一种自适应薄板大小的专用工作台的制作方法

本实用新型涉及夹具技术领域，特别是涉及一种自适应薄板大小的专用工作台。

背景技术：

薄板类零件是常见的工程产品，在汽车、航空航天、家用电器以及金属夹具方面有相当普遍的应用。加工薄板类零件时，切削力及薄板的弹性退让极易加剧切削面的振动，使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度难以保证，这时，应考虑合适的工件定位、装夹方式。因此设计薄板类零件夹具具有重要工程意义。

由于现有薄板夹具多通过整体平移工作台进行零件位置的改变，不能实现夹头位置的改变，因此在夹持不同尺寸大小的薄板时不能自动调整夹头位置，导致夹持无法自适应工件尺寸大小变化的要求，夹持零件尺寸范围有限。

技术实现要素：

为了解决夹具夹持零件位置不可自动调节的问题，针对长宽比小于10的薄板，本实用新型提供了一种自适应薄板大小的专用工作台。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自适应薄板大小的专用工作台，包括底部支撑部分、复合运动机构部分、定位支撑部分和夹紧部分。在底部支撑部分上安装复合运动机构，复合运动机构运动带动夹紧部分自由移动，定位支撑部分和夹紧部分实现对待加工件的夹持定位及支撑。

本工作台结构简单，操作简便，制作成本低，可适用于不同尺寸薄板的自适应夹持。

优选的，底部支撑部分包括桁架、桁架连接件和变位机，桁架通过桁架连接件固定在变位机上方，桁架是由四根竖直桁架梁及若干根水平桁架梁搭建而成，并通过若干个桁架连接件链接固定在一起，桁架主体分两层即桁架第一层及桁架第二层。

用型材搭建矩形框架作为机架，支撑复合运动机构部分、定位部分和夹紧部分。

底部支撑部分固定在变位机上，变位机可以进行360度周向旋转，便于对待加工件四周进行加工，且底部支撑部分由桁架构成，桁架结构便于拆卸和安装，支持工作台放置在任何平面上。

优选的，复合运动机构部分包括x方向的运动机构和y方向的运动机构，其y方向的运动机构是将第二电机的输出轴用联轴器与第二直线模组的皮带轮齿轮连接，第二直线模组的皮带轮另一端齿轮与驱动轴连接，驱动轴的末端与第四直线模组的皮带轮齿轮连接，第二电机同时驱动第二直线模组和第四直线模组带动滑块进行y方向的运动；

复合运动机构部分x方向的运动机构中，将第一电机的输出轴用联轴器与第一直线模组的皮带轮齿轮连接，第一直线模组的皮带轮齿轮与复合轴连接，复合轴的末端与第三直线模组的皮带轮齿轮连接，第一电机同时驱动第一直线模组和第三直线模组进行x方向的运动；第一直线模组的两端固定在y方向运动机构的两个滑块上，可以进行y方向的自由移动；复合轴由轴及联轴器构成，通过花键传递转矩，并通过轴的花键在轴的键槽中移动实现该轴在y方向的伸缩。

复合运动机构部分中，第二电机带动第二直线模组和第四直线模组的皮带轮齿轮，使第二直线模组和第四直线模组在y方向上具有相同的运动；第一电机带动第一直线模组和第三直线模组的皮带轮齿轮，使第一直线模组和第三直线模组在x方向上具有相同的运动；第一直线模组和第三直线模组的皮带轮齿轮是通过一根复合轴和联轴器连接，复合轴可以在y方向伸缩并传递扭矩，第一直线模组的两端固定在第二直线模组和第四直线模组的两个滑块上，第一直线模组可以进行y方向的自由移动。

该复合运动机构部分仅使用了两个驱动电机，避免了电机控制不同步的问题，x方向的运动机构搭载在y方向的运动机构上，并通过可在y方向伸缩的复合轴传递扭矩，实现x方向的运动机构在y方向的自由移动。

优选的，定位支撑部分包括限位挡板和支撑柱，所述限位挡板的数量为三个，分别为第一挡板、第二挡板和第三挡板，三个限位挡板分别分布在桁架上方的三侧，第二挡板和第三挡板固定在桁架上，第一挡板固定在第一直线模组上，第一挡板会跟随x方向的运动机构运动进行自适应的定位，若干支撑柱根据薄板尺寸固定在桁架第二层，支撑柱起到z方向支撑及定位作用，限位挡板和支撑柱共同组成定位支撑机构。

