CN201833202U - 一种柔性夹持工装*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种柔性夹持工装***，所述工装***包括床身单元、至少一个箱体单元、至少两个伸缩立柱单元以及至少两个柔性夹持件，每一个所述柔性夹持件分别固定在一个所述移动立柱的顶端，所述床身单元、所述箱体单元以及所述伸缩立柱单元中任意一个单元可在另外两个单元所组成的平面的垂直方向发生位移。该柔性夹持工装***能够适应各种型面、大小的曲面薄板构件，而且整个夹持固定的过程简单，易于操作。

Description

一种柔性夹持工装***

技术领域

本实用新型涉及一种柔性夹持工装***。

背景技术

在加工诸如钣金件、壁板、舱门等曲面薄板构件时，首先要通过夹持工装将曲面薄板构件夹持固定，然后对曲面薄板构件进行切边、化铣等加工。目前所用夹持工装是与曲面薄板构件型面相对应的模线样板-标准样件等固定模具，通过多块固定模具来夹持固定曲面薄板构件。这种夹持固定方式存在以下缺陷：第一，夹持固定过程复杂，所需夹持固定的时间长，导致生产效率偏低；第二，夹持固定的精度差，影响产品的加工精度，常常导致产品不能满足使用要求；第三，固定模具的适应性差，不同型面的曲面薄板构件需要与之对应的固定模具；第四，对于那些复杂型面的大型曲面薄板构件来说，所需的固定模具数量较多，而且固定模具的体积、重量都比较大，上述第三、第四条使得需要存放固定模具的大量空间。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种柔性夹持工装***，该工装***的夹持固定过程简单，而且能够对各种型面、大小的曲面薄板构件进行夹持固定。

解决本实用新型技术问题所采取的技术方案是提供一种柔性夹持工装***，所述工装***包括床身单元、至少一个箱体单元、至少两个伸缩立柱单元以及至少两个柔性夹持件，每一个所述柔性夹持件分别固定在一个所述移动立柱的顶端，所述床身单元、所述箱体单元以及所述伸缩立柱单元中任意一个单元可在另外两个单元所组成的平面的垂直方向发生位移。

其中，所述床身单元包括床身基座、所述箱体单元包括箱体基座，所述床身基座与所述箱体基座之间设置有第一滑动机构，所述箱体基座固定在所述第一滑动机构上，并且借助所述第一滑动机构可相对于所述床身基座滑动；所述伸缩立柱单元与所述箱体基座之间设置有第二滑动机构，所述伸缩立柱单元固定在所述第二滑动机构上，并且借助于所述第二滑动机构可相对于所述箱体基座滑动；所述伸缩立柱单元包括缸筒、移动立柱以及设置在所述缸筒上的第三滑动机构，借助所述第三滑动机构可使所述移动立柱相对于所述缸筒滑动。

其中，所述第一滑动机构包括第一滑动单元和第一驱动单元，所述第一滑动单元包括床身导轨以及与所述床身导轨相配合的箱体滑块，所述床身导轨固定在所述床身基座上，所述箱体滑块固定在所述箱体基座的底部；所述第一驱动单元包括床身齿条、齿轮以及第一电机，所述床身齿条设置在所述床身基座上，并与所述床身导轨平行设置，所述第一电机固定在所述箱体基座的底部，所述齿轮固定在所述第一电机的转轴上，所述齿轮与所述床身齿条相啮合。

其中，所述第一滑动单元和第一驱动单元为两个，分别设置在所述床身基座相对的两侧位置。

其中，所述第二滑动机构包括第二滑动单元、第二驱动单元以及支撑板，所述第二滑动单元与所述第二驱动单元通过支撑板连接，其中，所述第二滑动单元包括箱体导轨以及与所述箱体导轨相配合的伸缩立柱单元滑块，箱体导轨固定在所述箱体基座上，所述伸缩立柱单元滑块固定在所述支撑板上；所述第二驱动单元包括滚珠丝杠螺杆、螺母、轴承、支撑板、传动装置以及第二电机，所述滚珠丝杠螺杆固定在所述箱体基座上，所述螺母套装在所述滚珠丝杠螺杆上，并与所述轴承固定连接，所述轴承与所述第二电机均固定在所述支撑板上，所述第二电机通过所述传动装置与所述螺母连接。

