弱剛性工件柔性夾具裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種弱剛性工件柔性夾具裝置，由多個夾具總成共同構(gòu)成，所述每個夾具總成由執(zhí)行模塊、信息采集模塊和控制模塊組成，所述執(zhí)行模塊包括裝夾機(jī)構(gòu)和驅(qū)動所述裝夾機(jī)構(gòu)升降和平移的升降機(jī)構(gòu)和水平移動機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降臺，水平移動機(jī)構(gòu)固定安裝在升降臺上，所述裝夾機(jī)構(gòu)固定安裝在水平移動機(jī)構(gòu)上；所述信息采集模塊包括振動位移傳感器、豎直位移傳感器、水平位移傳感器以及壓力傳感器；所述控制模塊包括與各傳感器相連的信息采集卡和用于處理信息采集模塊信息的PC機(jī)和控制各機(jī)構(gòu)運(yùn)行的控制器。本發(fā)明能主動調(diào)整夾緊力的大小和夾緊力作用的位置，在減小工件的整體變形的同時，抑制工件的加工振動，提高工件的銑削穩(wěn)定性。
【專利說明】弱剛性工件柔性夾具裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工件加工裝夾領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于柔性結(jié)構(gòu)工件裝夾的弱剛性工件柔性夾具裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國航空工業(yè)的發(fā)展，對飛機(jī)的性能要求愈來愈高，為減輕飛機(jī)重量，提高機(jī)械性能，在飛機(jī)零部件中越來越多的使用整體結(jié)構(gòu)件。這一類復(fù)雜曲面零件具有大尺寸、復(fù)雜型面、薄壁件、低損傷等技術(shù)特點(diǎn)，加工過程中極易產(chǎn)生振動和加工變形，使得表面加工質(zhì)量很難控制。譬如，在航空工業(yè)中，大的整體結(jié)構(gòu)件長10m、高0.lm、厚度為1.5~4mm，表面質(zhì)量要求粗糙度值為0.4~0.8 μ m、形位偏差為± 125 μ m (要求抗腐蝕的零件表面且要求具有高疲勞強(qiáng)度的零件表面等，都嚴(yán)格規(guī)定較小的表面粗糙度值，但表面尺寸及形位公差卻可以稍大)。在這類高精、高性能產(chǎn)品加工要求下，如何通過夾具的布局使這類高柔性的薄壁結(jié)構(gòu)件在裝夾過程中引起的靜態(tài)裝夾變形最小化，同時更能有效地抑制工件的加工振動或顫振，提高工件的動態(tài)可加工性正成為當(dāng)前夾具設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)性任務(wù)之一。因此提升薄壁多框體結(jié)構(gòu)件的可加工性顯得尤為重要?，F(xiàn)有加工這類工件的夾具一般是普通夾具改造而成，即在普通夾具上增加了一些調(diào)整機(jī)構(gòu)，在預(yù)測工件局部變形后根據(jù)變形量調(diào)整夾具位置。
[0003]現(xiàn)有夾具設(shè)計(jì)主要存在以下問題:(1)基于剛性或高剛度工件的假設(shè)，以預(yù)測由于工件的局部變形、夾具定位元件的變形導(dǎo)致工件在夾緊過程中的靜態(tài)位移，并以此作為工件的加工誤差，誤差較大；(2)基于靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)假設(shè)，預(yù)測柔性工件的靜態(tài)變形，這種方法是在外界的激勵頻率超過工件的固有頻率或工件-夾具系統(tǒng)的固有頻率時才有效。然而，當(dāng)激勵頻率接近工件-夾具系統(tǒng)的固有頻率時，系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)是不能忽略的；(3)基于不動點(diǎn)載荷的假設(shè)，在預(yù)測工件-夾具系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)時，外載荷作用點(diǎn)的移動(例如加工力)，經(jīng)常被忽略；(4)在主動夾具中，主動夾具元件的響應(yīng)是通過反饋控制來調(diào)節(jié)，在調(diào)整的同時，也影響了工件的 動力學(xué)響應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是針對弱剛性工件加工過程中易于產(chǎn)生加工振動和變形等問題，提供一種弱剛性工件柔性夾具裝置，能夠根據(jù)走刀位置所檢測到的工件振動信息，主動調(diào)整夾緊力的大小和夾緊力作用的位置，在減小工件的整體變形的同時，很好地抑制工件的加工振動，提高工件的銑削穩(wěn)定性，提高工件動態(tài)可加工性，最終實(shí)現(xiàn)工件加工表面質(zhì)量的提高。