一种汽车缸盖打磨用夹具及夹紧定位方法

技术领域

本发明属于缸盖打磨夹具技术领域，尤其涉及一种汽车缸盖打磨用夹具及夹紧定位方法。

背景技术

工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产，它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

很多产品加工过程中都需要进行打磨，例如汽车缸盖传统的打磨靠人工完成，但是这样生产效率低下，工况恶劣，安全事故频发，随着技术的发展，机器人逐渐应用到打磨装置领域，且汽车缸盖种类繁多。

而在采用气缸/液压缸内撑夹紧的方案中，气缸/液压缸通有压力的气(油)后只能停在极限位置或死档位置，在产品换型是调整量比较多，不能满足生产快速换型的要求。

在采用气动/液压从外部压紧的方案中，从外部压紧时，夹具机构复杂，工件被遮挡部位多，降低了工件的清理完成率。同时需要压缩空气或液压站作为动力源，增加了系统的故障点和维护难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种汽车缸盖打磨用夹具及夹紧定位方法，以解决现有汽车缸盖夹具通用性差的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种汽车缸盖打磨用夹具，包括：框架、支撑部、第一定位部、第二定位部、驱动部、管线部；

所述框架内设有中空内腔，且所述框架的顶面为夹具面，所述夹具面上开有开口；

所述支撑部可拆卸设于所述夹具面上，用于对工件进行支撑；

所述第一定位部可拆卸设于所述夹具面上；

所述驱动部设于所述中空内腔内，输出端连接有所述第二定位部，用于驱动所述第二定位部移动；所述第二定位部的输出端伸出于所述开口，用于配合所述第一定位部对工件进行两孔定位或夹紧定位；

所述管线部设于所述中空内腔内，两端分别与驱动部和外部设备相连。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，所述驱动部包括直线运动机构、第一导轨、滑块、安装座；

所述直线运动机构和所述导轨均安装于所述中空内腔内；

所述滑块滑动连接于所述导轨；

所述安装座安装于所述直线运动机构的输出端并与所述滑块相连，用于安装所述第二定位部。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，还包括第二导轨，所述第二导轨设于所述中空内腔的上壁面上，所述第二定位部滑动连接于所述第二导轨。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，所述直线运动机构包括伺服电机、电缸、鱼眼轴承和铰链销；

所述伺服电机输出端与所述电缸的输入端相连，用于驱动所述电缸的推杆；所述鱼眼轴承设于所述推杆的输出端；所述铰链销两端与所述安装座和所述鱼眼轴承相连。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，所述伺服电机包括减速机、电机、编码器；所述编码器设于所述电机上，用于计数；所述电机的输出端与所述减速器的输入端相连；所述减速器的输出端与所述电缸的输入端相连。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，所述支撑部包括至少四个支撑柱，所述支撑柱分别可拆卸连接于所述夹具面上。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，所述夹具面上设有滑槽，所述支撑柱通过滑动块滑动连接于所述滑槽内。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，所述第一定位部和所述第二定位部的输出端均为定位销。

本发明的汽车缸盖打磨用夹具，所述管线部包括信号线和电源线；所述信号线和所述电源线均设于所述中空内腔内；所述信号线的两端分别与所述驱动部和外部设备相连；所述电源线的两端分别与所述驱动部和外部电源相连。

本发明的一种夹紧定位方法，应用于上述任意一项所述的汽车缸盖打磨用夹具，具体步骤如下：

S1：控制所述驱动部驱动所述第二定位部移动至与工件对应的上料位置，放置工件；

S2：根据所需的夹紧力的大小，换算成驱动部的驱动力矩值，并在驱动部内设定该值；

S3：驱动部驱动第二定位部向夹紧方向运动，当第二定位部接触到工件后，驱动部受阻力增大；

S4：当驱动部的驱动力矩增大到设定值后，驱动部停止并保持该力矩。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1、本发明一实施例在框架的夹具面上设置用于支撑工件的支撑部和用于定位或夹紧的第一定位部；并在框架的中空内腔内设置驱动部和伸出于夹具面的第二定位部，有驱动部带动第二定位部移动，以配合第一定位部进行工件的定位或夹紧；以定位汽车缸盖为例，汽车缸盖工件燃烧室孔间距差距不大时，可通过驱动部驱动第二定位部并配合第一定位部实现两孔定位；在孔间距超过驱动部行程时，可通过调整可拆卸连接的第一定位部来实现对工件的适应；同时，也可通过驱动部给予一定的驱动力实现第一定位部和第二定位部夹紧工件的方式，使得夹具的通用性强，可适应不同的场景，解决了现有汽车缸盖夹具通用性差的问题。

2、本发明一实施例将信号线和电源线均设置在中空内腔内，避免打磨过程中损坏和铁屑干扰。

3、本发明一实施例通过将驱动部和第二定位部的部分设置在中空内腔内，使得可以实现定位销在各个位置的精准定位，同时此部分安装在框架内部为了避免因工件磕碰所造成的各元器件损坏。

附图说明

图1为本发明的汽车缸盖打磨用夹具的示意图；

图2为本发明的汽车缸盖打磨用夹具的驱动部的示意图；

图3为本发明的汽车缸盖打磨用夹具的另一示意图；

图4为本发明的夹紧定位方法的位置控制的控制原理图；

图5为本发明的夹紧定位方法的力矩控制的控制原理图；

附图标记说明：1：第一定位部；2：第二定位部；3：框架；4：驱动部；401：电缸；402：鱼眼轴承；403：铰链销；404：第一导轨；405：滑块；406：减速机；407：伺服电机；408：编码器；5：安装板；6：定位销；7：支撑柱；8：夹具面。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种汽车缸盖打磨用夹具及夹紧定位方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例一

