(qū)動電機13，Y向驅(qū)動電機13與Y向驅(qū)動絲桿14相連接，在Y向驅(qū)動絲桿14兩側(cè)平行設(shè)置有Y向?qū)к?2。在Y向平臺11上設(shè)置有用于測量Y向移動距離或位置的Y向光柵尺15.
如圖4所示，Z向模塊3包括Y向滑塊16、Y向可控開合螺母17、Ζ向平臺18、Ζ向驅(qū)動電機19、Z向光柵尺20、球鉸式支撐桿21、立柱22和蝸桿蝸輪機構(gòu)23。在Z向平臺18底部設(shè)置有能夠在Y向?qū)к?2內(nèi)移動的Y向滑塊16，在Z向平臺18底部設(shè)置有控制Z向模塊3停止Y向運動的Y向可控開合螺母17。在Z向平臺18的上方設(shè)置有立柱22，球鉸式支撐桿23伸入到立柱22內(nèi)并可沿立柱22Ζ向滑動，在Z向平臺18上部設(shè)置有與球鉸式支撐桿21相連接的蝸桿蝸輪機構(gòu)23，Z向驅(qū)動電機19與蝸桿蝸輪機構(gòu)23相連接。在Z向平臺18上設(shè)置有用于測量Z向移動距離或位置的Z向光柵尺20。多個Z向模塊3依次安裝在Y向模塊2上，多個Y向模塊2依次安裝在基礎(chǔ)平臺模塊1上，從而構(gòu)成多點柔性支撐夾具，當需要對各球鉸式支撐桿21的位置進行調(diào)節(jié)時，可按照以下的步驟進行
1、上位機發(fā)出X向控制指令，使X向驅(qū)動電機5帶動X向驅(qū)動絲桿6旋轉(zhuǎn)，X向驅(qū)動絲桿6旋轉(zhuǎn)時將帶動全部的Y向模塊2沿X向?qū)к?移動，具體的移動距離或位置可通過X 向光柵尺8獲得。當某個Y向模塊2移動到指定位置時，控制信號使Y向模塊2上的X向可控開合螺母10打開，從而使Y向模塊2停止移動，然后通過X向滑塊9上的鎖緊裝置將 Y向模塊2固定到當前位置；
2、上位機發(fā)出Y向控制指令，使Y向驅(qū)動電機13帶動Y向驅(qū)動絲桿14旋轉(zhuǎn)，Y向驅(qū)動絲桿14旋轉(zhuǎn)時將帶動全部的Z向模塊3沿Y向?qū)к?2移動，具體的移動距離或位置可通過Y向光柵尺15獲得。當某個Z向模塊3移動到指定位置時，控制信號使Z向模塊3上的 Y向可控開合螺母17打開，從而使Z向模塊3停止移動，然后通過Y向滑塊16上的鎖緊裝置將Z向模塊3固定到當前位置；
3、上位機發(fā)出Z向控制指令，使Z向驅(qū)動電機19通過蝸桿蝸輪機構(gòu)23控制球鉸式支撐桿21沿立柱22移動，具體的移動距離或位置可通過Z向光柵尺20獲得；
4、零件放置在工裝上時，球鉸式支撐桿21在重力作用下，其球鉸自由回轉(zhuǎn)后和零件接觸，并開啟真空系統(tǒng)，通過球鉸式支撐桿21端部的真空吸盤來實現(xiàn)對零件的吸附固定。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種模塊化多點柔性夾具，包括基礎(chǔ)平臺模塊、Y向模塊、Z向模塊，其特征在于在基礎(chǔ)平臺模塊上設(shè)置有若干沿基礎(chǔ)平臺模塊X方向滑動的Y向模塊，在Y向模塊上設(shè)置有若干沿Y向模塊Y方向滑動的Z向模塊，在Z向模塊內(nèi)設(shè)置有沿Z向模塊Z方向滑動的滑動機構(gòu)，在滑動機構(gòu)上設(shè)置有夾緊裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述基礎(chǔ)平臺模塊包括基礎(chǔ)平臺、X向驅(qū)動裝置、χ向驅(qū)動絲桿和χ向?qū)к?，在基礎(chǔ)平臺的上端設(shè)置有χ向驅(qū)動裝置，所述X向驅(qū)動裝置與X向驅(qū)動絲桿相連接，在X向驅(qū)動絲桿旁平行設(shè)置有X向?qū)к墶?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述Y向模塊包括X 向滑塊、Y向平臺、Y向?qū)к?、Y向驅(qū)動裝置和Y向驅(qū)動絲桿，在Y向平臺底部設(shè)置有能夠在 X向?qū)к墐?nèi)移動的X向滑塊，在Y向平臺頂部設(shè)置有Y向驅(qū)動裝置，Y向驅(qū)動裝置與Y向驅(qū)動絲桿相連接，在Y向驅(qū)動絲桿旁平行設(shè)置有Y向?qū)к墶?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述Z向模塊包括Y 向滑塊、Z向平臺、Z向驅(qū)動裝置、球鉸式支撐桿、立柱、蝸桿蝸輪機構(gòu)，在Z向平臺底部設(shè)置有能夠在Y向?qū)к墐?nèi)移動的Y向滑塊，在Z向平臺的上方設(shè)置有立柱，球鉸式支撐桿伸入到立柱內(nèi)并可沿立柱Z向滑動，在Z向平臺上部設(shè)置有與球鉸式支撐桿相連接的蝸桿蝸輪機構(gòu)，所述Z向驅(qū)動裝置與蝸桿蝸輪機構(gòu)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于所述X向驅(qū)動裝置、 Y向驅(qū)動裝置和Z向驅(qū)動裝置采用驅(qū)動電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在基礎(chǔ)平臺模塊上設(shè)置有用于測量X向移動距離或位置的X向光柵尺；在Y向平臺上設(shè)置有用于測量Y向移動距離或位置的Y向光柵尺，在Z向平臺上設(shè)置有用于測量Z向移動距離或位置的Z向光柵尺。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在Y向平臺下部設(shè)置有控制Y向模塊停止X向運動的X向可控開合螺母。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在Z向平臺下部設(shè)置有控制Z向模塊停止Y向運動的Y向可控開合螺母。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種模塊化多點柔性夾具，其特征在于在球鉸式支撐桿端部設(shè)置有真空吸盤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模塊化多點柔性夾具，包括基礎(chǔ)平臺模塊、Y向模塊、Z向模塊，其特征在于在基礎(chǔ)平臺模塊上設(shè)置有若干沿基礎(chǔ)平臺模塊X方向滑動的Y向模塊，在Y向模塊上設(shè)置有若干沿Y向模塊Y方向滑動的Z向模塊，在Z向模塊內(nèi)設(shè)置有沿Z向模塊Z方向滑動的滑動機構(gòu)，在滑動機構(gòu)上設(shè)置有夾緊裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中多點定位支撐夾具結(jié)構(gòu)復雜，不能在水平面內(nèi)任意調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度較差，使用不方便的問題，本發(fā)明提供了一種可在水平面可任意調(diào)節(jié)，簡化多點定位支撐的模塊化多點柔性夾具。
文檔編號B25B11/00GK102490133SQ20111039225
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者張洪雙 申請人:河海大學常州校區(qū)