机械臂机器人

本发明涉及一种支撑夹紧装置，尤其是一种薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置，属于工业机器人应用领域。

背景技术:

随着航空航天等军事工业的快速发展，对产品的动态特性、重量和可靠性的要求越来越高，大量采用薄壁和自由曲面进行设计。薄壁轻量化零件由于尺寸大、形状不规则、刚度低，在数字化制造过程中很难装夹、变形和控制精度。

航空航天领域的制造具有小批量、多种类的特点，传统的自动化制造方式无法满足相应的需求，所以目前大多数厂家都采用手工制造。然而，随着对产品质量和一致性需求的增加，国内劳动力成本的增加，以及熟练工人培训的难度，该类型部件的自动化制造需求越来越明显。与专用机床相比，基于工业机器人的数字化制造因其低成本和高柔性，在这类加工任务中具有明显的优势。然而，由于产品的多样性，能够适应多种零件的柔性工装已经成为机器人加工中迫切需要解决的问题。

综上所述，现有的薄壁轻量化零件由于尺寸大、形状不规则、刚度低，在数字化制造过程中很难夹紧变形，精度也很难控制。

技术实现要素:

本发明的目的是解决现有薄壁轻量化零件尺寸大、形状不规则、刚性低，在数字化制造过程中夹紧困难、易变形、精度难以控制的问题，进一步提供一种薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

本发明涉及一种薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置，包括支撑架5、多个第一支撑组件1、多个第二支撑组件2、多个第三支撑组件3和多个吸盘组件4， 第二支撑件2和第三支撑件3呈矩阵状排列在支撑架5的上端面，第一支撑件1位于支撑架5的左右两侧，第三支撑件3位于支撑架5的中间。 第二支撑组件2位于第一支撑组件1和第三支撑组件3之间，第一支撑组件1和第三支撑组件3布置在相同的结构中。第一支撑组件1包括尼龙柱101、传感器102、安装座103、第一电动缸104、放大器105和第一电机106， 传感器102通过放大器105与操作平台电连接。尼龙柱101的下端与传感器102连接，传感器102安装在安装基座103的上端面上，安装基座103与第一电动缸104连接，第一电动缸104与第一电机106连接。第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的尼龙柱101的支撑高度不同，第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的尼龙柱由控制台控制。

吸盘组件4位于第三支撑组件3的两侧，并相对于第三支撑组件3对称布置；

吸盘组件4包括吸盘安装板402、第二电动缸405、第二电机406、支柱407、拉簧408、球面轴承409、球面轴承安装板410、多个真空逻辑阀403、多个快换连接器404、多个螺旋形气管411和多个小吸盘401。多个小吸盘401安装在吸盘安装板402上，球面轴承409安装在球面轴承安装板410上，真空逻辑阀403、快换接头404、螺旋气管411和小吸盘401的数量一致；吸盘安装板402的下端面的中部与球面轴承409接触；支柱407安装在吸盘安装板402的下端面上， 拉簧408的一端与支柱407连接。拉簧408的另一端与球面轴承安装板410连接，每个小吸盘401与真空逻辑阀403连接，每个真空逻辑阀403通过快换接头404与相应的螺旋气管411的一端连接，螺旋气管411的另一端与抽真空设备连接。

在一个实施例中，第一支撑组件1的数量为六个，一个在左侧，一个在右侧，每列第一支撑组件1的数量为三个。

在一个实施例中，第二支撑组件2的数量为六个，在第一支撑组件1和第三支撑组件3之间设置一排第二支撑组件2，每排第二支撑组件2的数量为三个。

在一个实施例中，第三支撑组件3的数量为三个，且第三支撑组件3成一排。

在一个实施例中，吸盘组件4的数量为四个，并且吸盘组件4以矩阵形式布置在支撑框架5的中间。

在一个实施例中，真空逻辑阀403、快换连接器404、螺旋形气体管道411和小吸盘401的数量都是三个。

在一个实施例中，三个小吸盘401沿圆周方向均匀分布。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:

本发明涉及一种薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置，采用矩阵式电动缸升降结构作为支撑装置，矩阵式电动缸升降结构驱动真空吸盘作为夹紧装置；

薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置固定在转盘上，通过转盘的转动带动固定在装置上的不同曲率的零件转动，使机器人能够全方位加工薄壁曲面零件；

本发明的薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置便于夹紧薄壁曲面零件，且夹紧不易变形，从而有效控制薄壁曲面零件的加工精度。