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種弱剛性工件柔性夾具裝置，由多個夾具總成共同構(gòu)成，其特別之處在于:所述每個夾具總成由執(zhí)行模塊、信息采集模塊和控制模塊組成，所述執(zhí)行模塊包括裝夾機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動所述裝夾機(jī)構(gòu)升降和平移的升降機(jī)構(gòu)和水平移動機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降臺，所述水平移動機(jī)構(gòu)固定安裝在升降臺上，所述裝夾機(jī)構(gòu)固定安裝在水平移動機(jī)構(gòu)上；所述信息采集模塊包括安裝在裝夾機(jī)構(gòu)上用于獲取工件在切削力作用下產(chǎn)生的振動位移和工件振動頻率的振動位移傳感器、分別安裝在升降機(jī)構(gòu)和水平移動機(jī)構(gòu)上用于獲取加工過程中裝夾機(jī)構(gòu)位置信息的豎直位移傳感器和水平位移傳感器，以及安裝在裝夾機(jī)構(gòu)上的壓力傳感器；所述控制模塊包括與各傳感器相連的信息采集卡和用于處理信息采集模塊信息的PC機(jī)和控制各機(jī)構(gòu)運(yùn)行的控制器。
[0006]上述技術(shù)方案中，所述升降機(jī)構(gòu)包括對稱布置的一對支座，在每一支座頂部設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)，在支座中部設(shè)有豎直導(dǎo)軌，所述升降臺兩端嵌置在豎直導(dǎo)軌內(nèi)，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端連接有豎直絲杠，所述豎直絲杠穿過升降臺并與之螺紋配合。
[0007]進(jìn)一步地，所述步進(jìn)電機(jī)通過電機(jī)支架與支座固定；所述豎直位移傳感器安裝在支座上部。
[0008]更進(jìn)一步地，所述支座與豎直導(dǎo)軌之間設(shè)有肋板。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述水平移動機(jī)構(gòu)包括固定安裝在升降臺上的水平導(dǎo)軌，水平導(dǎo)軌兩端通過軸承支設(shè)有兩根水平絲杠，每一水平絲杠分別通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)的輸出端相連；所述裝夾機(jī)構(gòu)包括滑板，滑板的底部設(shè)有絲杠孔，所述滑板嵌置在水平導(dǎo)軌內(nèi)，且水平絲杠穿過絲杠孔并與絲杠孔螺紋配合。
[0010]進(jìn)一步地，所述水平位移傳感器安裝在軸承內(nèi)側(cè)、兩根水平絲杠之間。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述裝夾機(jī)構(gòu)為一個液壓夾緊機(jī)構(gòu)，包括液壓油缸，液壓油缸頂部設(shè)置有液壓油管，液壓油缸包括活塞缸和活塞桿，所述活塞桿前端設(shè)置有夾緊觸點(diǎn)。
[0012]進(jìn)一步地，所述壓力傳感器設(shè)置于活塞桿與夾緊觸點(diǎn)之間，所述振動位移傳感器安裝在活塞缸上。
[0013]更進(jìn)一步地，所述活塞缸外壁固定設(shè)置有外槽，外槽內(nèi)嵌置有內(nèi)槽，所述振動位移傳感器位于內(nèi)槽內(nèi)，所述外槽與內(nèi)槽可相對滑動并通過定位螺栓相對固定。
[0014]本發(fā)明能夠根據(jù)所加工工件的公差(如形位偏差等)要求設(shè)定振動幅值閾值,并據(jù)此來調(diào)整加工過程中作用力的位置及大小，能保證公差在要求范圍內(nèi)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:I)各元件都是主動元件，能夠根據(jù)檢測到的工件加工過程中應(yīng)力形變的信息，主動調(diào)整夾緊力的大小和夾緊力作用的位置，以減小工件的整體變形；2)振動位移傳感器的設(shè)置，能夠根據(jù)檢測到的工件在加工過程中的振動信息，主動調(diào)整夾緊力，以很好地抑制工件的加工振動，提高工件的銑削穩(wěn)定性；3)能夠?qū)崿F(xiàn)瞬態(tài)響應(yīng)，從而提高工件的動態(tài)可加工性和的工件的表面質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)暨工作狀態(tài)示意圖；
