一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具与自适应装夹方法技术

本发明专利技术公开了一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具与自适应装夹方法，属于装夹技术领域。所述夹具包括工作台、支撑台、定位压撑装置、回转筒状吸附支撑模组、回转锥壳吸附支撑模组和PLC控制系统。本发明专利技术所提供的夹具能够满足环焊缝区域全表面吸附支撑夹紧，根据不同壁厚、不同工序、不同装夹位置等工件刚度不同的情况而定量施加支撑力与吸附力，自适应定量施加装夹力，一次装夹便可实现整周加工，提高了加工精度与效率。高了加工精度与效率。高了加工精度与效率。

【技术实现步骤摘要】
一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具与自适应装夹方法


[0001]本专利技术属于装夹
，涉及一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具与自适应装夹方法。

技术介绍

[0002]国防军工与航空航天行业存在着众多的大型薄壁壳体，这类薄壁壳体通常采用旋压的方式加工而成，其形状不一，尺寸不一，为了满足服役要求，往往将这类薄壁壳体焊接后使用。通常环焊缝区域是由两段不同锥度的大型薄壁壳体焊接而成，而焊接处还需要进一步减薄处理，减轻整体工件的重量。目前所使用的夹具大都为尺寸单一的靠模装夹，并不能适用于变锥度的环焊缝区域。随着制造精度的提升，焊缝区域壁厚通常需由几十毫米减薄至一毫米左右，传统的靠模、仿形装夹不能自适应定量调整装夹力，并且不能实现全表面装夹，致使工件变形程度大，制造精度低。另外，这类夹具专用性强，自动化程度低，致使制造成本的大幅提升。为此，迫切需要研制出一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具与自适应装夹方法。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具与自适应装夹方法。本专利技术所提供的夹具能够满足环焊缝区域全表面吸附支撑夹紧，定量调节吸附与支撑力，自适应定量施加装夹力，一次装夹便可实现整周加工，提高了加工精度与效率。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具，包括工作台1、支撑台2、定位压撑装置3、回转筒状吸附支撑模组4、回转锥壳吸附支撑模组5和PLC控制系统。所述变锥度旋压焊接薄壁件6包括回转筒状旋压焊接薄壁件6
‑
1、焊缝区域6
‑
2、回转锥壳旋压焊接薄壁件6
‑
3和底边6
‑
4。所述回转筒状吸附支撑模组4用于为回转筒状旋压焊接薄壁件6
‑
1提供夹紧力；所述回转锥壳吸附支撑模组5用于为回转锥壳旋压焊接薄壁件6
‑
3提供夹紧力。所述支撑台2实现回转筒状吸附支撑模组4、回转锥壳吸附支撑模组5与待加工零件的高度配合，并具有一定承载作用。所述定位压撑装置3实现大型变锥度旋压焊接件底边6
‑
4的定位，定位压撑装置3同时具备压紧底边6
‑
4与内撑拉紧焊接件内壁的作用。所述PLC控制系统集成气路控制、伺服电动缸控制可实现自动装夹，基于力传感器可对不同区域、不同壁厚施加不同装夹力而实现自适应装夹。
[0006]所述工作台1为常见的机床工作台。
[0007]所述支撑台2设于工作台1上，包括安装面板2
‑
1、工型柱2
‑
2和固定面板2
‑
3。其中，安装面板2
‑
1与固定面板2
‑
3为扁圆柱状，工型柱2
‑
2为工字型。安装面板2
‑
1通过工型柱2
‑
2与固定面板2
‑
3连接。工型柱2
‑
2的数量可根据尺寸与承载能力确定。
[0008]所述定位压撑装置3设有多个，围绕支撑台2均匀设于工作台1上；其包含手轮3