其中，所述传动装置包括小皮带轮、大皮带轮以及连接所述小皮带轮和所述大皮带轮的皮带，所述小皮带轮固定在所述第二电机的转轴上，所述大皮带轮与所述螺母固定连接。

其中，所述螺母、所述轴承以及所述大皮带轮通过连接套筒固定在一起，所述连接套筒为中空的三阶台阶轴，所述台阶轴中间位置的外径大于其两端的外径，所述螺母、所述大皮带轮以及所述轴承依次套接在所述连接套筒上。

其中，所述工装***还包括至少两个***，所述***分别固定在一个所述移动立柱的顶端。

其中，在两个相邻的所述箱体基座之间以及两个相邻的所述伸缩立柱单元之间还设有限位开关和防撞挡块。

其中，所述工装***还包括控制***，所述控制***包括多轴管理器以及上位机，所述上位机与所述多轴管理器通过以太网线连接，所述多轴管理器与所述第一滑动机构、第二滑动机构以及第三滑动机构通过CANOpen现场总线连接。

本实用新型柔性夹持工装***具有以下优点：

本实用新型提供的柔性夹持工装***通过多个柔性夹持件来固定加工件，即通过多个离散的点来代替传统的固定模具，同时借助床身基座、箱体基座以及伸缩立柱单元之间的相互移动，使得每一个柔性夹持件能够在三维空间独立移动，以便于使多个离散的点能够适应不同型面的曲面薄板构件，从而使得柔性夹持工装***能够适应各种型面、大小的曲面薄板构件，而且整个夹持固定的过程简单，易于操作。

附图说明

图1为本实用新型柔性夹持工装***的结构图；

图2为部分床身单元与箱体单元组合后的结构图；

图3为部分箱体单元与伸缩立柱单元组合后的结构图；

图4为第二驱动装置的结构图；

图5为伸缩立柱单元的主视图；

图6为沿图4中A-A线的剖视图；

图7为沿图5中B-B线的剖视图；

图8为***的外形图；

图9为***的分解图；

图10***与蒙皮类零件相连接的工作示意图；

图中：1-床身单元，11-床身基座，12-床身齿条，13-床身导轨2-箱体单元，21-箱体基座，22-箱体导轨，23-滚珠丝杠螺杆，24-箱体电机，25-伸缩立柱单元滑块，26-齿轮，27-固定件，28-螺钉，29-支撑板，210-丝杠支撑件，211-箱体滑块，212-伸缩立柱单元滑块，213-螺母，215-第二电机，216-小皮带轮，217-大皮带轮，218-皮带，3-伸缩立柱单元，31-第三电机，32-主皮带轮，33-第二皮带，34-箱盖，35-从皮带轮，36-侧面通孔，37-调整轴套，38-轴承，39-轴承盖，310-挡圈，311-丝杠螺母，312-磁铁环，313-防撞圈，314-移动立柱，315-丝杠，316-缸筒，317-行程开关，318-涨缩套，319-密封圈，320-缸筒盖，321-球座，322-球下盖，323-球上盖，324-吸盘垫，325-吸盘，326-压垫，327-定制螺钉，328-钉帽，329-堵头，330-定位轴套，331-销，332-凸部，333-凹槽，334-抽吸孔，335-通孔，336-侧面通孔，337-抽气孔，4-***，411-底座，412-C摆角定子，431-C摆角转子，421-A摆角转子，434、435-A摆角支架，433-A摆角导轨，432-摩擦片，436-锁紧螺栓，437-锁紧螺母，423-定位销，424-定位盖，422-销座，4221-紧固顶丝孔，5-柔性夹持件