[0017]圖2為圖1中單個夾具總成的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖2中升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為圖2中水平移動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為圖2中裝夾機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為圖5中A處的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為本發(fā)明中控制模塊的基本原理圖；
[0023]圖中，I一升降機(jī)構(gòu)，2—水平移動機(jī)構(gòu)，3—裝夾機(jī)構(gòu)，4一工件，5—夾具總成；1-1一步進(jìn)電機(jī)，1-2—電機(jī)支架，1-3—豎直位移傳感器，1-4 一支座，1-5—升降臺，1-6—肋板，1-7—豎直絲杠，1-8—豎直導(dǎo)軌；2-1—水平絲杠，2-2—聯(lián)軸器，2-3—伺服電機(jī)，2-4—軸承,2-5一水平導(dǎo)軌,2-6一位移傳感器支架，2-7一水平位移傳感器；3_1—液壓油缸，3-2一液壓油管,3-3一活塞缸,3-4一活塞桿,3-5一壓力傳感器，3-6一夾緊觸點(diǎn)，3_7—滑板，3-8—絲杠孔，3-9—外槽，3-10—定位螺栓，3-11—內(nèi)槽，3_12—振動位移傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0025]如圖1所示，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的弱剛性工件柔性夾具裝置，由多個夾具總成5共同構(gòu)成，夾具總成5的數(shù)量取決于工件4的形狀。工作時，夾具總成5包圍工件4并將其夾緊。
[0026]如圖2所示，每個夾具總成5均包括裝夾機(jī)構(gòu)3，還包括分別驅(qū)動該裝夾機(jī)構(gòu)3升降和平移的升降機(jī)構(gòu)I和水平移動機(jī)構(gòu)2。升降機(jī)構(gòu)包括升降臺1-5，水平移動機(jī)構(gòu)2固定安裝在升降臺1-5上，裝夾機(jī)構(gòu)3固定安裝在水平移動機(jī)構(gòu)2上。
[0027]每個夾具總成5由執(zhí)行模塊、信息采集模塊和控制模塊組成。執(zhí)行模塊即包括上述升降機(jī)構(gòu)1、水平移動機(jī)構(gòu)2和裝夾機(jī)構(gòu)3。信息采集模塊包括安裝在裝夾機(jī)構(gòu)3上用于獲取工件4在切削力作用下產(chǎn)生的振動位移和工件振動頻率的振動位移傳感器3-12、分別安裝在升降機(jī)構(gòu)I和水平移動機(jī)構(gòu)2上用于獲取加工過程中裝夾機(jī)構(gòu)3位置信息的豎直位移傳感器1-3和水平位移傳感器2-7，以及安裝在裝夾機(jī)構(gòu)3上的壓力傳感器3-5?？刂颇K包括與各傳感器相連的信息采集卡和用于處理信息采集模塊信息的PC機(jī)和控制各機(jī)構(gòu)運(yùn)行的控制器。
[0028]本實(shí)施例中信息采集模塊中的振動位移傳感器3-12采用ZLDS100、豎直位移傳感器1-3采用ZLDS100-750、水平位移傳感器2_7采用ZLDS100-1250，安裝在裝夾機(jī)構(gòu)3上的壓力傳感器3-5采用ELPF-T2M-100KN，均為現(xiàn)有產(chǎn)品?？刂颇K中的信息采集卡采用NIPC1-7774，控制器采用NI PC1-7344，也均為現(xiàn)有成熟產(chǎn)品。當(dāng)然，可采用的各傳感器并不限于這些具體型號。
[0029]升降機(jī)構(gòu)I可以采用液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)，也可以采用電機(jī)或其它常規(guī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例優(yōu)選精度更高的電機(jī)-絲杠升降機(jī)構(gòu)。如圖3所示，該升降機(jī)構(gòu)I包括對稱布置的一對支座1-4，在每一支座1-4頂部通過電機(jī)支架1-2設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)1-1，在支座1-4中部設(shè)有豎直導(dǎo)軌1-8，升降臺1-5兩端嵌置在豎直導(dǎo)軌1-8內(nèi)。步進(jìn)電機(jī)1-1的輸出端連接有豎直絲杠1-7，豎直絲杠1-7穿過升降臺1-5并與之螺紋配合，通過豎直絲杠1-7的旋轉(zhuǎn)帶動升降臺1-5升降。前述信息采集模塊中的豎直位移傳感器1-3安裝在支座1-4上部。為提高結(jié)構(gòu)的剛度，在支座1-4與豎直導(dǎo)軌1-8之間還設(shè)有肋板1-6。
