专利名称：组合式夹具系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及夹具系统，具体涉及一种包括多个组合部分的组合式夹具系统，这多个组合部分可以以多种所选择的配置模式进行安装。
背景技术：
在制造过程中，经常需要将组件、结构或结构的一部分保持在所选择的位置。通常，将组件保持在所选择的位置，这样可以对所保持的组件进行工作。同时，还经常需要将组件保持在所选择的位置较长一段时间。因此，需要提供用来将组件保持和定位在所选择位置的机械系统。
经常需要在多个所选择位置保持需要进行保持的组件。这些所选择的位置可以随着时间以及根据要进行工作的特定组件而变化。因此需要允许在不同位置定位组件的夹具系统。但是，很多夹具系统或定位系统在设计上高度专门化，也就是只能用于多个可变位置中的一个。由于要进行工作的组件随时间变化，特殊设计的夹具或保持架不能适用于新组件。同时，对于所选择的组件进行的工作可能随着时间变化，因此需要组件具有相对于机器或者执行工作的个人的不同方向或位置。
因此，需要提供一种能够适用于多个不同组件、组件的不同位置以及对组件进行的不同工作的夹具机构。需要通过不同部分的移动或互换改变夹具，使夹具可以将组件定位或移动到多个所选择位置中的任意一个位置。需要这种夹具能在不更换整个夹具的情况下提供组件的所需定位。另外，需要提供一种能在有限时间内被设计和制造成所需规格的夹具机构。
发明内容
本发明提供了一种组合式夹具或保持机构，它能根据多种组合定向和定位，以提供多种定位方向。这种夹具通常包括至少第一组合部分和第二组合部分。第一组合部分可以固定到基座或升降器。第二组合部分可以相对于第一组合部分保持，以提供保持组件的所选择的方向。多个第一组合部分和多个第二组合部分可以互相有选择地定位，以提供多个所选择的保持位置。
从下述详细说明可以更清楚本发明的应用领域。可以理解，详细说明和不同示例尽管指示了本发明的不同实施例，但是仅仅用于展示目的，而不用于限制本发明的范围。
通过详细说明和附图可以更完整地理解本发明，在这些图中图1是根据第一实施例的组合式夹具系统的部件分解图；图2是根据本发明一个实施例的组装后的组合式夹具的前视平面图；图3a是根据本发明的中板的前面正视图；图3b是图3a的中板的侧面正视图；图4是根据本发明的可替代实施例的中板的侧面正视图；图5是根据本发明的一个可替代实施例的中板的侧面正视图；图6是根据本发明的另一个可替代实施例的中板的侧面正视图；图7是根据本发明的又一个可替代实施例的中板的侧面正视图；图8是根据本发明的再一个可替代实施例的中板的侧面正视图；图9是根据本发明的还有一个可替代实施例的中板的侧面正视图；图10是根据本发明的一个可替代实施例的中板的侧面正视图；图11a是根据本发明的一个实施例的下臂的侧面正视图；图11b是图11a所示的下臂的顶面正视图；图12a是根据本发明的一个可替代实施例的下臂的侧面正视图；
图12b是图12a的下臂的顶面正视图；图13a是根据本发明的又一个可替代实施例的下臂的侧面正视图；图13b是图13a的下臂的顶面正视图；图14a是根据本发明的再一个可替代实施例的下臂的侧面正视图；图14b是图14a的下臂的顶面正视图；图15是根据不同实施例的使用本发明的方法的流程图；图16是图15的框602的详细视图；和图17是执行图15的框604的功能的计算机程序的流程图。
具体实施例方式
下述对不同实施例的说明仅仅是示例性的，不用于限制本发明、其应用或使用。
参考图1，示出了根据不同实施例的组合式夹具系统10。可以相对表面12提供夹具系统10，这样可以相对于表面12或者相对于另一个结构，例如激光切断机，保持某一结构或组件(未具体示出)。另外的结构也可以相对于表面12定位，或者安装到表面12。例如，由夹具10保持的组件可以由相对于表面12移动的激光切断器工作。
夹具10包括升降器或安装组件14。升降器14包括基座或脚部16，以及升降部分或直立部分18。升降部分18包括邻接脚部16的下升降器部分20以及适于定位或固定不同组件的上升降器部分22。中板或安装板30可以直接相对于升降器14定位，或者通过中间部分，例如隔板32和垫片34，相对于升降器14定位。中板30可以是将夹具10的各种其它部分和升降器14互连的任何组件。隔板32或垫片34可以用来选择相对于升降器14的上升降器部分22和中板30之间的所需距离。因此，可以使用多个隔板32或垫片34在升降器14和中板30之间提供所需距离。
上升降器部分22包括多个螺钉孔36和栓孔38，以允许相对于升降器14固定中板30。与此相似，隔板32包括多个孔40，而垫片34包括多个槽42。并且，中板30包括多个螺钉孔或螺丝孔44，以及多个平滑孔或定向孔46。螺丝孔44接收螺钉48，平滑孔46接收栓50。因此，通过定位中板30并使用栓50和螺钉48将中板固定在该位置，可以将中板30相对于升降器14定位在一个预定方向。例如，可以使用栓50首先相对于升降器14定位中板30。一旦达到所选择的位置，可以使用螺钉48将中板30保持在所选择的位置。但是，可以理解，可以使用不同的其它机构来相对于升降器14定位中板30。例如，可以使用铆钉、波普空心铆钉、锁定销或开口销来相对于升降器14定位中板30。
中板30包括用于将中板30安装到升降器14的第一安装部分或升降器安装部分52，穿过该第一升降器安装部分52可以形成螺丝孔44和平滑孔46。升降器安装部分进一步限定了下臂安装面53。从升降器安装部分52延伸的是夹钳安装部分或附件安装部分54。如这里将要更详细说明的，附件安装部分从升降器安装部分52在许多所选方向上延伸。附件安装部分54进一步包括锁定孔或定位孔56，该孔可以和锁定销或螺钉58相互作用，以相对于中板30的附件安装部分54保持一个附件或夹钳电机，例如夹钳62。
这样，可以相对于中板30定位夹钳62，并使用锁定销58将夹钳62固定在所选择的位置。同时，如这里将要更详细说明的，由于附件安装部分54可以以任何所选择的方式从升降器安装部分52延伸，所以可以相对于升降器14从多个位置中选择一个夹钳62的位置。锁定销58穿过夹钳62的孔64或者和孔64交互作用，以相对于附件安装部分54保持夹钳62。
