[发明专利]由伺服控制的柔性定位夹具

说明书

技术领域

本发明是一种机械工程技术领域的夹具，具体是一种适用于现代各种类型轿车车身零件或总成的由伺服控制的柔性定位夹具。

背景技术

随着汽车产品的多样化、混线生产、快速投产和质量要求的不断提高，车身制造装配过程越来越要求柔性化、高效率和高精度。在汽车车身焊接装配生产线上，开发适应多种车型的柔性装配夹具从而实现各种相似车型的混线生产，能够为汽车公司节约生产场地和减少投资，是当前汽车公司的迫切要求。目前在柔性夹具研究方面，组合式夹具已经是成熟技术，并在机床、汽车等行业得到了广泛应用。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利号200520009120.4提出了一种焊接用组合夹具。该组合夹具由底座和夹持块组成，底座上设有多组夹持定位孔，夹持块的端头设有与夹持定位孔对应的凸起或连接孔，夹持块通过其上的凸起或连接孔与底座固定，在底座中部为便于焊接的通心空腔。相比传统的焊接夹具，该设计可以根据不同的夹持块组合在一套底座上实现不同产品的焊接。组合夹具在汽车车身零件测量中也得到了广泛的应用，主要是根据不同检测零件定位基准的不同，应用组合夹具为三坐标测量时提供测量支架。组合夹具通常是根据夹具系统各部分功能的不同划分为各个功能模块，每一种功能模块实现系列化，通过多种功能模块的组合实现不同零件的定位夹紧。但是组合夹具每组合一次比较耗时，通过手工操作来完成，适合汽车车身离线检测测量支架使用，但是无法满足焊装生产线上多种车型混线生产的要求。

多种车型的混线生产是目前汽车发展的趋势，在混线生产的生产线上要求夹具系统能够在产品转换时根据产品的定位要求实现快速调整，而目前的柔性夹具设计无法实现这一需求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种由伺服控制的柔性定位夹具，使其实现多自由度调整，并符合多种相似车型混线生产柔性夹具的特点要求，能根据不同产品定位位置的变化，快速准确自动调整定位销的三维空间位置和姿态，实现不同定位方式的空间定位。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明夹具装置从下部到上部依次为第一水平方向移动伺服控制机构、第一转动方向伺服控制机构、垂直方向移动伺服控制机构、第二水平方向移动伺服控制机构、第二转动方向伺服控制机构、第三转动方向伺服控制机构和定位销机构。其中：第一水平方向移动伺服控制机构安装在工作台上，与第一转动方向伺服控制机构连接，带动第一转动方向伺服控制机构及其上面的垂直方向移动伺服控制机构、第二水平方向移动伺服控制机构、第二转动方向伺服控制机构、第三转动方向伺服控制机构和定位销机构沿第一水平方向移动；第一转动方向伺服控制机构与垂直方向移动伺服控制机构固连，带动垂直方向移动伺服控制机构及其上面的第二水平方向移动伺服控制机构、第二转动方向伺服控制机构、第三转动方向伺服控制机构和定位销机构沿第一转动方向转动；垂直方向移动伺服控制机构与第二水平方向移动伺服控制机构固连，带动第二水平方向移动伺服控制机构及其上面的第二转动方向伺服控制机构、第三转动方向伺服控制机构和定位销机构沿垂直方向移动；第二水平方向移动伺服控制机构与第二转动方向伺服控制机构连接，带动第二转动方向伺服控制机构及其上面的第三转动方向伺服控制机构和定位销机构沿第二水平方向移动；第三转动方向伺服控制机构固定安装在第二转动方向伺服控制机构上，第二转动方向伺服控制机构带动第二转动方向和第三转动方向伺服控制机构一起沿第二转动方向转动；定位销机构固定安装在第三转动方向伺服控制机构上，由第三转动方向伺服控制机构控制第三转动方向的转动。

本发明中，所述第一水平方向与整车车身坐标系一水平坐标轴方向相同，X轴或Y轴，代表了定位销机构最大调整方向，第二水平方向与第一水平方向垂直的整车车身坐标系的另一水平方向一致，第一转动方向表示绕整车车身坐标系垂直轴转动的方向，通过第一水平方向移动伺服控制机构、第二水平方向移动伺服控制机构与第一转动方向伺服控制机构的组合控制，决定了定位销机构在水平面内的位置；垂直方向移动伺服控制机构实现定位销机构在整车车身坐标系垂直轴方向的移动，与第一水平方向移动伺服控制机构、第二水平方向移动伺服控制机构和第一转动方向伺服控制机构的组合，实现了定位销机构在三维空间的位置定位；第二转动方向也是绕整车车身坐标系垂直轴转动，第三转动方向表示绕整车车身坐标系一水平轴的转动，通过第二转动方向伺服控制机构和第三转动方向伺服控制机构实现定位销机构在空间的姿态；定位销机构是整个夹具的执行机构，对工件装配起定位作用，它的位置精度是由各移动方向和转动方向的伺服控制机构实现。