图1是本发明用于薄壁弯曲零件的自动柔性定位支撑夹紧装置的正视图；

图2是本发明的薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置的俯视图；

图3是本发明第一实施例中的第一支撑组件1的前视图；

图4是本发明第一实施例中的第一支撑组件1的左侧视图；

图5是本发明第一实施例中吸盘组件4的前视图；

图6是本发明第一实施例中吸盘组件4的左侧视图；

图7是本发明第一实施例中吸盘组件4的俯视图；

图8是本发明的薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置的安装状态图。

详细描述

具体实施方式1、如图1至图8所示，本实施例的薄壁曲面零件自动柔性定位支撑夹紧装置包括支撑架5、多个第一支撑组件1、多个第二支撑组件2、多个第三支撑组件3和多个吸盘组件4，其中，第一支撑组件1、 2和3以矩阵形式布置在支撑框架5的上端面上，并且第一支撑组件1位于支撑框架5的左侧和右侧。 第三支撑件3位于支撑架5的中部，第二支撑件2位于第一支撑件1和第三支撑件3之间。第一支撑部件1包括尼龙柱101、传感器102、安装座103、第一电动缸104， 放大器105和第一电机106。传感器102通过放大器105与手术台电连接，尼龙柱101的下端与传感器102连接，传感器102安装在安装底座103的上端面，安装底座103与第一电动缸104连接，第一电动缸104与第一电机106连接。第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的尼龙柱101的支撑高度不同，第一支撑组件1通过操作台控制。

吸盘组件4位于第三支撑组件3的两侧，并相对于第三支撑组件3对称布置；

吸盘组件4包括吸盘安装板402、第二电动缸405、第二电机406、支柱407、拉簧408、球面轴承409、球面轴承安装板410、多个真空逻辑阀403、多个快换连接器404、多个螺旋形气管411和多个小吸盘401。多个小吸盘401安装在吸盘安装板402上，球面轴承409安装在球面轴承安装板410上，真空逻辑阀403、快换接头404、螺旋气管411和小吸盘401的数量一致；吸盘安装板402的下端面的中部与球面轴承409接触；支柱407安装在吸盘安装板402的下端面上， 拉簧408的一端与支柱407连接。拉簧408的另一端与球面轴承安装板410连接，每个小吸盘401与真空逻辑阀403连接，每个真空逻辑阀403通过快换接头404与相应的螺旋气管411的一端连接，螺旋气管411的另一端与抽真空设备连接。

使用时，支撑夹紧装置固定在机床转盘6的上端面。

实施例2:如图1和图2所示，本实施例中第一支撑组件1的数量为六个，左右各一个，每排第一支撑组件1的数量为三个。利用这种设计，可以通过控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的不同支撑高度来适应具有不同曲率的薄壁弯曲部件。其他组件和连接关系与实施例1中的相同。

实施例3:如图1和图2所示，本实施例中的第二支撑组件2的数量为六个，在第一支撑组件1和第三支撑组件3之间设置一排第二支撑组件2，每排第二支撑组件2的数量为三个。利用这种设计，可以通过控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的不同支撑高度来适应具有不同曲率的薄壁弯曲部件。其他组件和连接关系与实施例1或2中的相同。

实施例4:如图1和图2所示，本实施例中的第三支撑组件3的数量为三个，第三支撑组件3为一排。利用这种设计，可以通过控制第一支撑组件1、第二支撑组件2和第三支撑组件3的不同支撑高度来适应具有不同曲率的薄壁弯曲部件。其他组件和连接关系与实施例3中的相同。

实施例5:如图1和2所示，本实施例中吸盘组件4的数量为四个，吸盘组件4以矩阵形式排列在支撑架5的中间。利用这种设计，吸盘组件4可以夹持具有不同曲率的薄壁弯曲零件。其他组件和连接关系与实施例1、2或4中的相同。

实施例6:如图5和图6所示，本实施例中的真空逻辑阀403、快换接头404、螺旋气管411和小吸盘401的数量为三个。通过这种设计，小吸盘401可以被抽真空设备抽真空，从而控制吸盘组件4对薄壁曲面零件的夹持和释放。其他组件和连接关系与实施例5中的相同。

实施例7:如图2和图7所示，本实施例中的三个小吸盘401沿圆周方向均匀分布。通过这种设计，所有吸盘都可以尽可能地吸附所有类型的薄壁曲面，并且可以提高吸盘的吸附力。其他组件和连接关系与实施例1、2、4或6中的相同。

以上仅是本发明的优选实施例，需要指出的是，对于本领域普通技术人员来说，在不背离本发明原理的前提下，可以进行多种改进和等同替换，本发明权利要求改进和等同替换后的这些技术方案都属于本发明的保护范围。

工作流程:

本发明的装置可以适应不同曲率的零件。通过程序控制，调整每个支架的高度，包括支架组件1、支架组件2和支架组件3，以支撑不同曲率的零件。通过该程序，调节每个吸盘的高度，吸盘组件4为两排两列，以夹持不同曲率的零件。

传感器102连接在尼龙柱101和安装基座103之间，安装基座103安装在与电动缸104和电机106连接的组件上。随着电动缸104的上下运动，传感器102支撑具有不同曲面的零件，并通过放大器105将支撑力的数据传输到手术台，并根据这些数据调整不同支撑件的顶出高度。

三个吸盘401安装在一个吸盘安装板402上；球面轴承409通过球面轴承安装板410安装在与电动缸405和马达406连接的组件上。吸盘安装板402连接在球面轴承409的上部，吸盘401可随球面轴承409在30度的空间范围内转动；拉伸弹簧407和408安装在吸盘安装板402和球面轴承安装板410上，以调节吸盘安装板402的方向，从而调节吸盘的初始方向。真空逻辑阀403、快换接头404和螺旋气管411连接在一起，安装在吸盘安装板402上，吸盘对零件的夹紧和释放由真空装置控制。