[发明专利]逐点正确定位夹具的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位夹具的方法，尤其涉及一种逐点正确定位夹具的方 法。

背景技术

为了确保机加工、检验、装配、焊接等制造工艺过程能够执行成功，工 件必须具有一个相对于刀具的正确位置和方向。而正确的工件位置和方向，是 通过合理设计夹具的定位方案实现的。因此，无论是传统制造领域还是现代柔 性系统中，定位方案是夹具设计中一个最为重要的关键问题。

ASADA等人利用泰勒展开法，首次建立了定位方案的运动学模型，并将运 动学模型的满秩雅可比矩阵作为唯一定位的判断依据。CHOU等人则利用螺旋理 论，建立了棱柱形工件的装夹平衡方程，并推断认为工件唯一定位的充分条件 是装夹平衡方程的装夹螺旋矩阵必须满秩。然而，这些研究工作仅针对合理定 位方案的一种特殊形式(即唯一定位)进行了详细讨论和描述。

KANG在ASADA等人工作的基础上，根据夹具定位点数目及其所约束的自由 度数目之间的关系，将定位点布局分为完全定位、欠定位、过定位三种类型。 如果定位点数目等于其自身所约束的自由度数目，且均等于6，则为完全定位； 如果定位点数目多于其自身所约束的自由度数目则为欠定位；而定位点数目少 于其自身所约束的自由度数目则被认为是过定位。而SONG等人则根据定位点 数目与雅可比矩阵的秩之间的关系，对定位完全性进行了详细分析。如果雅可 比矩阵的秩等于6，且定位点数目也等于6，那么工件被完全定位；如果雅可 比矩阵的秩等于6，且定位点数目大于6，那么工件处于过定位状态；如果雅 可比矩阵的秩小于6，那么工件处于欠定位状态。事实上，这些分类方法并不 完善。定位方案的合理性不仅与雅可比矩阵的秩有关，而且更为重要的是与理 论约束自由度和实际约束的自由度之间的关系有关。

吴祖光等人利用连杆机构原理，针对由直线和圆弧组成定位基准的工件， 提出了“3-2-1”特定定位方案中侧面定位基准上3个定位点的自动确定算法。 然而，该方法是在工件定位合理的假设条件下提出的，而且仅适合于具有形状 规则定位基准表面的工件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种逐点正确定位夹具的方法，该方法通用、有效， 不但能够保证工件具有正确的位置和方向，而且适用于具有任意形状的复杂工 件。

本发明是这样来实现的，定位夹具分两种不同的方法，一种方法为不参照 任何夹具案例的设计结果，由设计人员或系统根据加工要求自主完成定位方案 的设计过程，其特征是方法步骤为：

(1)根据加工要求确定理论约束自由度；(2)选择第一个定位基准，定 位基准和工序基准应重合，在所选择的定位基准上布局第一个定位点；(3)判 断当前定位方案的正确性，若属于全定位，则定位方案正确，设计过程结束； (4)若步骤3判断定位方案属于欠定位，则定位点数目不够，应在相同定位 基准上布局下一个定位点，并转入步骤3；(5)若步骤3判断定位方案属于欠 过定位，则定位点数目不够且布局也不合理，则需选择下一个定位基准，并在 该定位基准上布局下一个定位点，之后转入步骤3。

另一种方法为先针对设计人员根据经验、知识拟定的定位方案，分析其定 位正确性，然后根据加工要求对相似夹具进行必要的编辑与修改，直至能够满 足加工要求的设计过程，方法步骤为：