[0030]水平移動機(jī)構(gòu)2同樣可以采用液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)或者其它現(xiàn)有驅(qū)動機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例同樣優(yōu)選精度更高的電機(jī)-絲杠水平移動機(jī)構(gòu)。如圖4所示，該水平移動機(jī)構(gòu)2包括固定安裝在升降臺1-5上的水平導(dǎo)軌2-5，水平導(dǎo)軌2-5兩端通過軸承2-4支設(shè)有兩根水平絲杠
2-1，每一水平絲杠2-1分別通過聯(lián)軸器2-2與伺服電機(jī)2-3的輸出端相連。裝夾機(jī)構(gòu)3包括滑板3-7，滑板3-7的底部設(shè)有絲杠孔3-8，滑板3-7嵌置在水平導(dǎo)軌2_5內(nèi)，且水平絲杠
2-1穿過絲杠孔3-8并與絲杠孔3-8螺紋配合，通過水平絲杠2-1的旋轉(zhuǎn)帶動滑板3_7，進(jìn)而帶動整個裝夾機(jī)構(gòu)3水平移動。前述信息采集模塊中的水平位移傳感器2-7安裝在軸承2-4內(nèi)側(cè)、兩根水平絲杠2-1之間。
[0031]本實(shí)施例的裝夾結(jié)構(gòu)3采用液壓驅(qū)動裝夾機(jī)構(gòu)。如圖5所示，它包括設(shè)置在滑板
3-7上的液壓油缸3-1，液壓油缸3-1頂部設(shè)置有液壓油管3-2，液壓油缸3_1包括活塞缸
3-3和活塞桿3-4，活塞桿3-4前端設(shè)置有夾緊觸點(diǎn)3-6。前述信息采集模塊中的壓力傳感器3-5設(shè)置于活塞桿3-4與夾緊觸點(diǎn)3-6之間，振動位移傳感器3-12安裝在活塞缸3_3上。如圖6所示，為便于調(diào)整振動位移傳感器3-12的設(shè)置位置，在活塞缸3-3外壁固定設(shè)置有外槽3-9，外槽3-9內(nèi)嵌置有內(nèi)槽3-11，振動位移傳感器3-12位于內(nèi)槽3-11內(nèi)。外槽3_9與內(nèi)槽3-11可相對滑動并通過定位螺栓3-10相對固定。
[0032]本發(fā)明中每一夾具總成5的各模塊作用如下:
[0033]信息采集模塊
[0034]豎直位移傳感器1-3和水平位移傳感器2-7用于獲取加工過程中裝夾機(jī)構(gòu)3的位置信息，振動位移傳感器3-12用于獲取工件4在切削力作用下所產(chǎn)生的振動位移和工件4振動頻率，壓力傳感器3-5用于獲取夾具施加的夾緊力大小信息。這些信息都將被傳送給外置的PC機(jī)處理器，并根據(jù)加工要求作出相應(yīng)的處理，然后發(fā)出指令給相應(yīng)的控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0035]控制模塊
[0036]主要由PC機(jī)和運(yùn)動控制卡(NI PC1-7344)組成，其基本原理如圖7所示，用于對上述各傳感器獲取的信息進(jìn)行分析和處理，確定工件4的振動情況，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的要求(工件4振動位移公差等)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，調(diào)整各裝夾機(jī)構(gòu)3的作用點(diǎn)位置和夾緊力的大小，抑制工件4的振動，提高工件4銑削穩(wěn)定性。
[0037]執(zhí)行模塊
[0038]用來接收控制模塊的指令，并根據(jù)指令執(zhí)行對工件4加力夾緊，圖2中的夾具總成5具有三個自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)三個平移運(yùn)動，以便根據(jù)需要調(diào)整夾緊觸點(diǎn)3-6的位置和作用力的大小。
[0039]本發(fā)明具體的工作過程如下:
[0040]1、初始夾緊位置以及夾緊力大小的確定
[0041](I)首先將工件4的表面網(wǎng)格化，利用預(yù)測的切削力來估算切削力導(dǎo)致的工件4各節(jié)點(diǎn)振動位移，將裝夾機(jī)構(gòu)3作用于相應(yīng)的最大位移節(jié)點(diǎn)位置上；
[0042](2)根據(jù)封閉性和力封閉初步確定夾緊力的大小；
[0043](3)裝夾機(jī)構(gòu)3的活塞桿3-4在液壓油的推動下將力施加在工件4上，壓緊力的大小可以通過壓力傳感器3-5獲取，并在PC機(jī)上顯示。
