本發(fā)明涉及連桿制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具和加工方法。

背景技術(shù)：

連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一，它連接活塞和曲軸，把作用于活塞頂面的膨脹氣體的壓力傳給曲軸；將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又受到曲軸的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿屬于典型的“雜件”類零件，不但精度要求高，形狀復(fù)雜，制造難度大，且直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。

汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，需求瞬息萬變，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，正應(yīng)了“時(shí)間就是生命”這句話。因而對(duì)項(xiàng)目開發(fā)周期的要求也越來越高。在前期開發(fā)中，配合主機(jī)廠及時(shí)高效高質(zhì)的提供樣件就顯得尤為重要。工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理，體現(xiàn)著一個(gè)企業(yè)的工藝技術(shù)水平，夾具設(shè)計(jì)與制造又是制造環(huán)境中的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期時(shí)間和加工成本的重要因素，工裝夾具設(shè)計(jì)水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。

傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)制造時(shí)需大量的工時(shí)消耗和金屬材料的消耗，隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，小批量、多品種、柔性化、快換成為夾具的發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在連桿定位不準(zhǔn)確、不方便的缺點(diǎn)，而提出的一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具和加工方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具，包括夾具底板，所述夾具底板上垂直設(shè)有夾具肋板，所述夾具肋板上豎直固定有與之垂直的夾具下立板，所述夾具下立板的一面設(shè)有小頭電磁吸盤，所述夾具下立板的另一面通過支架水平安裝有小頭伸縮桿，所述小頭伸縮桿的端部水平連接有小頭虛擬定位原件，所述小頭虛擬定位原件穿過夾具下立板和小頭電磁吸盤且端部位于小頭電磁吸盤外部；

所述夾具下立板上方設(shè)有與之平行的夾具上立板，所述夾具上立板滑動(dòng)安裝在夾具肋板上，所述夾具上立板上靠近小頭電磁吸盤的一面設(shè)有大頭電磁吸盤，所述夾具上立板的另一面通過支架水平安裝有大頭伸縮桿，所述大頭伸縮桿的端部水平連接有大頭虛擬定位原件，所述大頭虛擬定位原件穿過夾具上立板和大頭電磁吸盤且端部位于大頭電磁吸盤外部。

優(yōu)選的，所述小頭虛擬定位原件和大頭虛擬定位原件均為圓形定位桿。

優(yōu)選的，所述小頭伸縮桿和大頭伸縮桿均為電動(dòng)伸縮桿或液壓油缸。

本發(fā)明還提出了一種基于虛擬定位的連桿加工方法，包括以下步驟：

s1：裝夾連桿，其具體步驟如下：

a1：使小頭伸縮桿和大頭伸縮桿伸長(zhǎng)，使得小頭虛擬定位原件和大頭虛擬定位原件分別延伸到小頭電磁吸盤和大頭電磁吸盤的外側(cè)，從而方便對(duì)連桿進(jìn)行定位；

a2：調(diào)整夾具上立板的位置，使得連桿大孔和連桿小孔能夠分別套在大頭虛擬定位原件和小頭虛擬定位原件上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)連桿位置的準(zhǔn)確定位；

a3：開啟小頭電磁吸盤和大頭電磁吸盤，使得連桿端面在吸引力的作用下緊貼小頭電磁吸盤和大頭電磁吸盤；

s2：獲取虛擬坐標(biāo)，其具體步驟如下：

b1：設(shè)大頭虛擬定位原件的原點(diǎn)坐標(biāo)為x1/y1，又大頭虛擬定位原件位于連桿大孔內(nèi)且與連桿大孔形狀匹配，固可檢測(cè)出連桿大孔實(shí)際圓心坐標(biāo)x1’/y1’；

b2：設(shè)小頭虛擬定位原件的原點(diǎn)坐標(biāo)為x2/y2，又小頭虛擬定位原件位于連桿小孔內(nèi)且與連桿小孔形狀匹配，固可檢測(cè)出連桿小孔實(shí)際圓心坐標(biāo)x2’/y2’；

b3：測(cè)量數(shù)據(jù)反饋到數(shù)控系統(tǒng)；

s3：機(jī)械加工，數(shù)控系統(tǒng)得到檢測(cè)數(shù)據(jù)后控制六軸機(jī)器人使用加工主軸及刀具并在x3/y3位置以α的姿態(tài)對(duì)連桿進(jìn)行加工，如此能夠滿足產(chǎn)品尺寸要求，而且無論連桿位置是否偏斜，都不影響正常加工。

本發(fā)明提出的一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具和加工方法，有益效果在于：設(shè)置此結(jié)構(gòu)的連桿夾具，不僅能實(shí)現(xiàn)連桿快速、簡(jiǎn)單、可靠以及準(zhǔn)確的定位，還可以滿足不同型號(hào)連桿的加工而無需更換任何夾具零件，加快了樣件的開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具和加工方法的工作原理圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具和加工方法的連桿的坐標(biāo)示意圖；