从夹钳62延伸或者与夹钳62结合的是第一夹钳臂或上夹钳臂70。上夹钳臂70通过轴或主轴72和夹钳62相互作用。轴72和在夹钳臂70中形成的孔74协同工作，这样夹钳臂70可以通过多个位置移动。在夹钳70中形成的是一组锁定孔和定位孔76。锁定孔和定位孔76允许固定器或定位器78相对于第一臂70定位第一脚或上脚、第一手指或上手指80。第一手指80可以包括安装部分82和结构定位部分或组件定位部分84。因此，夹钳臂70可以在所选择的范围内相对于夹钳62移动手指80。
下臂或L形臂90包括第一部分或安装部分92，以及第二部分或定位部分94。安装部分92包括多个通孔，通常包括至少两个栓孔96和98以及两个螺钉孔100和102。定位栓104和106适于穿过平滑孔96和98放置，而螺钉108和110适于穿过螺丝孔100和102定位。
中板30的下臂安装面53限定了多个孔。这多个孔包括平滑孔112、114、116和118，以及多个螺丝孔120、122、124和126。多个孔112-126允许下臂90定位在多个位置中的一个位置。第一栓孔112和第二栓孔114形成第一安装位置128。第二栓孔114和第三栓孔116形成了第二位置130，而第三栓孔116和第四栓孔118形成了第三位置132。这三个位置或者栓孔设置128-132允许下臂90定位在三个位置中的任何一个位置上。相关螺钉孔120-126允许下臂90相对于栓孔部分128-132永久或牢固地固定。
安装位置128-132允许使用栓104和106相对于孔112-126有选择地定位下臂90，并允许使用螺钉108和110在该位置牢固地固定下臂90。但是，可以理解，在下臂安装面53上可以形成适当数量的孔112-126。与此相似，在下臂安装面53上可以形成适当数量的安装位置。此外，可以以任何适当的距离间隔开安装位置128-132。然而，根据不同实施例的安装位置128-132可以定位成间隔大约2mm至大约20mm。这样，可以以安装位置128-132的增量移动下臂90，以提供上臂70和下臂90之间的所需间隔。
可以在下臂90和下臂安装面53之间设置隔板150和垫片152，以选择下臂90和中板30之间的水平间距。可以理解，可以提供和选择多个隔板150和垫片152，以达到下臂90和中板30之间的所选择的水平距离。
在定位部分94上形成了多个孔，包括平滑孔160和螺丝孔162。第二定位手指170包括安装部分172和保持部分174。穿过安装部分172形成多个接收安装组件176的孔，这些孔与在下臂90的定位部分94中形成的合适的孔160和162相匹配。因此，可以沿着下臂90的定位部分94的长度纵向定位第二手指170。
并且，因为在中板30中形成的多个孔112-126，可以相对于表面12选择定位手指70和下臂90的垂直位置。因此，如这里将进一步说明的，可以根据中板30上形成的孔112-126选择垂直位置。与此相似，如这里将进一步说明的，因为在下臂90的定位部分94上形成的多个孔160和162，可以选择纵向位置。
如图所示，夹具10是允许多个部分，例如中板30和下臂90相互连接的组合式系统，以使夹具10的不同部分可以位于多个方向。例如，中板30包括多个定位孔112-126，以允许选择下臂90的垂直位置。与此相似，下臂90包括定位部分94，而定位部分94包括多个定位孔160-162，以提供第二手指170的所选的纵向位置。另外，可以有选择地设计和形成中板30，这样可以相对于下臂90和升降器14在不同位置定向和定位夹钳62。例如，这里讨论的不同实施例提供了多个组合部分，可以选择这些组合部分来提供组合式部分相对于其他组合式部分的所选择的定向，这样可以在所选择的位置保持组件或结构。
继续参考图1并另外参考图2，可以根据相对于夹具10自己和/或安装夹具10的表面12的不同尺寸组装夹具10。多种不同尺寸提供了相对于表面12的夹具10位置的绝对指示，以及相对于需要由夹具10定位或保持的结构或组件的夹具10的多种定向。
第一坐标或定位指示A选择夹钳62相对于平行于表面12的平面的角度。具体地说，角度A是平行于表面12的平面180和轴182之间的角度，轴182穿过夹钳62的孔74。角度A限定了夹钳62相对于升降器14和表面12的角位置。如这里进一步说明的，可以通过选择多个不同中板30中的一个或者选择多个夹钳62中的一个来改变角度A。
第二坐标或位置指示B是和表面12正交的第一线186之间的距离，其中第一线186穿过中板30中形成的所选择的多个孔44和46的中心点。距离B在第一线186和第二线188之间测量，第二线188也正交于表面12，并穿过夹钳62中的孔74的中心。指示B描述或选择了夹钳62相对于升降器14和表面12的水平位置。可以理解，可以根据所选择的中板30或所选择的夹钳62选择水平位置B。因此，可以根据所选择的中板30和夹钳62改变位置距离B。
第三坐标或位置指示C选择第一臂70的长度。指示C在第一线190之间测量，第一线190实质上限定了第一孔76延伸的中心或轴。充分垂直于线172并穿过孔72的中心的第二线192进一步限定了指示C。因此，指示C实质上被限定为第一线190和第二线192之间的距离，并实质上限定了第一臂70的长度。因此，可以通过选择多个第一臂70中的一个来改变指示C。
第四坐标或位置指示L实质上限定了下臂90提供的长度或间距。通常，指示L是第一线200和第二线202之间的距离。第一线200实质上穿过在下臂90中形成的第一孔160。第二线202实质上平行并临近于中板30的安装面53。因此，指示L实质上限定了下臂90从中板30延伸的距离，以及可以定位第二手指170的范围。通过定位或者选择不同的隔板150和垫片152也可以改变指示L。因此，所选择的垫片152或隔板150可以通过进一步离开中板30重新定位下臂90来延长指示L。这样可以在不更换下臂90的情况下进一步选择指示L。