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型提供的柔性夹持工装***进行详细描述。

请参阅图1，为柔性夹持工装***的结构示意图。柔性夹持工装***主要包括床身单元1、箱体单元2、伸缩立柱单元3、***4、柔性夹持件5，其中，床身单元1与箱体单元2之间设置有第一滑动机构，并借助该第一滑动机构可相对滑动，床身单元1与箱体单元2的相对滑动方向定义为X方向。箱体单元2与伸缩立柱单元3之间设置有第二滑动机构，箱体单元2与伸缩立柱单元3借助该第二滑动机构可相对滑动，将箱体单元2与伸缩立柱单元3的相对滑动方向定义为Y方向。伸缩立柱单元3包括缸筒316和移动立柱314，在缸筒316与移动立柱314之间设置第三滑动机构，缸筒316与移动立柱314借助该第三滑动机构可相对滑动，将缸筒316与移动立柱314的相对滑动方向定义为Z方向。

本实施例中，床身单元1上设有6个箱体单元2，每一个上设有5个伸缩立柱单元3，从而形成6×5的方阵。在伸缩立柱单元3的移动立柱314的顶端设置***4或柔性夹持件5。这样，***4和柔性夹持件5就可以借助第一滑动机构、第二滑动机构以及第三滑动机构在X、Y、Z三个方向移动，从而到达某一空间内的任意位置。

请参阅图2，为床身单元的结构示意图。床身单元1包括床身基座11、床身齿条12以及床身导轨13。床身基座11相对的两个边缘位置各设置一个床身导轨13，在床身导轨13的外侧设置床身齿条12，床身齿条12平行于床身导轨13设置。

再请参阅图3，为箱体单元的结构示意图。箱体单元2包括箱体基座21、箱体导轨22、滚珠丝杠螺杆23以及箱体电机24。箱体基座21的底部固定有箱体滑块211，箱体滑块211与床身导轨13相配合，并且可在床身导轨13上滑动，这样，箱体滑块211和床身导轨13即构成了第一滑动单元。

第一驱动单元包括床身齿条12、齿轮26以及第一电机24。箱体电机24固定在箱体基座21的底部，箱体电机24的转轴向下伸出箱体基座21的外侧，齿轮26固定在箱体电机24的转轴上，齿轮26与床身齿条12相啮合。在箱体电机24的驱动下，齿轮26与床身齿条12啮合，并推动箱体基座21在床身导轨13上滑动。因此，床身齿条、齿轮以及第一电机的相互配合即构成第一驱动单元。由于箱体基座21的跨度(长度)较大，本实施例中优选采用两套第一驱动单元，两个箱体电机24分别设置在箱体基座21长度方向的两端。在使用时，两个箱体电机24同时转动，以驱动箱体单元2在X方向移动。使用两个箱体电机24，即两个第一驱动单元来驱动箱体单元2可以避免箱体单元2在运行过程中发生偏离，从而提高箱体单元2在X方向上的定位。

在箱体基座21的长度方向平行设置两根箱体导轨22，箱体导轨22通过螺钉28固定在箱体基座21上。箱体导轨22上设有与之相配合的伸缩立柱单元滑块25，箱体导轨22和伸缩立柱单元滑块212构成了第二滑动单元。伸缩立柱单元滑块25固定在支撑板29上，伸缩立柱单元3通过固定件27固定在支撑板29上，并且位于与伸缩立柱单元滑块25相对的另一面。

请结合参阅图4，第二驱动单元包括滚珠丝杠螺杆23、螺母213、轴承(图中未示出)、支撑板29、传动装置以及第二电机215。其中，滚珠丝杠螺杆23设置在两根箱体导轨22之间，滚珠丝杠螺杆23通过丝杠支撑件210固定在箱体基座21上。螺母213套装在滚珠丝杠螺杆23上，并且可在滚珠丝杠螺杆23上移动。传动装置包括小皮带轮216、大皮带轮217以及皮带218。小皮带轮216固定在第二电机215的转轴上，大皮带轮217、螺母213以及轴承通过连接套筒(图中未示出)固定在一起。连接套筒为三阶台阶轴，台阶轴中间位置的外径最大，两端位置的外径小，螺母213、大皮带轮217以及轴承依次套接在连接套筒上。连接套筒的轴心位置设有通孔，通孔的直径略大于滚珠丝杠螺杆23的外径，滚珠丝杠螺杆23从连接套筒的通孔穿过。小皮带轮216和大皮带轮217通过皮带218连接。通过传动装置将第二电机215的驱动力传递给螺母213，再由螺母213传递给支撑板29，由支撑板29带动伸缩立柱单元3在Y方向移动。