圖3為本發(fā)明提出的一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具和加工方法的連桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：夾具底板1、夾具下立板2、夾具上立板3、小頭電磁吸盤4、大頭電磁吸盤5、小頭虛擬定位原件6、大頭虛擬定位原件7、小頭伸縮桿8、大頭伸縮桿9、夾具肋板10、六軸機(jī)器人11、加工主軸及刀具12、連桿13、連桿大孔131、連桿小孔132、連桿端面133。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參照?qǐng)D1-3，一種基于虛擬定位的連桿柔性夾具，包括夾具底板1，夾具底板1上垂直設(shè)有夾具肋板10，夾具肋板10上豎直固定有與之垂直的夾具下立板2，夾具下立板2的一面設(shè)有小頭電磁吸盤4，夾具下立板2的另一面通過支架水平安裝有小頭伸縮桿8，小頭伸縮桿8的端部水平連接有小頭虛擬定位原件6，小頭虛擬定位原件6穿過夾具下立板2和小頭電磁吸盤4且端部位于小頭電磁吸盤4外部。小頭電磁吸盤4和夾具下立板2上均設(shè)有圓孔，小頭虛擬定位原件6插在圓孔，小頭伸縮桿8能夠帶動(dòng)虛擬定位原件6在圓孔內(nèi)伸縮，以滿足測(cè)量和加工兩種條件的轉(zhuǎn)換，小頭電磁吸盤4用于吸引連桿13的小頭端，小頭虛擬定位原件6插裝在連桿小孔132內(nèi)，用于對(duì)連桿小孔132進(jìn)行定位，同時(shí)獲得連桿小孔132的圓心的虛擬坐標(biāo)。

夾具下立板2上方設(shè)有與之平行的夾具上立板3，夾具上立板3滑動(dòng)安裝在夾具肋板10上，夾具上立板3上靠近小頭電磁吸盤4的一面設(shè)有大頭電磁吸盤5，夾具上立板3的另一面通過支架水平安裝有大頭伸縮桿9，大頭伸縮桿9的端部水平連接有大頭虛擬定位原件7，大頭虛擬定位原件7穿過夾具上立板3和大頭電磁吸盤5且端部位于大頭電磁吸盤5外部。小頭虛擬定位原件6和大頭虛擬定位原件7均為圓形定位桿。小頭伸縮桿8和大頭伸縮桿9均為電動(dòng)伸縮桿或液壓油缸。大頭電磁吸盤5和夾具上立板3上均設(shè)有通孔，大頭虛擬定位原件7插在通孔，小頭伸縮桿8能夠帶動(dòng)虛擬定位原件6在通孔內(nèi)伸縮，以滿足測(cè)量和加工兩種條件的轉(zhuǎn)換，大頭電磁吸盤5用于吸引連桿13的大頭端，大頭虛擬定位原件7插裝在連桿大孔131內(nèi)，用于對(duì)連桿大孔131進(jìn)行定位，同時(shí)獲得連桿大孔131的圓心的虛擬坐標(biāo)，且夾具上立板3能夠在夾具肋板10上滑動(dòng)，滿足不同中心距連桿13變化的要求。

大頭虛擬定位原件7的原點(diǎn)坐標(biāo)為x1和y1，小頭虛擬定位原件6的原點(diǎn)坐標(biāo)為x2和y2；連桿13放置在夾具上，磁力吸盤打開，連桿端面133緊貼大小頭磁力吸盤4、5，大頭虛擬定位原件7位于連桿大孔131內(nèi)，小頭虛擬定位原件6位于連桿小孔132內(nèi)，虛擬定位原件檢測(cè)大小孔的實(shí)際圓心坐標(biāo)x1’/y1’和x2’/y2’，將其反饋到數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)控制六軸機(jī)器人11使用加工主軸及刀具12以x3/y3位置及α的姿態(tài)加工，滿足產(chǎn)品尺寸要求。此方法無論連桿13位置是否偏斜，都不影響正常加工。

本發(fā)明還提出了一種基于虛擬定位的連桿加工方法，包括以下步驟：

s1：裝夾連桿13，其具體步驟如下：

a1：使小頭伸縮桿8和大頭伸縮桿9伸長(zhǎng)，使得小頭虛擬定位原件6和大頭虛擬定位原件7分別延伸到小頭電磁吸盤4和大頭電磁吸盤5的外側(cè)，從而方便對(duì)連桿13進(jìn)行定位；

a2：調(diào)整夾具上立板3的位置，使得連桿大孔131和連桿小孔132能夠分別套在大頭虛擬定位原件7和小頭虛擬定位原件6上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)連桿13位置的準(zhǔn)確定位；

a3：開啟小頭電磁吸盤4和大頭電磁吸盤5，使得連桿端面133在吸引力的作用下緊貼小頭電磁吸盤4和大頭電磁吸盤5；

s2：獲取虛擬坐標(biāo)，其具體步驟如下：

b1：設(shè)大頭虛擬定位原件7的原點(diǎn)坐標(biāo)為x1/y1，又大頭虛擬定位原件7位于連桿大孔131內(nèi)且與連桿大孔131形狀匹配，固可檢測(cè)出連桿大孔131實(shí)際圓心坐標(biāo)x1’/y1’；

b2：設(shè)小頭虛擬定位原件6的原點(diǎn)坐標(biāo)為x2/y2，又小頭虛擬定位原件6位于連桿小孔132內(nèi)且與連桿小孔132形狀匹配，固可檢測(cè)出連桿小孔132實(shí)際圓心坐標(biāo)x2’/y2’；

b3：測(cè)量數(shù)據(jù)反饋到數(shù)控系統(tǒng)；

s3：機(jī)械加工，數(shù)控系統(tǒng)得到檢測(cè)數(shù)據(jù)后控制六軸機(jī)器人11使用加工主軸及刀具12并在x3/y3位置以α的姿態(tài)對(duì)連桿13進(jìn)行加工，如此能夠滿足產(chǎn)品尺寸要求，而且無論連桿13位置是否偏斜，都不影響正常加工。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。