参看图1和图3，在一个实施例中，一种汽车缸盖打磨用夹具，包括：框架3、支撑部、第一定位部1、第二定位部2、驱动部4、管线部。

其中，框架3内设有中空内腔，且框架3的顶面为夹具面8，夹具面8上开有开口。支撑部可拆卸设于夹具面8上，用于对工件进行支撑。第一定位部1可拆卸设于夹具面8上。驱动部4设于中空内腔内，输出端连接有第二定位部2，用于驱动第二定位部2移动。第二定位部2的输出端伸出于开口，用于配合第一定位部1对工件进行两孔定位或夹紧定位。管线部则设于中空内腔内，两端分别与驱动部4和外部设备相连。

本实施例在框架3的夹具面8上设置用于支撑工件的支撑部和用于定位或夹紧的第一定位部1；并在框架3的中空内腔内设置驱动部4和伸出于夹具面8的第二定位部2，有驱动部4带动第二定位部2移动，以配合第一定位部1进行工件的定位或夹紧。以定位汽车缸盖为例，汽车缸盖工件燃烧室孔间距差距不大时，可通过驱动部4驱动第二定位部2并配合第一定位部1实现两孔定位；在孔间距超过驱动部4行程时，可通过调整可拆卸连接的第一定位部1来实现对工件的适应；同时，也可通过驱动部4给予一定的驱动力实现第一定位部1和第二定位部2夹紧工件的方式，使得夹具的通用性强，可适应不同的场景，解决了现有汽车缸盖夹具通用性差的问题。

下面对本实施例的汽车缸盖打磨用夹具的具体结构进行进一步说明：

参看图2，在本实施例中，驱动部4具体可包括直线运动机构、第一导轨404、滑块405、安装座。

直线运动机构和导轨均安装于中空内腔内，进一步地，可在框架3中空内腔的底面上设置一安装板5，以安装直线运动机构和导轨等装置。滑块405则滑动连接于导轨。安装座安装于直线运动机构的输出端并与滑块405相连，即安装座的两个面分别与直线运动机构以及滑块405相连，直线运动机构用于驱动安装座在滑轨上滑动；而第二定位部2则安装在安装座上。通过将驱动部4和第二定位部2的部分设置在中空内腔内，使得可以实现定位销6在各个位置的精准定位，同时此部分安装在框架3内部为了避免因工件磕碰所造成的各元器件损坏。

进一步地，驱动部4还可包括第二导轨，第二导轨设于中空内腔的上壁面上，第二定位部2滑动连接于第二导轨，以保证第二定位部2滑动的稳定。

具体地，直线运动机构包括伺服电机、电缸401、鱼眼轴承402和铰链销403。其中，伺服电机输出端与电缸401的输入端相连，用于驱动电缸401的推杆。鱼眼轴承402则设于推杆的输出端。铰链销403两端与安装座和鱼眼轴承402相连，即铰链销403穿设于鱼眼轴承402的内圈，使得铰链销403可相对于推杆实现一定程度的转动，且一端与安装座相连。选用伺服电机和电缸401的组合，相比气动或液压机构来说存在一定优势，一是电能的获取和传输比气动或液压机构简便，二是行程大，相对于气动或液压机构仅能停在极限位置的情况，通用性更高。

伺服电机则可进一步包括减速机406、电机407、编码器408。编码器408设于电机407上，用于计数，以确定推杆的推出距离。电机407的输出端与减速器的输入端相连。减速器的输出端与电缸401的输入端相连。在其他实施例中，也可以用丝杆来替代电动推杆的结构，在此不作具体限定。

在本实施例中，支撑部包括至少四个支撑柱7，支撑柱7分别可拆卸连接于夹具面8上，四个支撑柱7的方式可使得支撑点均匀分布可调，保证工件摆放稳定。进一步地，夹具面8上设有滑槽，支撑柱7通过滑动块滑动连接于滑槽内，滑动块具体可为T型螺母块，滑动设置的方式，使得支撑柱7可避开工件毛刺，提高夹具通用性。

在本实施例中，第一定位部1和第二定位部2的输出端均为定位销6。

在本实施例中，管线部包括信号线和电源线。信号线和电源线均设于中空内腔内。信号线的两端分别与驱动部4和外部设备相连。电源线的两端分别与驱动部4和外部电源相连。将信号线和电源线均设置在中空内腔内，避免打磨过程中损坏和铁屑干扰。

在本实施例中，框架3可由钢板焊接成一体，强度高，可保证打磨过程中状态稳定。在其他实施例中，框架3也可分体拼接，在此不作具体限定。

在实际应用中，也可选取更大行程的电缸401，从而使得可适配更多的工件类型，而不需要第一定位部1移动来满足对工件的适配。

实施例二

参看图4和图5，一种夹紧定位方法，应用于上述实施例一中的汽车缸盖打磨用夹具，可根据工件定位和夹紧的要求，该夹具采用了位置控制和力矩控制两种控制方式。

具体步骤如下：

S1：当放置工件时，采用位置控制模式，使第二定位部2的定位销6准确的停止在上料位置。当工件换型时，只需要设定新的停止位置即可；

S2：当夹紧工件时，采用力矩控制模式。根据所需的夹紧力的大小，换算成伺服电机的驱动力矩值，并在驱动器内设定该值，并在驱动部4内设定该值。

S3：伺服电机驱动推杆带着第二定位部2向夹紧方向运动，当第二定位部2的定位销6接触到工件后，推杆所受阻力增大，使伺服电机的驱动力增大。

S4：当伺服电机的驱动力矩增大到设定值后，伺服电机停止并保持该力矩。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。