需要说明的是，相邻的两个第二驱动单元也可以通过离合器实现第二电机215选择驱动伸缩立柱单元3，以此减少第二电机215的数量，从而节约工装***的制造成本。

还需说明的是，在两个相邻的箱体基座21之间以及两个相邻的伸缩立柱单元3之间还设有防撞挡块(图中未示出)和限位开关(图中未示出)，相邻的箱体基座21或伸缩立柱单元3发生碰撞时，限位开关向控制***发出碰撞信号，再由控制***使发生碰撞的箱体基座21或伸缩立柱单元3停止运行。当限位开关出现故障时，还可以借助防撞挡块来保护箱体基座21和/或伸缩立柱单元3。

请参阅图5-7，伸缩立柱单元包括包括缸筒316和夹持机构，缸筒316内有可沿自身轴向移动的移动立柱314以及可锁紧移动立柱316的抱紧机构，移动立柱314的上端从缸筒316中伸出，夹持机构固定在移动立柱314上端的端头处，夹持机构采用真空抽吸机构，通过所述真空抽吸机构抽吸空气从而将工件夹紧。

其中，移动立柱314通过运动机构的带动而可沿其轴向移动。本实施例中，运动机构包括第三电机31、固定在电机输出轴上的主皮带轮32、通过第三皮带33与主皮带轮32联接的从皮带轮35、一端固定在从皮带轮中心的丝杠315、套在丝杠315上的丝杠螺母311、以及使丝杠螺母311仅能沿移动立柱314轴向移动的导向机构。移动立柱314采用中部中空的套筒结构，丝杆315的另一端伸入移动立柱314的中部中空处，移动立柱314套装在丝杠螺母311上并与之固定连接。丝杠315、丝杠螺母311、移动立柱314以及导向机构组成本实施例的第三滑动机构。

如图6所示，导向机构包括在缸筒316内表面上沿移动立柱的轴向设置的凸部332、固定在移动立柱314上的定位轴套330、定位轴套上的凹槽333。凸部332设于凹槽333内与其相配合。移动立柱314的下端端部开有凹槽，定位轴套330安装于此凹槽内，并通过销固定在移动立柱314上。

本实施例中，缸筒上的凸部332采用相对设置的两个，相应地，定位轴套上的凹槽333也为相对设置的两个。如图7所示，定位轴套330由对称设置的两个半环形成，两个半环之间相对的两个缺口即构成了相对设置的两个凹槽333。

本实施例中，第三电机31采用伺服电机，由伺服电机驱动移动立柱运动，通过第三电机31的脉冲信号，再通过皮带轮的减速比和丝杠的导程，可计算出移动立柱314运动的距离，从而计算出固定在移动立柱上的真空抽吸机构的准确位置，以达到精确定位的目的。

抱紧机构包括设于缸筒316与移动立柱314之间的涨缩套318，其中，涨缩套318与缸筒316的内壁配合。涨缩套318采用抽气时能收缩、充气时能膨胀的材料制成，本实施例中，涨缩套318采用聚氨酯材料制成。涨缩套318的形状为两端凸出、中段凹陷的凹形结构，用以增大空气量。在涨缩套318两端的凸出部上各制有一个小凹槽以放置密封圈。

如图5所示，缸筒316上开有可对涨缩套318进行抽气或吹气的抽吸孔334，抽吸孔334与涨缩套中段的凹陷处相通。

当移动立柱314带动夹持机构运动到曲面零件表面时，涨缩套318充气并抱紧移动立柱314，从而起固定稳固零件的作用。

移动立柱314的下端部上设有磁铁环312，磁铁环312的作用是形成磁场，当移动立柱314带动磁铁环312移动到行程开关317所对应的位置时，行程开关317能感应到其磁铁环312所产生的磁场。磁铁环312的外侧还设有防撞圈313，防撞圈313的作用是保护磁铁环312，以防止当整个装置出现故障或电机控制失灵时磁铁环312被撞碎。