第五坐标或位置指示Y实质上限定了表面12和线210之间的距离，线210实质上和表面12平行，并沿着第一臂70的底部70b延伸。因此，指示Y实质上限定了第一臂70和表面12之间的最大距离。可以通过选择不同的升降器14、中板30、夹钳62或第一臂70来改变指示Y。由于这种可选择性，指示Y实质上是可变的，并且可以根据要保持的特定组件或结构进行具体选择。
还可以选择第六坐标或位置指示G。指示G实质上延伸在线210和第二线216之间，线210实质上平行于表面12，第二线216从下臂90的顶面90a延伸，顶面90a实质上也平行于表面12。因此，指示G通常限定了第一臂70和第二臂90之间的距离。此外，指示G还确定了第一手指80和第二手指170之间的距离，第二手指170可以相对于第一臂70和第二臂90定位和固定。可以通过选择不同的中板30和第一臂70改变指示G。
或者，可以通过在安装面53上形成的位置128-132之间重新定位下臂90来改变指示G。例如，当相对于中板30将下臂90固定于第一位置128时，可以在第一指示G处定位下臂90。但是，当通过相对于中板30重新定位和重新固定下臂90，将下臂90移动到第二位置130时，指示G改变为指示G’。可以理解，可以通过相对于中板30重新定位下臂90来选择多个指示G中的任何一个。
在表面12和线216之间定义了第七坐标或位置指示X。因此，指示X实质上限定了从下臂90的顶部90a到表面12的距离。可以使用指示X来确定将要保持在夹具10中的结构或组件所需的间隙。相对于中板30重新定位下臂90可以改变指示X。可替代地，或者另外，选择多个升降器14中的一个也可以改变指示X。因此，可以通过选择合适的升降器14和下臂90相对于中板30的适当位置来选择合适的指示X。
第八坐标或位置指示Z实质上定义为表面12和线180之间的距离，线180实质上平行于表面12并穿过夹钳62的孔74。因此，指示Z实质上限定了夹具从表面12开始的高度或距离。可以通过例如选择具有所选择高度的升降器14改变指示Z。另外，或者可替代地，可以选择中板30来提供指示Z的一部分。并且，可以选择夹钳62本身来确定所选择的指示Z的一部分。
因此，如这里进一步说明的，可以通过多种选择中的任何一种选择定位和增大夹具10，以改变包括A、B、C、L、Y、G、X和Z的八个不同指示。这八个指示中的每一个限定了夹具10相对于表面12的位置。这些指示还限定了夹具10相对于要保持的组件的位置。因此，可以通过在八个上述指示中选择所需指示来将结构或组件定位到相对于夹具10的适当或所选择的位置，以相对于组件和表面12提供夹具10的适当方向。
下面将参考图1并另外参考图3a和图3b更详细讨论根据不同实施例的中板30。中板30通常包括升降器安装部分52和夹钳安装部分54。在由升降器安装部分52限定的下臂安装面53上形成了多个孔112-126。如上所述，第一栓孔112和第二栓孔114形成了第一下臂安装位置128。与此相似，第二栓孔114和第三栓孔116形成了第二安装位置130，第三栓孔116和第四栓孔118形成了第三安装位置132。
各个安装位置128、130和132之间通常间隔所选择的距离。因此，随着下臂90从一个安装位置顺次移动到另一个安装位置，下臂90的顶部90a移动了所选择的位置。例如，各个相邻安装部分之间的距离，诸如第一安装位置128和第二安装位置130之间的距离大约是10mm。但是可以理解，在不同安装位置之间可以选择和形成任何适当的距离。此外，可以理解，在中板30上形成的安装位置可以多于三个安装位置128-132。
在中板30中，夹钳安装部分54在升降器安装部分52上延伸。夹钳安装部分54的后面300朝前面302倾斜一定角度。后面300具有一个角点或改变点304和一个顶点306。顶点306在侧面与角点304有一定的偏移。例如，顶点306可以偏移角点304大约10mm至大约30mm。但是可以理解，顶点306可以和角点304对齐，或者可以偏移一个大于30mm的距离。
夹钳安装部分54也包括一个在水平方向和垂直方向偏移于顶点306的前过渡点308。前过渡点308可以水平偏移任何适当的距离，但通常是大约20mm至大约150mm。此外，前过渡点308通常在垂直方向上从顶点306偏移大约10mm至大约50mm。因此，夹钳安装部分54具有一个朝前面302呈一定角度的侧面。当夹钳62安装到夹钳安装部分54时，夹钳62实质上也朝前面302呈一定角度。
下面参考图4说明根据一个可替代实施例的中板320。这里相同的参考标记代表中板320和上述中板30相同的部分。中板320包括升降器安装部分52和夹钳安装部分54。升降器安装部分52包括在其上形成了多个孔112-126的下臂安装面53。可以理解，多个孔112-126形成了多个安装位置128-132中的每一个安装位置。安装位置128-132可以实质上类似于第一中板30中包括的安装位置，也可以不同。具体地说，不同安装位置128-132之间的距离可以不同，而且安装位置的数量也可以不同。升降器安装部分52还包括用于将中板320安装到升降器14的螺丝孔44和平滑孔46。
夹钳安装部分54实质上偏移于升降器安装部分52。升降器安装部分52包括后壁或后面322，以及实质上向后壁322的后方延伸的夹钳安装部分54。但是，颈或连接区324在夹钳安装部分54和升降器安装部分52之间延伸。此外，夹钳安装部分54包括允许将夹钳62相对于夹钳安装部分54安装或固定的孔56。
夹钳安装部分54的后壁326和升降器安装部分52的后壁322之间可以具有任何适当的距离。夹钳安装部分54的后壁326和升降器安装部分52的后壁322之间的距离是大约30mm至大约120mm。因此，可以在夹钳安装部分54中的任何适当的位置定位孔56，以允许将夹钳62固定到夹钳安装部分54。
因为夹钳安装部分54偏移于升降器安装部分52，所以和从下臂90偏移类似，可以将夹钳62或第一臂70移动到所选择的位置。如果夹钳安装部分54和升降器安装部分52的后壁322之间的偏移不太远，夹钳将更靠近下臂安装面53。此外，为了安装夹钳62，孔56中的每一个孔还在升降器安装部分52的后壁322的后方。因此，一大部分夹钳62位于升降器安装部分52的后壁322的后方。