三个限位挡板共同限制待加工件在x、y方向的位置，在z方向进行攻丝钻孔时，支撑柱对待加工件起到支撑作用。

限位挡板保证待加工件的两边总固定在确定位置，便于机器人加工定位，支撑柱能最大程度的减少薄板在加工过程中产生的形变。

优选的，夹紧部分中，三个活动夹头固定在复合运动机构的滑块上，第一活动夹头固定在第一直线模组的滑块上，可相对于固定夹头进行x和y方向的自由移动；第二活动夹头固定在第二直线模组的滑块上，可进行y方向的自由移动；第三活动夹头固定在第三直线模组的皮带轮滑块上，可进行x方向的自由移动；一个固定夹头，由第一垫块与螺栓固定在支座上，只配合其余三个活动夹头对薄板进行夹紧。

其中，活动夹头和固定夹头皆通过电磁换向阀控制其手指张合，完成对需加工薄板的夹持动作。

待加工薄板放置在工作台上时由于限位挡板的作用，总是有两条邻边位置固定，另两条边由于薄板尺寸差异，位置产生变化。本工作台将两条固定边使用固定夹头和第三活动夹头进行夹持，另两条边使用第二活动夹头和能相对固定夹头进行x和y方向自由移动的第一活动夹头进行夹持。

第一活动夹头相对于固定夹头可以进行x、y方向的自由移动，配合第二活动夹头和第三活动夹头的运动，能适应不同尺寸、不同厚度薄板的夹持，夹紧部分使用气动夹头，便于调整夹持力大小。

有益效果在于：

1、本实用新型结构简单，操作简便，制作成本低，可适用于不同尺寸薄板的自适应夹持。

2、本实用新型底部支撑部分固定在变位机上，变位机可以进行360度周向旋转，且底部支撑部分由桁架构成，桁架结构便于拆卸和安装，支持工作台放置在任何平面上。

3、本实用新型复合运动机构部分仅使用两个电机驱动带轮结构，两个电机控制简单易同步且互不干涉，x方向的运动机构搭载在y方向的运动机构上，并通过可在y方向伸缩的复合轴传递扭矩，实现x方向的运动机构整体在y方向的自由移动。

4、定位装置结构简单，且自适应不同尺寸的待加工薄板精确定位，支撑柱的支撑作用能最大程度的减少薄板在加工过程中产生的形变，提高薄板的加工精度。

5、第一活动夹头相对于固定夹头可以进行x、y方向的自由移动，配合第二活动夹头和第三活动夹头的运动，能适应不同尺寸、不同厚度薄板的夹持，夹紧部分使用气动夹头，便于调整夹持力大小。

附图说明

图1为工作台总体结构示意图；

图2为挡板和支撑柱位置分布示意图；

图3为夹头及滑块结构示意图；

图4为实现y方向移动轴爆炸图。

附图标记：

1、第一活动夹头；2、第一直线模组；3、第一挡板；4、第二活动夹头；5、桁架；6、第二直线模组；7、第二挡板；8、固定夹头；9、第一垫块；10、桁架连接件；11、变位机；12、水平桁架梁；13、竖直桁架梁；14、桁架第二层；15、桁架第一层；16、第三挡板；17、支撑柱；18、第三直线模组；19、滑块；20、第三活动夹头；21、第二垫块；22、第一电机；23、第四直线模组；24、第一轴；25、第二轴；26、联轴器；27、第二电机；1-1、键槽；1-2、夹具手指；1-3、气动手指；1-4、气缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，为本实用新型一种自适应薄板大小工作台总体结构示意图，由底部支撑部分、复合运动机构部分、定位支撑部分和夹紧部分组成。

底部支撑部分包括桁架5、桁架连接件10和变位机11，桁架5通过桁架连接件10固定在变位机11上方。

复合运动机构部分是由四个安装在支座上方的直线模组构成。其中，第一直线模组2和第三直线模组18通过联轴器与复合轴连接，共用第一电机22作为驱动，构成x方向的运动机构。其中，第二直线模组6和第四直线模组23通过联轴器与光轴连接，共用第二电机27作为驱动，构成y方向的运动机构。复合轴由轴24与轴25及联轴器26构成，通过花键传递转矩，并通过轴25的花键在轴24的键槽中移动实现该轴在y方向的伸缩。其中第二直线模组6、第三直线模组18、第四直线模组23通过螺栓固定在桁架5上，第一直线模组2的两端安装在第二直线模组6和第四直线模组23带动的两个滑块上，可在y方向运动机构的带动下进行y方向的运动。

