基于多點支撐的無線式真空柔性夾具的制作方法

本實用新型涉及零件裝夾技術領域，尤其涉及一種基于多點支撐的無線式真空柔性夾具。

背景技術：

典型的飛機或汽車構件由于減重需要，通常會被設計成多處薄壁筋肋結構，由加強筋、肋板、腹板構成形狀各異的多個型腔，有些小型腔的腹板部分厚度最薄處可小于1毫米。對于結構復雜、形狀和尺寸多變的腹板，通常不能作為定位基準，也不宜采用適合大平面加工的傳統真空夾具，因此需要采用專用的真空夾具，實際生產中由于需要的專用夾具品種多、數目多，無法保證夾具的通用性，導致夾具工裝成本高。

目前用于薄壁曲面零件柔性定位工裝以西班牙M. Torres公司推出的TORRESTOOL柔性夾具系統最具代表性，TORRESTOOL柔性夾具系統是基于曲面多點成形技術，采用模塊化陣列式結構，然而該柔性夾具的支撐定位桿調整機構數量很多，且每一定位單元均需配備控制電機和真空管道，從而導致電線和進排氣管數量多，造成該夾具線路復雜、造價昂貴，控制系統須同時控制幾十到幾百臺伺服電機運動，控制難度大，夾具總體尺寸大，不適用于具有小型腔的薄壁件加工。

技術實現要素：

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種基于多點支撐的無線式真空柔性夾具，以解決上述背景技術中的缺點。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

基于多點支撐的無線式真空柔性夾具，包括基座、多個用于夾持工件的支撐定位單元和用于無線遙控支撐定位單元的無線遙控器，其中，支撐定位單元安裝在基座上，且呈M×N階矩陣布置；支撐定位單元中，聯接座與基座連接，活塞缸與聯接座連接，伸縮柱安裝在活塞缸外側，伸縮柱沿活塞缸軸向移動或旋轉；在伸縮柱外圓上開有用于安裝隔圈的限位槽，隔圈安裝在限位槽上，伸縮柱下端開有用于安裝限位銷的銷孔，限位銷與隔圈配合使用以限制伸縮柱的軸向移動范圍；伸縮柱上端安裝有承載盤，承載盤內安裝有壓盤與吸盤，壓盤將吸盤固定在承載盤型腔內，承載盤上設置有用于支撐工件的凸臺，帶有通孔的通氣螺套安裝在伸縮柱頂端用于固定承載盤，伸縮柱型腔內安裝有彈簧，彈簧下端頂在活塞缸表面，用于對支撐定位單元進行彈性支撐，未放工件時，靠彈簧的作用，伸縮柱處于伸縮的上極限位置；放上工件后，由于彈簧被壓縮，伸縮柱隨工件的位置可在一定范圍內自動調整；鎖緊環安裝在伸縮柱外部，鎖緊套安裝在活塞缸上，活塞缸開有真空通道和油孔，彈簧片安裝在鎖緊套上，活塞安裝在活塞缸的型腔內；上蓋上安裝有用于與無線遙控器連接的無線控制模塊，通氣環安裝在聯接座側面，同時在帶有通孔的通氣螺套、活塞缸、伸縮柱、聯接座及通氣環上分別開有互相連通的氣道，帶有通孔的通氣螺套氣道與吸盤的氣道連通，通氣環的氣道與真空泵的真空管連通，每個真空管對應一個真空泵，真空泵與無線控制模塊連接，無線控制模塊與無線遙控器連接，通過無線遙控器控制其開啟和關閉；活塞、活塞缸與聯接座構成密封腔。

在本實用新型中，聯接座上開有用于安裝活塞缸的導向孔。

在本實用新型中，伸縮柱內徑與活塞缸外徑尺寸相同。

在本實用新型中，承載盤上設置的凸臺為環形凸臺。

在本實用新型中，吸盤內設置有無線壓力傳感器，通過無線壓力傳感器采集吸盤內部真空壓力，并通過無線方式控制真空泵的啟停，以實現夾具各支撐定位單元的吸緊、松開動作。

在本實用新型中，鎖緊套內徑與活塞缸外徑相同，鎖緊套外徑與上蓋內徑尺寸相同。

在本實用新型中，鎖緊環下端安裝有隔圈。

在本實用新型中，鎖緊環上開有縱向凹槽，以夾緊和松開伸縮柱。

在本實用新型中，聯接座內設置有用于對活塞進行導向的活塞導向孔。

在本實用新型中，密封腔上設置有節流閥。

在本實用新型中，真空泵提供的真空通道具有兩條支路，一支連通吸盤以吸附工件，另一支經節流閥進入活塞、活塞缸與聯接座共同構成的密封腔；當通過無線遙控器開啟真空泵后，真空泵首先對吸盤抽真空形成負壓，當壓力達到一定閾值后，節流閥打開，對密封腔抽真空，活塞上升，擠壓液壓油，經液壓比例放大后，推動鎖緊套上移，擠壓鎖緊環，鎖緊環徑向收縮從而對伸縮柱形成強大的抱緊力，以固定伸縮柱；當吸盤腔內的壓力與密封腔的壓力相同后，負壓繼續增大直至真空泵的最大負壓，從而對工件產生較大的夾持力，同時又提供可靠的支撐，待加工完成后，通過無線遙控器無線遙控真空泵撤去負壓，通過彈簧片的作用推動鎖緊套下移，鎖緊環恢復至釋然狀態，從而放松伸縮柱。