下面参考图5说明根据第二可替代实施例的中板360，其中相同部分使用了和第一实施例的中板30相同的参考标记。中板360通常包括升降器安装部分52和夹钳安装部分54。升降器安装部分52包括限定了安装位置128-132的下臂安装面53。此外，可以理解，相邻安装位置128-132之间的距离可以和前述相同或不同。另外，在下臂安装面53中可以形成多于三个安装位置。并且，升降器安装部分52包括孔44和46，以将中板360安装到升降器14。
置于升降器安装部分52上的是夹钳安装部分54。夹钳安装部分54的后壁362位于升降器安装部分52的后壁364的后方。因此，夹钳安装部分54至少部分位于升降器安装部分52的后方。但是，颈或连接部分366在升降器安装部分52和夹钳安装部分54之间延伸。
夹钳安装部分54包括第一组孔368和第二组孔370。第一组孔368位于升降器安装部分52的后壁364的前方。也就是说，第一组孔368位于由下臂安装面53限定的线和升降器安装部分52的后壁364之间。然而，第二组孔370位于升降器安装部分52的后壁364的后方。
第一组孔368和第二组孔370允许将夹钳62安装在夹钳安装部分54的选定位置。但是，如第一可替代的中板320所示的那样，所有的孔并不都位于升降器安装部分52的后壁364的后方。因此，至少在安装到夹钳安装部分54时，夹钳62不能定位到像使用第一可替代的中板320那样的后方。夹钳安装部分54的后壁362可以设置在升降器安装部分52的后壁364的后方任意适当的距离。但是，通常位于升降器安装部分52的后壁364的后方大约20mm到大约80mm。尽管如此，可以理解，夹钳安装部分54的后壁362可以在任何适当的位置。并且，第一组孔368位于升降器安装部分52的后壁364的前方，这样当夹钳62安装到中板360时，夹钳62可以位于靠近升降器安装部分52的位置。
下面参考图6说明第三可替代的中板390。中板390的相同部分使用了和第一中板30相同的参考标记。中板390包括升降器安装部分52和夹钳安装部分54。升降器安装部分52通常包括下臂安装面53，下臂安装面53限定了允许将下臂90相对于中板390安装和定位的安装位置128-132。但是，如上所述，中板390可以包括任何适当数量的位置来将下臂90安装到中板390。中板390还包括用来将中板390安装到升降器14的安装孔44和46。升降器安装部分52还包括后壁392。
夹钳安装部分54包括后壁394，后壁394位于升降器安装部分52的后壁392的后方。夹钳安装部分54的后壁394通常位于升降器安装部分52的后壁392后方大约5mm至大约50mm。但是，颈或连接部分396将夹钳安装部分54和升降器安装部分52相互连接。
在夹钳安装部分54中升降器安装部分52的后壁392和夹钳安装部分54的后壁394之间形成了第一组孔398。在夹钳安装部分54中升降器安装部分52的后壁392的前方形成了第二组孔400。
因为第一组孔398靠近升降器安装部分52的后壁392，在夹钳62安装到第一组孔398时，夹钳62也靠近升降器安装部分52。因此，与前述实施例相比，除了中板30，夹钳62可以定位在更靠近升降器安装部分52的位置。
下面参考图7说明第四可替代实施例的中板420。中板420中和前述实施例相同的部分使用了相同的参考标记。中板420通常包括升降器安装部分52和夹钳安装部分54。升降器安装部分52限定了下臂安装面53，下臂安装面53限定了安装位置128-132。如上所述，可以提供不同数量的安装位置128-132，以选择下臂90的位置。此外，孔44和46允许中板420固定到升降器14。从升降器安装部分52延伸的是夹钳安装部分54。中板420的后壁422限定了升降器安装部分52和夹钳安装部分54两部分的后壁。由于后壁422限定了升降器安装部分52和夹钳安装部分54两部分的后壁，夹钳安装部分54实质上和升降器安装部分52对齐。
第一组孔424包括实质上和升降器安装部分52的第一组孔426对齐的中心点。因此，当夹钳62安装到夹钳安装部分54，夹钳62实质上和升降器安装部分52对齐。此外，夹钳62的旋转轴72实质上也和升降器安装部分52对齐。这样将使夹钳62向上臂70的最终位置和下臂90之间的夹紧区域移动。
下面参考图8说明第五可替代实施例的中板450。中板450中和上述实施例相同的部分使用了相同的参考标记，中板450通常包括升降器安装部分52和夹钳安装部分54。在升降器安装部分52和夹钳安装部分54之间延伸并且互连的是颈或连接器452。
在升降器安装部分52上形成的是下臂安装面53。下臂安装面53再次限定了安装位置128-132。如上所述，可以理解，在下臂安装面53上可以提供不同数量的孔和安装位置。另外，升降器安装部分52进一步限定了连接孔44和46。因此，中板450可以安装到升降器14。
升降器安装部分52限定了后壁454。夹钳安装部分454向升降器安装部分52的后壁454的后方延伸。另外，随着向升降器安装部分52的后壁454的后方延伸，夹钳安装部分54斜向上呈一定角度。具体地说，夹钳安装部分54的底部456沿线458延伸。线458与实质上平行于表面12的线460之间形成了角度α。可以理解，可以选择α为任何适当的角度，以达到夹具10的所选择方向或位置。
夹钳安装部分54进一步包括第一孔462、第二孔464、第三孔466和第四孔468。相对于表面12或线460来说，孔462-468实质上彼此都没有对齐。但是，孔462-468中的每一个孔和夹钳安装部分54的外边缘的距离通常相等，这样这些孔在夹钳安装部分54内实质上是对齐的。因此，通过孔462-468相对于夹钳安装部分54定位的夹钳62可以包括角度α，这样夹钳62相对于表面12的角度实质上等于夹钳安装部分54的角度α。
此外，因为孔462-468中的每一个孔位于夹钳安装部分52的后壁454的后方，夹钳62实质上偏移于升降器安装部分52而定位。可以理解，孔462-468的每一个孔可以定位在夹钳安装部分54中，并且夹钳安装部分54包括任何所选择数量的尺寸，这样可以相对于升降器安装部分52以所需位置定位夹钳62。