缸筒316的两个端部各设有一开口，所述两端部的开口内分别设有一个能够感应到磁铁环312的磁场的行程开关317，行程开关317固定在缸筒316上。行程开关317在本实用新型装置工作过程中起限制极限位置的作用。两个行程开关可分别限制移动立柱在缸筒316内的上、下两个极限位置。所述行程开关可将其接收到的磁感应信号发送给可控制第三电机31运动的外部控制单元。在工作过程中，当移动立柱314带动磁铁环312到达缸筒316内的任一个极限位置时，行程开关317中的感应片感应到磁铁环312的磁场，行程开关317高亮显示，并将感应到的信号发送给外部控制单元，由外部控制单元控制第三电机31，使其停止转动。

真空抽吸机构主要包括球座321，球上盖323、球下盖322、吸盘325。球座321的底部为法兰盘形，其顶部为球体形。球座321底部固定在移动立柱314上端头的内部，其顶部伸出移动立柱。移动立柱314与球座321的连接位置处开有凹槽用以放置密封圈，所述密封圈所起的作用是防止漏气。

球座321的底部到顶部开有通孔335，球座321侧面上开有与通孔335相交的侧面通孔336，开通孔335和侧面通孔336的目的都是为了使该真空抽吸机构能更好的通气。在球座底部上设有堵头329，堵头329将通孔335的底端堵住。球座321上在侧面通孔336的位置处还开有环行凹槽，通过环形凹槽可保证外部气源与吸盘325的顶部气路之间保持畅通。在移动立柱314上与侧面通孔336相对应的位置开有抽气孔337。

球上盖323和球下盖322与球座321顶部的球体形状相配合，球座321的顶部可在球上盖323和球下盖322内自由转动。

在球上盖323端面上设有吸盘325，球上盖323上还套有带碗边的吸盘垫324。制作吸盘325的主要材料是丁睛橡胶，吸盘325也可采用普通橡胶制作，但效果不是特别好。球座321的顶部端头制成平台形状，以保证吸盘325能自由转动45°并保持通气。

本实施例中，吸盘325采用楔形结构，呈楔形结构的真空吸盘325扣紧在球上盖323的楔形凹槽里面，并通过定制螺钉327压紧吸盘压垫326，从而压紧吸盘325使之固定在球上盖323上，由钉帽328扣紧定制螺钉327。钉帽328与曲面类零件接触，以利于法向定位，而吸盘325只起到抽气抱紧、充气松开工件的作用。

另外，堵头329的作用除了保证不漏气之外，在可能的情况下，通过拔掉堵头329所堵住的通孔的底端，在移动立柱314的内部抽取空气，以形成真空，从而也可使吸盘325吸紧零件。

本实施例中，球座321、球下盖322、球上盖323、定制螺钉327、钉帽328、盘垫324、吸盘325、压垫326、定制螺钉327、钉帽328、堵头329、侧面通孔336以及抽气孔337构成了柔性夹持件5。

伸缩立柱单元的工作过程如下：第三电机31转动，带动主皮带轮32、第三皮带33和从皮带轮34转动，从皮带轮34带动丝杠315转动，由于丝杠螺母311与移动立柱314固定，定位轴套330固定在移动立柱314上，而定位轴套上的凹槽333与缸筒上的凸部332相配合，因而丝杠螺母311带动移动立柱314沿其轴向做直线运动。当移动立柱314运动到位后(即真空吸盘325到达零件表面位置时，通过电机编码仪上的读数，可读取移动立柱运动的距离)，由外部气源处理组件通过抽吸孔334对涨缩套318进行充气，使涨缩套318膨胀抱紧移动立柱314。此时真空吸盘325与曲面零件相接触，由外部气源处理组件通过抽气孔337控制真空抽吸机构进行抽气，使真空吸盘325吸紧零件。其中，气源处理组件通过移动立柱314上的抽气孔337连接到球座321上，而球座321的结构使得空气流通到真空吸盘325之中，形成真空从而夹紧曲面零件。