定位支撑部分包括：支撑柱17、第一挡板3、第二挡板7、第三挡板16；三个挡板分别分布在桁架5的三侧，第二挡板7和第三挡板16固定在桁架上，第一挡板3固定在第一直线模组2上，第一挡板3会跟随x方向的运动机构运动进行自适应的定位，并由螺栓螺母固定在桁架5上，限位挡板和支撑柱共同组成定位支撑机构。

夹紧机构部分包括：第一活动夹头1，第二活动夹头4，固定夹头8和第三活动夹头20，第一活动夹头1固定在第一直线模组2的滑块上，第一活动夹头1相对于固定夹头8可以进行x、y方向的自由移动；第二活动夹头4固定在第二直线模组6的滑块上，可进行y方向的自由移动；第三活动夹头20固定在第三直线模组18的滑块上，可进行x方向的自由移动；一个固定夹头8，由第一垫块9与螺栓13固定在桁架5上，只配合第一活动夹头1、第二活动夹头4和第三活动夹头20对薄板进行夹紧。

本工作台结构简单，操作简便，制作成本低，可适用于不同尺寸薄板的自适应夹持。

实施例2：

如图2所示为一种自适应薄板大小工作台的挡板和支撑柱位置分布示意图，第一挡板3、第二挡板7、第三挡板16分别分布在桁架5的三侧，第二挡板7和第三挡板16固定在桁架上，第一挡板3固定在第一直线模组2上，第一挡板3跟随x方向的运动机构运动进行自适应的定位，三个挡板共同实现对待夹持薄板x及y方向的定位，若干支撑柱17安装在桁架第二层14的三根水平桁架梁12上，并且可以拆装，根据薄板的大小形状调整支撑柱的数量和分布，实现对待夹持薄板z方向的支撑和限位。

三个限位挡板共同限制待加工件在x、y方向的位置，在z方向进行攻丝钻孔时，支撑柱对待加工件起到支撑作用。

限位挡板保证待加工件的两边总固定在确定位置，便于机器人加工定位，支撑柱能最大程度的减少薄板在加工过程中产生的形变。

实施例3：

如图3所示为一种自适应薄板大小工作台的夹头及滑块结构示意图，其中夹具手指1-2通过螺栓螺母连接安装在气动手指1-3上，气动手指1-3在键槽1-1内上下滑动，气缸1-4通过螺栓固定在滑块19上。本发明提供的一种自适应薄板大小工作台包括四个图示的气动夹头，其中第一活动夹头1、第二活动夹头4、第三活动夹头20和固定夹头8皆通过电磁换向阀31控制其手指张合，完成对待加工薄板的夹持动作。

待加工薄板放置在工作台上时由于限位挡板的作用，总是有两条邻边位置固定，另两条边由于薄板尺寸差异，位置产生变化。本工作台将两条固定边使用固定夹头和第三活动夹头进行夹持，另两条边使用第二活动夹头和能相对固定夹头进行x和y方向自由移动的第一活动夹头进行夹持。

第一活动夹头相对于固定夹头可以进行x、y方向的自由移动，配合第二活动夹头和第三活动夹头的运动，能适应不同尺寸、不同厚度薄板的夹持，夹紧部分使用气动夹头，便于调整夹持力大小。

实施例4：

如图4所示为一种自适应薄板大小工作台的实现y方向移动轴结构爆炸图，复合轴由第一轴24、第二轴25及联轴器26构成，通过花键传递扭矩，并通过轴25的花键在轴24的键槽中移动实现该轴在y方向的伸缩。复合轴通过花键传递扭矩的同时，轴25的花键在轴24的键槽中移动以改变复合轴的整体长度，实现复合运动机构部分中x方向的运动机构在y方向上的整体自由移动。本结构简单可靠，能实现夹紧部分自适应不同尺寸、不同位置的待加工薄板的夹持。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。