下面参考图9说明可替代实施例的中板480。中板480中和前述相同的部分具有相同的参考标记，中板480通常包括升降器安装部分52、夹钳安装部分54、以及在升降器安装部分52和夹钳安装部分54之间延伸的连接器或颈482。由升降器安装部分52在其前部限定的是下臂安装部分53。下臂安装面53进一步限定了安装位置128-132。因此，可以使用安装位置128-132相对于中板480定位下臂90。但是可以理解，在下臂安装面53上可以提供任何适当数量的安装位置。升降器安装部分52进一步限定孔44和46，这样中板480可以固定到升降器14。
升降器安装部分52还限定了后壁484。夹钳安装部分54的至少一部分延伸到升降器安装部分52的后壁484的后方。并且，第一组孔486位于升降器安装部分52的后壁484的后方。第一组孔486并不是必须位于夹钳安装部分54上，这样它们可以与平行于升降器安装部分52的后壁484的线对齐。但是，第一组孔486都位于后壁484的后方。第二组孔488位于升降器安装部分52的后壁484的前方。因此，相比第一组孔486来说，第二组孔488实质上和升降器安装部分52更加对齐。
夹钳安装部分54包括限定了线492的底部或下侧490，线492的位置相对于实质上平行于升降器安装部分52的底部52a的线494呈角度β。因此，夹钳安装部分54向升降器安装部分52的后壁484的后方延伸，同时以角度β向上延伸。可以理解，角度β可以是选择的任何适当角度以将夹钳62相对于夹具10适当定位。
在夹钳安装部分54上，第一组孔486位于后壁484的后方，并且第二组孔488位于升降器安装部分52的后壁484的前方，当将夹钳62连接到夹钳安装部分54时，夹钳安装部分54靠近升降器安装部分52放置夹钳62。因此，夹钳62可以相对于升降器安装部分52呈一定角度，并且还靠近升降器安装部分52定位。可以理解，可以根据夹钳安装部分54的尺寸选择至少第一组孔486的位置，这样可以从升降器安装部分52以任何适当距离定位夹钳62。
下面参考图10说明可替代实施例的中板510。中板510中和前述相同的部分具有相同的参考标记，中板510通常包括升降器安装部分52，而升降器安装部分52包括底壁或底部52a。从升降器安装部分52延伸的是夹钳安装部分54。在升降器安装部分52和夹钳安装部分54之间延伸和互连的是颈或连接器512。升降器安装部分52包括限定了安装位置128-132的下臂安装面53。如上所述，可以根据夹具10的所选择的方向改变孔的数量和安装位置。升降器安装部分52进一步包括允许将中板510安装到升降器14的孔44和46。
夹钳安装部分54包括实质上位于升降器安装部分52的后壁516前方的第一组孔514。第二组孔518包括和由后壁516限定的线522相交或重叠的一个孔520。第二组孔518的第二孔524位于线522的后方。因此，仅仅一个由夹钳安装部分54限定的孔实质上完全位于线522的后方。夹钳安装部分54的底壁526限定了线528，线528和实质上平行于升降器安装部分52的底部52a的线530呈角度γ。因此，夹钳安装部分54相对于升降器安装部分52的底部52a呈角度γ。当将夹钳62安装到孔514和518时，两组孔514和518的位置将夹钳62定位在实质上靠近升降器安装部分52的位置。但是，当将夹钳安装到夹钳安装部分54时，角度γ允许夹钳62相对于升降器安装部分52呈一定角度。
可以理解，第一组孔514可以位于升降器安装部分52的后壁516的前方，以在所选择的方向定位夹钳62。与此相似，可以将第二组孔518定位成夹钳62的位置靠近升降器安装部分52。但是，可以在适合提供夹钳62的所选择位置的任何位置定位孔516和518。此外，可以选择角度γ，这样夹钳62包括相对于升降器安装部分52的所选择应用的角度。
参考图11A和图11B，根据一个实施例的下臂90包括中板安装部分92和手指安装部分94。如上所述，中板安装部分92包括两个平滑孔96和98，以及两个螺丝孔100和102。中板安装部分92中的孔允许相对于中板30以所选择的位置固定下臂90，所选择的位置具体地说是安装位置128、130和132。一旦将下臂90安装到适当的安装位置，可以使用包括在手指安装部分94中形成的平滑孔162和螺丝孔160的多个孔来定位第二手指170。例如，如下臂90的实施例所述，可以有七个平滑孔162A-162G以及七个螺丝孔160A-160G。通常，这些孔沿着由手指安装部分94的顶面90a限定的纵轴500定位。通常，多个孔162A-162G和160A-160G的每个孔的中心点位于纵轴500上。
多个孔中的每一个孔可以位于距离下臂94的邻近端或第一端502的任何所选择的距离。也就是说，孔162和160沿着手指安装部分94的第一端502和第二端504之间的手指安装部分94定位。如果使用了垫片152和隔板150，这些孔可以相距通常大约5mm至大约30mm定位，这里第一平滑孔162A位于距离第一端502大约20mm至大约60mm之间。可以理解，可以将孔160和162定位成相距任何适当的距离，以允许第二手指170的适当定位。通常，手指安装部分94的长度大约在10mm和大约500mm之间，且孔160和162沿着手指安装部分94的长度适当定位。但是，手指安装部分94可以是提供所选择变量所需的任何适当长度。
下面参考图12A和图12B，下安装臂90’中和上述实施例相同的部分使用了相同的参考标记，下安装臂90’包括中板安装部分92和手指安装部分94。沿着手指安装部分94’的纵轴502’形成了多个孔160和162。通常在没有使用垫片时，手指安装部分94’的长度可以增大，以包括不同的长度。与此相似，孔160和162可以定位在沿着手指安装部分94’的不同位置。通常，第一平滑孔162A可以定位在距离手指安装部分94’的第一端502’的45mm和55mm之间。另外，多个孔的每一孔可以定位在距离第一位置开始大约5mm和大约30mm之间。但是，和下臂90中孔的距离以及从手指安装部分94的第一端502的距离相比，孔162可以包括距离第一端502’的不同距离。