通过床身单元1、箱体单元2、伸缩立柱单元3的相互配合，使***4和柔性夹持件5能够在X、Y、Z三个方向移动，

请参阅图8-9，***4包括自上而下依次连接的定位端、双摆角机构以及固定端，固定端包括用于连接其它设备的底座411和设置在所述底座411上的C摆角定子412。

双摆角机构包括C摆角转子431和A摆角定子。C摆角转子431与C摆角定子412相配合并可绕C轴旋转；A摆角定子固定地设置在C摆角转子431上部，其用于安装定位端上的A摆角转子421，具体地，A摆角定子包括A摆角导轨433和A摆角支架434、435。A摆角导轨433与C摆角转子431一体成型，A摆角支架434、435用螺钉固定在A摆角导轨433的两侧。

在定位端和固定端与双摆角机构之间设置有分别使定位端和固定端与双摆角机构相互锁紧或松开的锁紧机构，具体地，在定位端和双摆角机构之间设置A摆角锁紧机构，在固定端和双摆角机构之间设置C摆角锁紧机构，A摆角锁紧机构包括锁紧螺栓436和锁紧螺母437，C摆角锁紧机构包括摩擦片432。

C摆角定子412和C摆角转子431均为圆形结构，C摆角转子431叠置在C摆角定子412上部并可相对C摆角定子412做圆周旋转运动，二者中心的旋转轴即为C轴。在实际应用中，可以采用中心轴承作为上述C轴使用。

定位端包括A摆角转子421、销座422、定位销423及定位盖424。其中，A摆角转子421与双摆角机构上的A摆角支架434、435和A摆角导轨433配合连接；销座422固定在A摆角转子421上端面、定位销423及定位盖424与销座422配合连接。A摆角转子421的底部具有与A摆角导轨433相配合的圆弧型面，圆弧型面的圆心线即为A轴。这里，圆弧型面具有这样的特征：其是由一条圆弧沿水平方向平移形成的，圆弧的圆心同样平移成一条轴线，该轴线即为上述的圆心线，也是所谓的A轴，本实施例中，A轴线经过销座422的中心并与销座422上表面共面。此外，A摆角转子421上还设置有与圆弧型面同心的圆弧形通孔4211，锁紧螺栓436依次贯穿A摆角支架434、圆弧形通孔4221、A摆角支架435而与锁紧螺母437相互配合拧紧，从而将A摆角转子421连接在双摆角机构上。定位盖424上设置有可拆装地套接在定位销423上端的插孔。

此外，在定位端和固定端与双摆角机构之间设置有分别表示双摆角机构相对于定位端和固定端旋转角度的标尺。标尺包括A摆角标尺和C摆角标尺，所述A摆角标尺包括设置在A摆角支架上的刻度和设置在A摆角转子上的基准线，C摆角标尺包括设置在C摆角定子上刻度和设置在C摆角转子上的基准线。具体地，标尺可以是分度盘。在实际应用中，A摆角的旋转范围为0°～±35°。C摆角的旋转范围为0°～360°。

销座422与A摆角转子421的端面通过螺钉固定，销座422上设置有固定定位销423的紧固顶丝孔4221，使其具有较强的互换性，可用于安装不同定位销423。

请参阅图10，为本实用新型提供的***与蒙皮相连接的工作示意图。在定位操作时，首先将定位销423***销座422上的销孔中，并拧紧紧固顶丝4221使定位销与销座422固定连接，然后将定位销423的上端穿过蒙皮零件的定位孔中，最后将定位盖424套装在定位销423的上端，该定位盖424的插孔中具有弹性夹紧结构，可快速地夹紧或脱离定位销423的上端部。如图所示，***的定位端相对于固定端进行了A摆角及C摆角的运动，通过标尺的读数可以分别得到A、C两摆角的旋转角度，也就是***的定位销所在的矢量在柔性夹持工装***坐标系中的空间角度。再加上***本身的X、Y、Z坐标，则蒙皮上与***的连接点的空间坐标已经全部得到，也就是说，***上的定位销可以实现五自由度的移动，从而可如实反映出多曲率蒙皮类零件上任意点的法向矢量。