有益效果：本實用新型中支撐定位單元采用內置式獨立結構，各支撐定位單元具有獨立的自動定位和真空吸附功能；且支撐定位單元的壓力數據采集與控制均采用無線方式，不需要任何外接電線，也不需要外接真空泵和進排氣管路，有效解決目前柔性夾具難以小型化、安裝調整時間長、外接電線及管路繁雜等問題；同時可根據薄壁件的結構任意配置支撐定位單元的數量，每個支撐定位單元可單獨調整高度，通過多點定位高度的柔性可調自動適應構件曲面形狀，從而實現零件的柔性定位；承載盤與薄壁件采用面接觸，既能保證較大的吸附力，又能提供均勻的支撐，工件局部變形小，支撐定位單元中的承載盤與吸盤尺寸可大可小，形狀可根據零件型腔結構設計成圓型、多邊形、橢圓型等，以避開零件型腔中不適合吸附的部位，實現對復雜薄壁件加工的支撐定位。

附圖說明

圖1為本實用新型的較佳實施例的結構示意圖。

圖2為本實用新型的較佳實施例中的支撐定位單元吸附狀態示意圖。

圖3為本實用新型的較佳實施例中的支撐定位單元鎖緊狀態示意圖。

圖4為本實用新型的較佳實施例中的彈簧片結構示意圖。

圖5為本實用新型的較佳實施例中的鎖緊環結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白清晰，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

參見圖1～5的基于多點支撐的無線式真空柔性夾具，包括基座1、支撐定位單元2、無線遙控器3及真空泵21，支撐定位單元2包括聯接座4、通氣環5、活塞缸6、伸縮柱7、隔圈8、彈簧9、承載盤10、吸盤11、壓盤12、通氣螺套13、節流閥14、活塞15、鎖緊環16、鎖緊套17、彈簧片18、上蓋19及無線控制模塊20；基座1上設置有九個支撐定位單元2，九個支撐定位單元2按3行×3列分布，支撐定位單元2可擴展或者減少；支撐定位單元2通過聯接座4下端的螺釘與基座1連接，支撐定位單元2的聯接座4開有導向孔用于安裝活塞缸6；活塞缸6安裝在聯接座4上方，伸縮柱7安裝在活塞缸6外側，伸縮柱7內徑與活塞缸6外徑尺寸相同，伸縮柱7沿活塞缸6軸向移動或旋轉，通氣環安裝在聯接座4側面；伸縮柱7外圓上開有四個限位槽，隔圈8安裝在限位槽上，伸縮柱7下端開有銷孔，用于安裝限位銷，限位銷與隔圈8配合使用以限制伸縮柱7的軸向移動范圍；伸縮柱7上端安裝有承載盤10，壓盤12將吸盤11固定在承載盤10型腔內，承載盤10內設有凸臺，用于支撐工件，帶有通孔的通氣螺套13將承載盤10固定在伸縮柱7上，使用定位銷固定承載盤10和伸縮柱7；彈簧9安裝在伸縮柱7型腔內，下端頂住活塞缸6表面，對支撐定位單元2進行彈性支撐，未放工件時，靠彈簧9的作用，伸縮柱7處于伸縮的上極限位置；放上工件后，由于彈簧9被壓縮，伸縮柱7隨工件的位置可在一定范圍內自動調整。

鎖緊套17安裝在活塞缸6上，鎖緊套17內徑與活塞缸6外徑相同，鎖緊套17外徑與上蓋19內徑尺寸一致，活塞缸6開有真空通道和油孔，真空泵21提供的真空通道具有兩條支路，一支連通吸盤11吸附工件，另一支經節流閥14進入活塞15、活塞缸6和聯接座4共同構成的密封腔；鎖緊環16套在伸縮柱7外圓上，同時與鎖緊套17、上蓋19接觸，彈簧片18上端與上蓋19接觸，下端與鎖緊套17接觸；當通過無線遙控器3開啟真空泵21后，真空泵21首先對吸盤11抽真空形成負壓，當壓力達到一定閾值后，單向的節流閥14打開，對密封腔抽真空，活塞15上升，擠壓液壓油，經液壓比例放大后，推動鎖緊套17上移，擠壓鎖緊環16，鎖緊環16徑向收縮從而對伸縮柱7形成強大的抱緊力，以固定伸縮柱7；當吸盤11腔內的壓力與密封腔的壓力相同后，負壓繼續增大直至真空泵21的最大負壓，從而對工件產生較大的夾持力，同時又提供了可靠的支撐，加工完成后，通過無線遙控器3無線遙控真空泵21撤去負壓，通過彈簧片18的作用推動鎖緊套17下移，彈簧片18采用一種內部鏤空的片簧式結構，彈簧片的對中性好、具有抗偏載能力；鎖緊環16恢復至釋然狀態，從而放松伸縮柱7；上蓋19上安裝有用于與無線遙控器3連接的無線控制模塊20，無線遙控器3上可顯示支撐定位單元2編號、單元壓力和電池電量，可分別控制真空泵21的啟停，實現對支撐定位單元2的工作狀態和關閉狀態切換。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。