下面参考图13A和图13B说明可替代实施例的下臂530。下臂530中和前述实施例相同的部分使用了相同的参考标记，下臂530包括中板安装部分92。中板安装部分92包括用于将下臂530安装到中板30的孔96-102。
下臂530还包括限定了纵轴534的手指安装部分532。手指安装部分532包括第一平滑孔536A和第二平滑孔536B。手指安装部分532还包括螺丝孔538A和第二螺丝孔538B。与第一实施例的下臂90中形成的多个孔160和162相似，提供了可替代下臂530的孔536和538，以允许相对于下臂530安装第二手指170。但是可以理解，更少数量的孔536和538提供了受限的下臂530提供的用于安装第二手指170的位置。
第一孔536A可以位于从手指安装部分532的第一端540的所选择的位置。通常，第一孔536A定位在距离手指安装部分532的第一端540的大约25mm和大约55mm。这些孔可以沿着纵轴534延伸，相距大约10mm至大约20mm定位。但是可以理解，第一孔536A可以定位在距离第一端540的任何适当距离，而每一个孔可以定位在彼此任何适当的距离。通常，当隔板150定位在下臂530和中板30的下臂安装面53之间时，第一孔定位在距离第一端540大约35mm至大约45mm。
下面参考图14A和图14B说明可替代的下臂530’。除了与手指安装部分532的长度相比手指安装部分532’的长度包括不同距离之外，可替代下臂530’和可替代下臂530是相似的。通常，当下臂530’和中板30的下臂安装面53之间没有提供垫片152和隔板150时，可以使用下臂530’。因此，可以沿着纵轴534’在距离手指安装部分532’的第一端540’的不同于下臂530的第一孔536A的距离定位第一孔536A。通常，第一孔536A定位在距离下臂530’的第一端540’大约45mm至大约55mm的位置。其他孔536B、538A和538B的各个孔可以定位在沿着轴534’的彼此相距任何适当的距离上。但是，这些孔通常相距大约5mm至大约30mm。
可以理解，上述下臂94、94’、530、530’都仅仅是示例性的，任何适当的下臂都可以和夹具10一起使用。具体地说，可以提供任何数量的下臂，而下臂包括任何适当长度的手指安装部分，手指安装部分包括任何适当数量以适当距离间隔进行定位的孔。提供多个包括手指安装孔的不同长度和位置的下臂的能力，使得可以有多种夹具设计。通过提供不同的下臂可以改变单独的中板，这样一个单独的中板可以用在大量的夹具10的设计中。具体地说，改变下臂或提供不同的下臂可以允许夹具10容纳不同组的变量，这些变量包括A、B、C、G、L、X、Y和Z，而不需要提供整个新的夹具。因此，可以理解，上述说明和描述的示例性的下臂并不限制可以和夹具10一起使用的下臂的数量或尺寸。
上述是组合式夹具10的多个组合部分，它们可以相互连接以提供组合式夹具10的多种变化中的任意一种。下述是使用组合式夹具10的一种示例性方法。可以理解，下述仅仅是使用的实施例的示例，并不意味着限制本发明的描述。
参考图2和图15，组合式夹具10的使用方法600通常包括首先在框602中选择或确定一个可变尺寸或指示的步骤。在框604中确定诸如中板30和下臂90’的组合部分，以达到框602中选择的可变指示。然后，在框606中组装从框604中确定或选择的组合部分。
继续参考图15并进一步参考图16，选择可变尺寸的框602可以包括选择如图2所示的多个尺寸的任何一个。因此，用于选择可变尺寸的框602至少包括在子框608中选择尺寸或角度A、在子框610中选择尺寸B、在子框612中选择长度C的尺寸以及在子框614中选择下臂90的长度L。并且，可以在子框616中选择间隙尺寸G，以允许适当的最大间隙或所需间隙。并且，在子框618中选择从表面12到上臂70的距离Y。在子框620中可以选择高度或指示Y。最后，在子框622中选择表面12和夹钳62的孔72的中心之间的距离Z。
因此，选择可变尺寸602可以包括在每个子框608-622中选择各个变量或者它们的任何数量。例如，用户可以希望将组件定位和保持在相对于表面12的一个所选择的位置。因此，用户能确定各个变量，这样在对组件进行工作时夹具10能够相对于表面12保持组件。
还可以理解，对于其中各种其它变量并不特别重要的不同工作步骤，可以确定任何一个或所选择数量的不同子框608-622。例如，可以通过在子框620中选择变量X的距离，总是可以选择将工件或组件定位在距离表面12的特定距离。可以要求对于多个不同的在其上进行工作的组件，在子框620中确定或选择的距离X保持不变。因此，在子框620中对变量X选择的值可能保持不变，而对于例如子框616中对于变量G的间隙的不同其它变量的尺寸可以改变。因此，在框602中可以选择任何一个或所有的变量，而不需要在框602中重新选择或重新确定各个变量。
通常，在框602中选择变量尺寸取决于在其上进行工作的组件或表面。因此，在选择变量尺寸的框602之前，可以执行选择进行工作的组件或表面的初始步骤。并且如上所述，在框602中选择不同变量可以取决于进行工作的结构或组件，可以随着进行工作的结构或组件的改变而改变。
继续参考图15，确定组合部分的框604通常包括选择多个部分，这些部分包括多个升降器中的一个适当的升降器、适当的中板、适当的夹钳、适当的上臂和适当的下臂。适当的组合部分可以和上述完全相同，也可以和它们相似。不管是什么部分，所选择的部分仅仅用于产生框602中选择的尺寸。
框604还包括确定如何互连不同部分或多个组合部分，以提供框602中选择的尺寸。例如，另外参考图2，框602中选择的示例性的尺寸可以通过提供升降器14、中板30、夹钳62、上臂70和下臂90来实现。因此，这些多个组合部分可以相对于彼此进行安装，以提供框602中选择的所选择变量。此外可以理解，使用上臂70中形成的多个孔76的任意一个可以将第一手指80安装到上臂70，而使用下臂90中形成的多个孔160的任意一个可以将第二手指170安装到下臂90。因为这样，框604中确定组合部分还可以包括确定手指80和170的适当位置。另外如上所述，可以使用安装位置128-132中的任意一个位置来相对于中板30定位下臂。因此，步骤604中确定组合部分还包括确定用于安装下臂的适当位置。并且如上所述，可以和下臂90一起使用隔板和垫片。因此。在框604中确定组合部分还可以包括确定是否需要使用垫片或隔板，以提供框602中选择的变量。