[0044]2、加工過程中夾緊位置以及夾緊力大小的調(diào)整過程
[0045](I)獲取加工過程中夾緊位置以及夾緊力大小的信息:
[0046]①裝夾機(jī)構(gòu)3的位置。裝夾機(jī)構(gòu)3的位置信息包括水平方向和豎直方向，分別通過水平位移傳感器2-7和豎直位移傳感器1-3獲??；
[0047]②夾緊力的大小。通過集成在活塞桿3-4上的壓力傳感器3-5獲?。?br> [0048]③工件4振動位移和頻率。通過振動位移傳感器3-12檢測加工過程中選定節(jié)點(diǎn)的振動位移及頻率信息；
[0049](2)加工過程中夾緊觸點(diǎn)3-6位置的調(diào)整:[0050]采集以上信息之后，由控制模塊對獲取的信息進(jìn)行分析和處理，確定工件4的振動情況，若位移或頻率值超出給定閾值，將信息反饋給PC機(jī)，PC機(jī)發(fā)送指令到控制器，由控制器分別送發(fā)指令給執(zhí)行模塊(包括升降機(jī)構(gòu)1、水平移動機(jī)構(gòu)2和裝夾機(jī)構(gòu)3)。
[0051]I)執(zhí)行模塊的工作過程
[0052]執(zhí)行模塊可根據(jù)控制器發(fā)送來的指令，實(shí)現(xiàn)以下動作:
[0053]①升降機(jī)構(gòu)I的步進(jìn)電機(jī)1-1通過豎直絲杠1-7帶動升降臺1-5沿豎直導(dǎo)軌1_8做垂直于工作臺平面的運(yùn)動，水平移動機(jī)構(gòu)2被固定在升降臺1-5上，因此可以隨升降臺1-5同步運(yùn)動。②水平移動機(jī)構(gòu)2的伺服電機(jī)2-3通過水平絲桿2-1驅(qū)動滑板3-7，進(jìn)而帶動裝夾機(jī)構(gòu)3沿水平導(dǎo)軌2-5做平行于工作臺平面運(yùn)動。③裝夾機(jī)構(gòu)3的活塞桿3-4在液壓油的作用下可以做伸縮運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)夾具夾緊力的變化。通過步驟①和②可以實(shí)現(xiàn)夾緊觸點(diǎn)3-6在工件4表面的運(yùn)動，步驟③則實(shí)現(xiàn)了對夾緊力的調(diào)節(jié)。
[0054]2)夾緊觸點(diǎn)3-6的移動
[0055]夾緊觸點(diǎn)3-6的移動是通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。由PC機(jī)對檢測到的振動位移信號分析處理，并發(fā)出控制指令到控制器，繼而驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。當(dāng)振動位移超出公差范圍時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)有兩種運(yùn)動方式，當(dāng)切削力作用下的振動位移最大值點(diǎn)仍為夾緊觸點(diǎn)
3-6位置時，僅加大夾緊力即可減少工件4振動；當(dāng)切削力作用下的振動位移最大值點(diǎn)發(fā)生改變時，由PC機(jī)向加工機(jī)床發(fā)送停機(jī)信號，待機(jī)床停機(jī)后，根據(jù)PC機(jī)的指令對夾緊位置做出相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)調(diào)整過程完成時，PC機(jī)根據(jù)反饋回來的位移傳感器信號和夾緊力信號向機(jī)床發(fā)出指令，使加工過程繼續(xù)進(jìn)行。如此循環(huán)直至加工完成。
[0056]本發(fā)明的核心在于增設(shè)了信息采集模塊和控制模塊，并將夾具總成5改裝成為具有三個自由度的裝置以動態(tài)調(diào)節(jié)夾具作用點(diǎn)的位置和作用力的大小，從而能夠根據(jù)走刀位置所檢測到的工件4振動信息，主動調(diào)整夾緊力的大小和夾緊力作用的位置，在減小工件4的整體變形的同時，很好地抑制工件4的加工振動，提高工件4的銑削穩(wěn)定性，提高工件4動態(tài)可加工性，最終實(shí)現(xiàn)工件4的加工表面質(zhì)量的提高，因此，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自主對弱剛性工件4夾緊力的大小和夾緊力作用位置的任何的改變或變形，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種弱剛性工件柔性夾具裝置，由多個夾具總成(5)共同構(gòu)成，其特征在于:所述每個夾具總成(5)由執(zhí)行模塊、信息采集模塊和控制模塊組成，所述執(zhí)行模塊包括裝夾機(jī)構(gòu)(3)以及驅(qū)動所述裝夾機(jī)構(gòu)(3)升降和平移的升降機(jī)構(gòu)(I)和水平移動機(jī)構(gòu)(2)，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降臺(1-5)，所述水平移動機(jī)構(gòu)(2)固定安裝在升降臺(1-5)上，所述裝夾機(jī)構(gòu)(3 )固定安裝在水平移動機(jī)構(gòu)(2 )上；所述信息采集模塊包括安裝在裝夾機(jī)構(gòu)(3 )上用于獲取工件(4)在切削力作用下產(chǎn)生的振動位移和工件振動頻率的振動位移傳感器(3-12)、分別安裝在升降機(jī)構(gòu)(I)和水平移動機(jī)構(gòu)(2)上用于獲取加工過程中裝夾機(jī)構(gòu)(3)位置信息的豎直位移傳感器(1-3 )和水平位移傳感器(2-7 )，以及安裝在裝夾機(jī)構(gòu)(3 )上的壓力傳感器(3-5);所述控制模塊包括與各傳感器相連的信息采集卡和用于處理信息采集模塊信息的PC機(jī)和控制各機(jī)構(gòu)運(yùn)行的控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述升降機(jī)構(gòu)(I)包括對稱布置的一對支座(1-4)，在每一支座(1-4)頂部設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)(1-1 )，在支座(1-4)中部設(shè)有豎直導(dǎo)軌(1-8)，所述升降臺(1-5)兩端嵌置在豎直導(dǎo)軌(1-8)內(nèi)，所述步進(jìn)電機(jī)(1-1)的輸出端連接有豎直絲杠(1-7)，所述豎直絲杠(1-7)穿過升降臺(1-5)并與之螺紋配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)(1-1)通過電機(jī)支架(1-2)與支座(1-4)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述豎直位移傳感器(1-3)安裝在支座(1-4)上部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述支座(1_4)與豎直導(dǎo)軌(1-8)之間設(shè)有肋板(1-6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述水平移動機(jī)構(gòu)(2)包括固定安裝在升降臺(1-5)上的水平導(dǎo)軌(2-5)，水平導(dǎo)軌(2-5)兩端通過軸承(2-4)支設(shè)有兩根水平絲杠(2-1)，每一水平絲杠(2-1)分別通過聯(lián)軸器(2-2 )與伺服電機(jī)(2-3 )的輸出端相連；所述裝夾機(jī)構(gòu)(3 )包括滑板(3-7 )，滑板(3-7 )的底部設(shè)有絲杠孔(3-8 )，所述滑板(3-7 )嵌置在水平導(dǎo)軌(2-5 )內(nèi)，且水平絲杠(2-1)穿過絲杠孔(3-8)并與絲杠孔(3-8)螺紋配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述水平位移傳感器(2-7)安裝在軸承(2-4)內(nèi)側(cè)、兩根水平絲杠(2-1)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述裝夾機(jī)構(gòu)(3)為一個液壓夾緊機(jī)構(gòu)，包括液壓油缸(3-1)，液壓油缸(3-1)頂部設(shè)置有液壓油管(3-2)，液壓油缸(3-1)包括活塞缸(3-3)和活塞桿(3-4)，所述活塞桿(3-4)前端設(shè)置有夾緊觸點(diǎn)(3-6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述壓力傳感器(3-5)設(shè)置于活塞桿(3-4)與夾緊觸點(diǎn)(3-6)之間，所述振動位移傳感器(3-12)安裝在活塞缸(3-3)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的弱剛性工件柔性夾具裝置，其特征在于:所述活塞缸(3-3)外壁固定設(shè)置有外槽(3-9)，外槽(3-9)內(nèi)嵌置有內(nèi)槽(3-11)，所述振動位移傳感器(3-12)位于內(nèi)槽(3-11)內(nèi)，所述外槽(3-9)與內(nèi)槽(3-11)可相對滑動并通過定位螺栓(3-10)相對固定。
【文檔編號】B23Q1/26GK103481094SQ201310438137
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】萬小金, 欒開廣 申請人:武漢理工大學(xué)