柔性夹持工装***还包括控制***以及真空***，控制***包括多轴管理器以及上位机，上位机与多轴管理器通过以太网线(TCP/IP网线)连接，第一滑动机构、第二滑动机构以及第三滑动机构上的电机通过CANOpen现场总线与多轴管理器连接。这里所指的多轴管理器是用来管理X、Y、Z三个轴的管理器。本实施例中所提到的第一电机、第二电机以及第三电机均采用智能伺服电机，通过计算电机旋转的次数即可计算出与该电机向对应的滑动机构移动的距离。真空***用于向柔性夹持件提供夹持加工件的夹持力。

下面以加工飞机蒙皮为例，介绍本实施例的柔性夹持工装***的使用过程。飞机蒙皮在加工过程中，需要在飞机蒙皮的边缘设置有两个(也可能超过两个)加工夹持部，待飞机蒙皮加工完毕，再将加工夹持部去掉，从而形成用户所需的飞机蒙皮。在加工飞机蒙皮之前，首先需要通过这两个加工夹持部来确定飞机蒙皮的在柔性夹持工装***上的具***置，然后在利用数控机床对其加工。

通过激光跟踪仪标定柔性夹持工装***与数控机床之间的相互空间关系，建立二者坐标原点的协调关系，从而使柔性夹持工装***的坐标系处于数控机床坐标系的加工范围之内。

然后，通过控制***，对数控机床与柔性夹持工装***的坐标系进行分析、计算，使二者坐标系进一步得到统一，并对其坐标偏移进行补偿。

再通过控制***控制第一驱动装置、第二驱动装置以及第三驱动装置，使***4移动到飞机蒙皮的加工夹持部位置，调节***4的A摆角和C摆角，使定位销23穿过设置在加工夹持部上的销孔内，并拧紧紧固顶丝4221使定位销423与销座422固定连接，然后将定位销423的上端穿过蒙皮零件的定位孔中，最后将定位盖24套装在定位销23的上端。通过读取X、Y、Z、A摆角以及C摆角的读数，可以精确确定飞机蒙皮在柔性夹持工装***空间位置，将该空间位置信息输入数控机床的控制***，数控机床根据空间位置信息即可确定加工的起始点，再结合飞机蒙皮的结构参数，数控机床即可获得飞机蒙皮所有点的空间位置。

移动多个柔性夹持件5，使其大致均匀地分布在飞机蒙皮的表面位置，然后启动真空***使柔性夹持件5牢固地夹持飞机蒙皮。由于每一个柔性夹持件5都可以在三维空间独立地移动，因此，整个柔性夹持工装***能够较好的适应不同曲率的飞机蒙皮，而且夹持过程灵活简单。

需要说明的是，本实施例中的每一电机即可以通过控制***控制，也可以由人工单独控制，即通过人来单独控制各个电机的运行或停止，以此增加柔性夹持工装***操作的灵活性。另外，柔性夹持件和***4的位置可以互换，即可以将柔性夹持件5从移动立柱314的顶端取下，更换为***4。

本实用新型提供的柔性夹持工装***并不仅限于加工飞机蒙皮，还可以用于其它具有不同曲率的工件进行夹持固定，当然也不排除型面为平面构件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性夹持工装***，其特征在于，所述工装***包括床身单元(1)、至少一个箱体单元(2)、至少两个伸缩立柱单元(3)以及至少两个柔性夹持件(4)，每一个所述柔性夹持件分别固定在一个所述移动立柱的顶端，所述床身单元(1)、所述箱体单元(2)以及所述伸缩立柱单元(3)中任意一个单元可在另外两个单元所组成的平面的垂直方向发生位移。