最后，在框606中组装在框604中确定的组合部分。在框606中组装组合部分，这样一旦将组合夹具10安装到表面12，可以得到不同尺寸。因此，方法600允许在框602中选择多个变量，并且在框604中容易地确定组合部分，以提供在框602中选择的不同尺寸。
可以理解，个人或计算机可以确定框602中的所选择变量或者框604中的组合部分，以提供从框602选择的变量。
参考图15并进一步参考图16，执行框604中确定组合部分的计算机程序通常包括编程算法或编程部分650。程序650通常包括所选择变量输入框652。在所选择变量输入框652，将所选择的变量输入到包括能处理计算机程序的处理器的计算机系统。因此，所选择的变量可以输入和存储到存储器中，或者直接输入到由处理器处理的可存取存储器模块。
计算机程序650还可以包括框654中的逻辑查找表格，逻辑查找表格包括一列各个可用组合部分。框654中的查找表格还可以包括一列用于不同组合部分的可能连接部分。例如，查找表格可以包括每一个或者所有可能数量的升降器、中板、夹钳、上臂和下臂。因此，框654中的逻辑查找表格包括可以组装来提供所选择变量输入的各个组合部分。
程序654使用框654中的逻辑查找表格处理输入到框652中的所选择变量，以确定需要哪一个组合部分来提供组合夹具10从而获得框652中的所选择变量输入。在使用框652中的所选择变量输入处理框654中的逻辑查找表格之后，计算机程序然后选择框656中用于获得框652中的所选择变量输入所需的组合部分。
计算机程序650通常能确定为提供框652中的所选择变量输入，可以组装多个组合部分中的哪些组合部分。然后计算机程序650还可以确定框658中用于产生框652中的所选择变量输入所需的连接位置。在框658中确定连接位置还包括参考框654中的查找表格。例如，可能需要将下臂90定位在第一定位位置128，以提供子框620中输入的变量X和子框616中输入的变量G的适当尺寸。因此，计算机程序650能够在框656中选择组合部分，在框658中选择连接位置，以提供框652中的所选择变量输入。
最后，计算机程序650能够输出所选择的组合部分和所选择的连接位置。通常，框660中的输出是在人可以确定或者读取的表格中，这样单个人能够获得所选择的组合部分，并根据所选择的连接位置连接它们。这样，计算机程序650能够确定用于提供框652中的所选择变量输入所需的组合部分和连接位置。但是可以理解，计算机程序可以输出计算机可读代码，这样机器人或者其他设备可以获得并组装组合夹具10。
通常，由于框654中综合的和内含的逻辑查找表格，计算机程序650能够以实时方式获得框660中的输出。具体地说，框654中的逻辑查找表格包括可以用来形成组合夹具10的所有组合部分和可用连接位置。因为框654中的逻辑查找表格综合了所有的组合部分和连接位置，程序650总是能够确定组合部分是否可以用来提供框652中的所选择变量输入。
组合系统10允许将少量组合部分配置在大量位置。例如，可以使用中板的三个连接位置互连12个下臂和8个不同的中板，12个下臂中6个包括垫片和隔板而6个不包括垫片和隔板，这样可以提供框602中选择的变量的超过12,000种变化。也就是说，在没有提供可以互连的过多组合部分的情况下，组合式系统10提供了组合夹具10的大量最终位置。因此，逻辑查找表格654具有合理的大小，并且程序650能够包括组合部分、连接位置和逻辑查找表格654的综合列表，而不会产生费力的或者耗时的处理时间。
因此，夹具10和附属方法600能够允许个人或计算机系统确定需要多个组合部分中的哪些组合部分，并且确定需要在需要用来提供包括所选择变量的组合夹具10的组合部分中互连哪些组合部分。也就是说，组合系统10允许相对少量的部分以实质上大量方式来互连以包括任何所选择的变量。根据形成组合夹具10的组合部分的数量，这些方式几乎是无限的。
本发明的说明实质上仅仅是示例性的，因此可以认为没有脱离本发明要点的变化包含在本发明的范围之内。不能认为这种变化背离了本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于定位组件以对组件进行工作的组合式夹具，包括在对组件进行工作时定向该组件的臂；相对于一个点定位所述臂的中板；其中在对组件进行工作时所述臂从所述中板延伸；其中所述臂相对于所述中板选择性地定位。
2.根据权利要求1所述的组合式夹具，进一步包括适于固定到一个表面的升降器；其中所述臂通过中板相对所述升降器选择性地定位。
3.根据权利要求1所述的组合式夹具，进一步包括安装到一个表面的升降器；其中所述中板包括升降器安装部分和附件安装部分；其中所述升降器安装部分适于相对于所述升降器固定。
4.根据权利要求3所述的组合式夹具，其中所述附件安装部分允许附件相对于所述臂进行定位。
5.根据权利要求1所述的组合式夹具，其中所述中板限定了多个臂安装位置；所述臂通过与所述臂安装位置的互连，相对于所述中板选择性地定位。
6.根据权利要求5所述的组合式夹具，其中所述臂安装位置包括多个孔；通过用所述孔连接所述臂，所述臂和所述中板相互连接。
7.根据权利要求1所述的组合式夹具，其中所述臂包括中板定位部分；和组件定位部分。
8.根据权利要求7所述的组合式夹具，其中所述臂包括多个臂；其中所述多个臂的每个臂包括不同于其它多个所述臂的每个臂的尺寸。
9.根据权利要求8所述的组合式夹具，其中所述不同尺寸包括所述组件定位部分的长度。
10.根据权利要求8所述的组合式夹具，其中所述不同尺寸包括形成在所述定位部分上的定位孔的不同数量。
11.根据权利要求3所述的组合式夹具，其中所述中板包括多个中板；其中所述多个中板的每个中板包括所述附件安装部分相对于所述升降器安装部分的不同定向。
