[发明专利]一种夹持薄壁零件的夹具单元及操作方法

说明书

本发明公开一种夹持薄壁零件的夹具单元和操作方法，夹具单元安装在机床工作台、机器人机械臂上；动力源为0.5MPa压缩空气，其能够使二级文丘里喷嘴产生负压从而产生夹紧力；所述压力传感器安装在所述绕组基座上，通过检测绕组基座内部气压判断工件是否被正确装夹、释放，其电缆与控制电路相连；所述位移检测组件通过检测工件位移量来判断其是否被正确装夹、释放，其电缆与控制电路相连；本发明的优点：(1)采用模块化设计，适用于常规机械制造业和轻工业；(2)本发明实时监测工件位置与模块内部压力，确保对工件操作的全过程安全无误。(3)本发明夹持工件不损伤表面、工件变形小。

技术领域

本发明涉及工装夹具领域，尤其涉及到一种夹持薄壁零件、复杂曲面零件的夹具单元。

背景技术

随着我国航空事业的飞速发展和工业化水平的提高，制造业呈现出多极化的发展趋势：超微、超大、超精、异形；尤其在飞机制造业中，大部分为薄壁零件和异形零件。以飞机蒙皮为例，蒙皮的特点是结构尺寸大、产品种类多、形状复杂且生产批量小。在传统的飞机蒙皮加工工艺中，每种蒙皮的加工均需要设计制造一套专用夹具，其研制专用夹具所耗工时占蒙皮研制周期的60％～80％，很大程度上影响到了蒙皮加工的总效率。此外由于蒙皮规格繁多、形状复杂等特点，如果按照传统夹具的设计方法来设计蒙皮加工时所用的夹具，必将造成夹具的种类众多、适应性差、成本增加和管理难度大等问题。因此，研制开发可重构、可重用的数字化控制夹具，是提高飞机蒙皮制造效率和降低蒙皮制造成本的重要途径。

夹具的概念就是指与NC机床或加工中心配合使用的并且具有夹持不同工件能力的夹具。一般来说，当所夹持工件的形状和尺寸有一定变化后，夹具拥有应对变化的能力。与传统夹具相比，夹具具有明显的优越性：减少了设计制造专用夹具的时间和成本，节省了提供重复的专用夹具的开支，增强了规划和编程能力，特别适用于中小批量、设计变化大或有升级换代要求的产品。

在国外，通过计算机控制多轴系统协同运动的技术已经非常成熟，通过对计算机的编程能控制几十甚至上百根轴的配合运动，数字化装夹技术在大型航空企业中己经普及，飞机蒙皮己实现自动化装夹。B767、B777采用蒙皮自动装夹系统，提高效率14倍，费用降低90％，废品率降低50％。A320生产线配置有E4000、E5000蒙皮装夹系统和C-17机翼梁装夹的第四代自动化装夹系统，此系统占地面积小并且具有广泛的适用性。这套系统配有伺服驱动的检测探头和摄像系统，确定机床及产品的位置和检测孔的质量，可对每根梁进行自动钻孔、紧固件定位、安装。

由于夹具对实际工程中的巨大作用，本发明提出了一种夹具单元的新结构。

发明内容

本发明的目的是提出一种夹具单元的结构，以提高夹具系统的柔性；同时能够在工作过程中以双传感器协同的方式，实时监测夹具系统中每个夹具单元的工作状态，如发现有误，会立即报警并使设备暂停；不损伤夹具表面；适应频繁的装卸工作；节能、安装方便。

本发明是通过如下方案实现的：一种夹持薄壁零件的夹具单元，包括：消音器、控制电路、本体、绕组基座、吸盘组件、单向阀组件、二级文丘里喷嘴、电感式位移检测组件、压力传感器、本体端盖；二级文丘里喷嘴安装在本体内部，接触面以压紧O形圈的方式密封，消音器安装在本体一端，以自身螺纹固定；本体端盖安装在本体另一端，以自身螺纹固定；二级文丘里喷嘴伸出本体端盖并连接气源接头，本体上部以外壳封闭，外壳内安装绕组基座，以四根内六角螺钉固定在本体上，二者接触面以压紧O形圈方式密封；

所述电感式位移检测组件，包括差动线圈、绝缘垫圈、铁芯支撑弹簧、铁芯；铁芯外壁间隔绕铁芯支撑弹簧，且均安装在绕组基座的圆柱体内，差动线圈安装在绕组基座的圆柱体外，差动线圈上设有绝缘垫圈；

所述吸盘组件包括吸盘，吸盘槽，均以螺纹-胶封混合连接的形式安装在绕组基座的圆柱体顶端；

所述压力传感器安装在所述绕组基座一侧，以胶封固定；压力传感器靠近外壳内壁一侧与控制电路相连；