智能夹具的制作方法

本发明涉及一种智能夹具，属于夹具技术领域。

背景技术：

随着中国改革开放，特别是中国加入世贸组织后的这些年，中国经济突飞猛进，发生了日新月异的长足发展。在这高歌猛进的时代，中国的各种产业随着历史洪流飞快发展。2015年，中国推出了中国智能制造2025的宏伟蓝图。但是在中国走向工业化的过程中，也暴露出一些问题，比如国产机床虽然也在快速发展，但由于发达国家在这方面的技术封锁，加之先前中国基础工业的薄弱，一些关键、效率高的设备以及工装夹具还需要通过交钥匙工程从国外进口。再加上企业劳动用工成本持续增高，很多企业的生存空间越来越小，所以自动化和智能制造已经成为企业改变现状的必然选择。在此过程中，老的自动线改造、老的机床改造、智能制造中均需要夹具具备相当或一定的智能化，来弥补老线或老机床的某些功能缺陷，这样，对夹具就提出了一些智能化的要求。比如：1、如何保证夹紧变形的自适应；2、如何保证夹具柔性快换的精度要求；3、如何防止零件在加工中的震动对变形检测的影响；4、如何解决加工过程中工件变形与切削参数设定的自动适应问题。以上这些技术难点传统夹具均无法解决。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种智能夹具，将作为执行部件的夹具智能化，能够实现夹具各种功能的自适应，达到预设的需要夹具实现的各种目的。

按照本发明提供的技术方案，所述智能夹具，包括夹具体，其特征是：在所述夹具体中设置托盘，托盘上设置托盘导轨，托盘导轨与托盘油缸的伸出端连接；在所述夹具体上安装工件识别机构、柔性快换机构、工件夹紧机构和夹紧变形检测机构；所述工件识别机构包括工件识别支撑座，在工件识别支撑座上设置用于读取工件型号信息的读码器；所述柔性快换机构包括柔性快换定位板，柔性快换定位板与油缸的伸出端连接，在柔性快换定位板上设置定位销；所述工件夹紧机构包括压板，压板与夹紧油缸的伸出端连接；所述夹紧变形检测机构包括与工件接触的夹紧变形检测头，夹紧变形检测头的输出端连接夹紧变形传感器。

进一步的，所述托盘导轨为两个，对称设置在托盘上。

进一步的，在所述夹具体上还安装有压板断裂检测机构。

进一步的，所述压板断裂检测机构安装在工件夹紧机构的一侧，压板断裂检测机构包括压板断裂检测头，压板断裂检测头的一端与压板接触，压板断裂检测头的另一端连通气检通道。

进一步的，所述读码器的信号输出端连接控制单元。

进一步的，所述工件夹紧机构为多个。

进一步的，所述夹紧变形检测机构为多个。

进一步的，所述夹紧变形传感器的输出端连接控制单元。

本发明具有以下优点：

1、本发明能够实现工件夹紧变形的自适应控制，根据零件加工精度要求，只要输入需要保证的夹紧变形量，系统会自动调整夹紧油缸的夹紧力与夹紧变形量相适应；

2、本发明能够实现相似零件兼容加工时定位的快速柔性互换并保证精度要求；

3、通过对加工中零件震动时采集到的零件变形数据进行处理，保证零件变形数据的真实可靠；

4、与机床程序互动，实现零件加工过程中工件变形与切削参数设定的自动适应，保证零件的加工精度；

5、夹具自带气密检测以及定位面二次清洗功能；

6、夹具自带断销检测功能；

7、夹具自带压板断裂检测功能；

8、快速定位更换时，夹具带有兼容工件型号识别功能；

9、工件上料时，夹具自带扫描识别功能，防止错装工件。

附图说明

图1为本发明所述智能夹具的结构示意图。

图2为图1的B-B剖视图。

图3为图1的F-F剖视图。

图4为图1的H-H剖视图。

附图标记说明：夹具体1、托盘导轨2、托盘油缸3、工件识别支撑座4、读码器5、柔性快换定位板6、油缸7、定位销8、压板9、夹紧油缸10、压板断裂检测头11、夹紧变形检测头12、夹紧变形传感器13、气检通道14。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述智能夹具包括夹具体1，在夹具体1中设置托盘，托盘上左右对称设置托盘导轨2，托盘导轨2与托盘油缸3的伸出端连接（如图2所示），托盘导轨2在托盘油缸3的驱动下实现上升和下降；在所述夹具体1上安装工件识别机构、柔性快换机构、工件夹紧机构、压板断裂检测机构和夹紧变形检测机构。如图3所示，所述工件识别机构包括工件识别支撑座4，在工件识别支撑座4上设置用于读取工件型号信息的读码器5，读码器5将读取的工件型号信息发送至控制单元。如图2所示，所述柔性快换机构包括柔性快换定位板6，柔性快换定位板6与油缸7的伸出端连接，在柔性快换定位板6上设置定位销8，柔性快换定位板6在油缸7的驱动下实现位移使定位销8与相应型号工件进行定位。如图1、图2所示，所述工件夹紧机构为四个，布置在夹具体1的四个角处，工件夹紧机构包括压板9，压板9与夹紧油缸10的伸出端连接，压板9在夹紧油缸10的驱动下实现升降以压紧工件。如图2所示，在所述工件夹紧机构一侧安装压板断裂检测机构，压板断裂检测机构包括压板断裂检测头11，压板断裂检测头11的一端与压板9接触，压板断裂检测头11的另一端连通气检通道14。如图1、图4所示，所述夹紧变形检测机构为多个，包括与工件接触的夹紧变形检测头12，夹紧变形检测头12的输出端连接夹紧变形传感器13，夹紧变形传感器13的输出端连接控制单元。所述控制单元的控制端连接托盘油缸3、油缸7和夹紧油缸10，控制单元根据读码器5、压板断裂检测机构和夹紧变形检测机构等反馈的信号对托盘油缸3、油缸7和夹紧油缸10进行相应地控制。

本发明所述智能夹具的工作过程：

（1）工件上料，可以人工，也可以机械手上料到托盘的托料导轨2上；

（2）读码器5读取工件型号信息，控制单元获取该信息后，柔性快换机构进行动作，定位销8通过油缸7动作到正确的定位位置并反馈信息与工件型号进行对比确认；

（3）托盘油缸3动作，带动托盘导轨2下降使工件落入定位销8，准确定位；

（4）对工件的支承面进行气密检测工作，如果气密检测不通过，报警，控制单元控制托盘油缸3升起，对支承面进行清洁，然后再落料检测，直到气密检测通过；

（5）夹紧油缸10动作，通过气检通道14对压板9进行断裂检测，若报警，则压板9有问题，系统暂停后续动作，等待处理，正常则继续后续动作；

（6）夹紧变形检测机构对工件进行夹紧变形检测，检测值与设定值对比，若大于设定值，则控制单元控制液压站上相应的油路的比例阀对系统压力进行调整，直到加紧变形与设定值符合，这就是变形与夹紧力的自适应；

（7）以上动作完成，工件可以开始加工，在加工过程中，通过对加工中切削参数对工件变形的检测，可以与夹具控制系统相连，夹具控制系统可以控制各个油缸的夹紧力以及相应部位的夹紧变形，自动与切削变形相适应，满足实际加工需要，保证零件加工精度；

（8）液压泵站在每个动作循环中计数一次，为泵站及相关元器件的维修保养提供数据。

本发明能够解决自动化生产过程中遇到的诸如机床功能、老的自动线改造、液压控制等产生的各种具体问题，保证零件加工方便、可靠、精确。