2.根据权利要求1所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述床身单元(1)包括床身基座(11)、所述箱体单元(2)包括箱体基座(21)，所述床身基座(11)与所述箱体基座(21)之间设置有第一滑动机构，所述箱体基座(21)固定在所述第一滑动机构上，并且借助所述第一滑动机构可相对于所述床身基座(11)滑动；

所述伸缩立柱单元(3)与所述箱体基座(21)之间设置有第二滑动机构，所述伸缩立柱单元(3)固定在所述第二滑动机构上，并且借助于所述第二滑动机构可相对于所述箱体基座(21)滑动；

所述伸缩立柱单元(3)包括缸筒(316)、移动立柱(314)以及设置在所述缸筒(316)上的第三滑动机构，借助所述第三滑动机构可使所述移动立柱相对于所述缸筒滑动。

3.根据权利要求2所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述第一滑动机构包括第一滑动单元和第一驱动单元，其中

所述第一滑动单元包括床身导轨(13)以及与所述床身导轨(13)相配合的箱体滑块(211)，所述床身导轨(13)固定在所述床身基座(11)上，所述箱体滑块(211)固定在所述箱体基座(21)的底部；

所述第一驱动单元包括床身齿条(12)、齿轮(26)以及第一电机(24)，所述床身齿条(12)设置在所述床身基座(11)上，并与所述床身导轨(13)平行设置，所述第一电机(24)固定在所述箱体基座(21)的底部，所述齿轮(26)固定在所述第一电机(24)的转轴上，所述齿轮(26)与所述床身齿条(12)相啮合。

4.根据权利要求3所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述第一滑动单元和第一驱动单元为两个，分别设置在所述床身基座(11)相对的两侧位置。

5.根据权利要求2所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述第二滑动机构包括第二滑动单元、第二驱动单元以及支撑板(29)，所述第二滑动单元与所述第二驱动单元通过支撑板(29)连接，其中

所述第二滑动单元包括箱体导轨(22)以及与所述箱体导轨(22)相配合的伸缩立柱单元滑块(212)，箱体导轨(22)固定在所述箱体基座(21)上，所述伸缩立柱单元滑块(212)固定在所述支撑板(29)上；

所述第二驱动单元包括滚珠丝杠螺杆(23)、螺母(213)、轴承(214)、支撑板(29)、传动装置以及第二电机(215)，所述滚珠丝杠螺杆(23)固定在所述箱体基座(21)上，所述螺母(213)套装在所述滚珠丝杠螺杆(23)上，并与所述轴承(214)固定连接，所述轴承(214)与所述第二电机(215)均固定在所述支撑板(29)上，所述第二电机(215)通过所述传动装置与所述螺母(213)连接。

6.根据权利要求5所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述传动装置包括小皮带轮(216)、大皮带轮(217)以及连接所述小皮带轮(216)和所述大皮带轮(217)的皮带(218)，所述小皮带轮(216)固定在所述第二电机(215)的转轴上，所述大皮带轮(217)与所述螺母(213)固定连接。

7.根据权利要求6所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述螺母(213)、所述轴承(214)以及所述大皮带轮(217)通过连接套筒固定在一起，所述连接套筒为中空的三阶台阶轴，所述台阶轴中间位置的外径大于其两端的外径，所述螺母(213)、所述大皮带轮(217)以及所述轴承(214)依次套接在所述连接套筒上。

8.根据权利要求2所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述工装***还包括至少两个***，所述***分别固定在一个所述移动立柱的顶端。

9.根据权利要求2所述的柔性夹持工装***，其特征在于，在两个相邻的所述箱体基座(21)之间以及两个相邻的所述伸缩立柱单元(3)之间还设有限位开关和防撞挡块。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的柔性夹持工装***，其特征在于，所述工装***还包括控制***，所述控制***包括多轴管理器以及上位机，所述上位机与所述多轴管理器通过以太网线连接，所述多轴管理器与所述第一滑动机构、第二滑动机构以及第三滑动机构通过CANOpen现场总线连接。

Images