12.根据权利要求3所述的组合式夹具，其中所述中板包括多个中板；其中所述多个中板的每个中板包括由所述附件安装部分限定的孔，其中所述附件安装部分置于相对于所述升降器安装部分的不同方向和不同位置中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的组合式夹具，进一步包括互连所述臂和所述中板以允许相对于所述中板选择性地定位所述臂的定位组件。
14.一种用于相对于一个表面定位组件的夹具的组合部分，包括选择性地可连接到夹具的一部分的安装板；和可相对于所述安装板定位的臂；其中所述臂定位该组件。
15.根据权利要求14所述的组合部分，其中所述安装板限定了多个臂安装位置；其中通过和所述臂安装位置的互连，所述臂相对于所述安装板定位。
16.根据权利要求15所述的组合部分，其中各个所述臂安装位置间隔一定距离，使在所述臂安装位置之间选择性地定位所述臂将所述臂移动所选择距离。
17.根据权利要求15所述的组合部分，其中所述安装板包括升降器安装部分和附件安装部分。
18.根据权利要求17所述的组合部分，其中所述安装板包括多个安装板；其中所述多个安装板的每个安装板包括位于相对于所述升降器安装部分的不同位置的所述附件安装部分。
19.根据权利要求17所述的组合部分，其中所述安装板包括多个安装板；其中所述附件安装部分限定了多个孔；其中所述多个安装板的每个安装板包括相对于所述升降器安装部分定位在不同方向的所述孔。
20.根据权利要求14所述的组合部分，其中所述臂包括安装板安装部分和组件定位部分。
21.根据权利要求20所述的组合部分，其中所述臂包括多个臂；其中所述多个臂的每个臂包括不同长度的所述组件定位部分。
22.根据权利要求20所述的组合部分，其中所述臂包括多个臂；所述多个臂的每个臂包括不同数量的定位孔。
23.根据权利要求17所述的组合部分，进一步包括包括可定位臂的附件；其中所述附件安装到所述安装板的所述附件安装部分，使所述可定位臂相对于所述臂定位。
24.一种提供包括多个组合部分的夹具来保持组件的方法，包括选择用于定位组件的尺寸；选择多个组合部分的第一组合部分；选择多个组合部分的第二组合部分；和互连所述所选择的第一组合部分和所述所选择的第二组合部分；其中所述互连所选择的第一部分和所选择的第二部分实质上限定了所述所选择的尺寸。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述选择第一组合部分包括选择包含一个定位部分的所述第一组合部分，使所述所选择的第二组合部分能相对于所述所选择的第一组合部分定位。
26.根据权利要求25所述的方法，其中选择所述定位部分包括给所述第一所选择的组合部分提供多个连接位置。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述互连所述所选择的第一组合部分和所述所选择的第二组合部分包括选择多个所述连接位置的一个；和将所述所选择的第二组合部分固定到所述所选择的连接位置。
28.根据权利要求24所述的方法，其中选择第二组合部分包括选择第二组合部分的一部分的长度。
29.根据权利要求24所述的方法，其中选择第二组合部分包括选择在所述第二组合部分中形成的多个定位孔。
30.根据权利要求24所述的方法，其中选择尺寸包括选择夹具的高度；选择夹具的间隙；选择所述第二组合部分的距离；选择所述第一组合部分的角度；选择所述第二组合部分的偏移；和选择所述第二组合部分的一部分距离所述第一组合部分的长度。
31.根据权利要求24所述的方法，其中选择所述第二组合部分包括在所述第二组合部分上提供多个连接位置；其中互连所述所选择的第一选择部分和所选择的第二组合部分包括将所述第一组合部分固定到由所述所选择的第二组合部分限定的多个连接位置中的一个连接位置。
32.一种用来选择多个模块进行互连以保持组件的计算机程序，包括输入所选择的尺寸；提供查找表格，该查找表格包括多个模块的列表；所述多个模块之间的多个互连的列表；从所述所提供的查找表格的多个模块的列表确定至少第一模块和第二模块；从所述所提供的查找表格确定至少一个用于所述第一模块和所述第二模块的互连；和输出所述所确定的第一模块、第二模块和所述所选择的互连。
33.根据权利要求32所述的计算机程序，进一步包括选择一个尺寸，使所述尺寸将组件定位在所选择的位置或方向。
34.根据权利要求32所述的计算机程序，进一步包括从所述多个模块的列表选择所述第一模块和从所述多个模块的列表选择所述第二模块；确定所述所选择的尺寸和由所述第一所选择的模块和所述第二模块产生的尺寸之间的第一差值；从所述多个模块的列表选择第三模块，生成由所述第一模块和所述第三模块的尺寸相比所述所选择的尺寸的第二差值；确定所述第一差值和所述第二差值中哪一个差值较小。
35.根据权利要求34所述的计算机程序，其中所述第一差值和所述第二差值中的较小差值予以保留。
36.根据权利要求32所述的计算机程序，进一步包括将由所述所确定的第一模块、第二模块和所述所选择的互连提供的尺寸和所述输入的所选择的尺寸之间的差值最小化；其中所述所确定的第一模块、第二模块和所述所选择的互连的所述输出实质上使由所述所确定的第一模块、第二模块和所述所选择的互连形成的尺寸与所述输入所选择的尺寸之间没有差值。
37.根据权利要求32所述的计算机程序，其中所述多个模块的列表包括二十个模块的列表。
38.根据权利要求37所述的计算机程序，其中所述二十个模块包括六个第一模块、六个第二模块和八个第三模块。
全文摘要
本发明公开了一种组合式夹持或者保持机构，包括根据多种组合进行互连的组合部分，以提供多个定位方向。可以相对彼此有选择性地定位多个第一组合部分中的一个和多个第二组合部分中的一个，以提供多个所选择的保持位置。本发明可以选择不同的所选择组合部分来提供不同的保持位置。
文档编号B23Q3/10GK1697719SQ200480000112
公开日2005年11月16日 申请日期2004年2月24日 优先权日2003年2月24日
发明者迈克尔·J·海利 申请人:迈克尔·J·海利