‑
1、滚动轴承3
‑
2、万向球阀结构3
‑
3、内撑拉紧橡胶板3
‑
4、压板3
‑
5、限位压板3
‑
6、球阀固定板3
‑
7、尾部固定板3
‑
8、工件支撑板3
‑
9、滚珠丝杆3
‑
10、U型支撑架3
‑
11、定位压撑下部分固定板3
‑
12和柔性增高连接板3
‑
13。其中，定位压撑下部分固定板3
‑
12安装在柔性增高连接板3
‑
13上；U型支撑架3
‑
11为中空型，固定在定位压撑下部分固定板3
‑
12上；尾部固定板3
‑
8固定在U型支撑架3
‑
11末端。滚珠丝杠3
‑
10两端分别与U型支撑架3
‑
11前端及尾部固定板3
‑
8上的滚动轴承3
‑
2配合，同时与位于尾部固定板3
‑
8外侧的手轮3
‑
1连接。球阀固定板3
‑
7安装在滚珠丝杆3
‑
10上，转动手轮3
‑
1可带动球阀固定板3
‑
7在U型支撑架3
‑
11上移动。限位压板3
‑
6位于U型支撑架3
‑
11顶部，与球阀固定板3
‑
7间隙配合，用于限制球阀固定板。所述万向球阀结构3
‑
3与球阀固定板3
‑
7连接，万向球阀结构3
‑
3具有一定柔性，可改变内撑拉紧橡胶板3
‑
4的角度。内撑拉紧橡胶板3
‑
4与万向球阀结构3
‑
3固定。所述工件支撑板3
‑
9固定在U型支撑架3
‑
11顶部、且位于尾部固定板3
‑
8侧，压板3
‑
5通过螺栓安装在工件支撑板3
‑
9上，用于压紧工件。
[0009]所述回转筒状吸附支撑模组4包括圆筒随形支撑装置4
‑
1、真空吸附支撑头4
‑
2、卡箍4
‑
3、真空吸附支撑头连接板4
‑
4、力传感器连接板4
‑
5、力传感器4
‑
6、直固定座4
‑
7、伺服电动缸4
‑
8、伺服电动缸固定座4
‑
9、直筒支撑台连接板4
‑
10和滑台模组4
‑
11。其中，真空吸附支撑头4
‑
2一端通过卡箍4
‑
3与圆筒随形支撑装置4
‑
1连接，另一端固定在真空吸附支撑头连接板4
‑
4上。所述真空吸附支撑头连接板4
‑
4、力传感器连接板4
‑
5、力传感器4
‑
6、直固定座4
‑
7、伺服电动缸4
‑
8依次相连。所述伺服电动缸4
‑
8通过伺服电动缸固定座4
‑
9连接在直筒支撑台连接板4
‑
10上；直固定座4
‑
7底部通过滑台模组4
‑
11安装在直筒支撑台连接板4
‑
10上，可沿滑台模组4
‑
11移动。所述直筒支撑台连接板4
‑
10安装在支撑台2上。所述力传感器4
‑
6与P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具，其特征在于，该夹具包括工作台(1)、支撑台(2)、定位压撑装置(3)、回转筒状吸附支撑模组(4)、回转锥壳吸附支撑模组(5)和PLC控制系统；所述支撑台(2)设于工作台(1)上；所述定位压撑装置(3)设有多个，围绕支撑台(2)均匀设于工作台(1)上，用于定位大型变锥度旋压焊接件底边，同时压紧焊接件底边与内撑拉紧焊接件内壁；所述回转筒状吸附支撑模组(4)包括圆筒随形支撑装置(4
‑
1)、真空吸附支撑头(4
‑
2)、卡箍(4
‑
3)、真空吸附支撑头连接板(4
‑
4)、力传感器连接板(4
‑
5)、力传感器(4
‑
6)、直固定座(4
‑
7)、伺服电动缸(4
‑
8)、直筒支撑台连接板(4
‑
10)和滑台模组(4
‑
11)；其中，真空吸附支撑头(4
‑
2)一端通过卡箍(4
‑
3)与圆筒随形支撑装置(4
‑
1)连接，另一端固定在真空吸附支撑头连接板(4
‑
4)上；所述真空吸附支撑头连接板(4
‑
4)、力传感器连接板(4
‑
5)、力传感器(4
‑
6)、直固定座(4
‑
7)、伺服电动缸(4
‑
8)依次相连；所述伺服电动缸(4
‑
8)固定在直筒支撑台连接板(4
‑
10)上；直固定座(4
‑
7)底部通过滑台模组(4
‑
11)安装在直筒支撑台连接板(4
‑
10)上，能沿滑台模组(4
‑
11)移动；所述直筒支撑台连接板(4
‑
10)安装在支撑台(2)上；所述回转锥壳吸附支撑模组(5)包括锥壳随形支撑装置(5
‑
6)、真空吸附支撑头(4
‑
2)、卡箍(4
‑
3)、真空吸附支撑头连接板(4
‑
4)、力传感器连接板(4
‑
5)、力传感器(4
‑
6)、斜固定座(5
‑
7)、伺服电动缸(4
‑
8)、伺服电动缸固定座(4
‑
9)、锥壳支撑台连接板(5
‑
8)和滑台模组(4
‑
11)；回转锥壳吸附支撑模组(5)与回转筒状吸附支撑模组(4)的结构区别在于锥壳随形支撑装置(5
‑
6)、斜固定座(5
‑
7)及锥壳支撑台连接板(5
‑
8)；其锥壳随形支撑装置(5
‑
6)中的橡胶内撑板为回转锥状，带有角度从而与回转锥壳旋压焊接薄壁件相适应；斜固定座(5
‑
7)中的斜面板的角度与回转锥壳旋压焊接薄壁件相适应；锥壳支撑台连接板(5
‑
8)为扁平状；所述回转筒状吸附支撑模组(4)与回转锥壳吸附支撑模组(5)沿变锥度环焊缝区域周向间隔布置，依次排列，二者数量相等；所述PLC控制系统包括上位机、触摸屏、控制器、连接器
‑
IO从站、伺服电机与驱动器；其通讯方式采用总线方式，通过此通讯方式实现m个伺服电机与伺服驱动器同步运动；所述连接器
‑
IO从站包含N个电流模拟量和3*n个开关量；其电流模拟量控制力传感器，开关量控制真空吸附支撑头的真空吸附气孔、支撑杆固定气孔与支撑杆复位气孔。2.根据权利要求1所述的一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具，其特征在于，所述定位压撑装置(3)包含手轮(3
‑
1)、滚动轴承(3
‑
2)、万向球阀结构(3
‑
3)、内撑拉紧橡胶板(3
‑
4)、压板(3
‑
5)、限位压板(3
‑
6)、球阀固定板(3
‑
7)、尾部固定板(3
‑
8)、工件支撑板(3
‑
9)、滚珠丝杆(3
‑
10)、U型支撑架(3
‑
11)、定位压撑下部分固定板(3
‑
12)和柔性增高连接板(3
‑
13)；其中，定位压撑下部分固定板(3
‑
12)安装在柔性增高连接板(3
‑
13)上；U型支撑架(3
‑
11)为中空型，固定在定位压撑下部分固定板(3
‑
12)上；尾部固定板(3
‑
8)固定在U型支撑架(3
‑
11)末端；滚珠丝杠(3
‑
10)两端分别与U型支撑架(3
‑
11)前端及尾部固定板(3
‑
8)上的滚动轴承(3
‑
2)配合，同时与位于尾部固定板(3
‑
8)外侧的手轮(3
‑
1)连接；球阀固定板(3
‑
7)安装在滚珠丝杆(3
‑
10)上，转动手轮(3
‑
1)带动球阀固定板(3
‑
7)在U型支撑架(3
‑
11)上移动；限位压板(3
‑
6)位于U型支撑架(3
‑
11)顶部，与球阀固定板(3
‑
7)间隙配合，用于限制球阀固定板；所述万向球阀结构(3
‑
3)与球阀固定板(3
‑
7)连接，内撑拉紧橡胶板(3
‑
4)与
万向球阀结构(3
‑
3)固定；所述工件支撑板(3
‑
9)固定在U型支撑架(3
‑
11)顶部、且位于尾部固定板(3
‑
8)侧，压板(3
‑
5)安装在工件支撑板(3
‑
9)上，用于压紧工件。3.根据权利要求1或2所述的一种变锥度环焊缝区域全表面吸附支撑夹具，其特征在于，所述真空吸附支撑头(4
‑
2)包含真空吸附盘(4
‑2‑
6)、支撑杆固定气孔(4
‑2‑
5)、真空吸附气孔(4
‑2‑
4)、支撑杆复位气孔(4
‑2‑
3)、旋紧手柄(4
‑2‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海波，方锐，赵九龙，杨凯，王天明，仉恒毅，赖小明，王永青，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：