本發(fā)明屬于柔性薄板裝配技術領域，涉及一種基于十字滑臺的柔性薄板定位夾具。

背景技術：

柔性薄板廣泛應用于汽車車身、飛機機身及機翼等產(chǎn)品中，相對于剛性工件來說，柔性薄板在裝配定位時，由于其剛性小、易變形的特點，傳統(tǒng)上適用于剛性工件的“3-2-1”定位原則難以保證柔性薄板定位的準確性和穩(wěn)定性。由于柔性薄板在焊接過程中易于變形，因此，采用另一種定位原理——“N-2-1”定位策略(N大于3)，相較于剛性工件的六點定位原理(即“3-2-1”)，更適用于柔性薄板，能夠顯著減少柔性薄板在主平面方向的變形。

在對柔性薄板進行裝配時，往往需要建立柔性薄板裝配偏差分析模型，并根據(jù)夾具定位點的釋放模式的不同，建立過定位釋放和完全釋放兩種模式下的柔性薄板裝配偏差分析模型。柔性薄板裝配偏差分析模型的建立過程較為困難，需采用多次試驗進行驗證，以提高裝配偏差分析的精度。然而，目前在汽車等產(chǎn)品的制造工廠中，所用夾具大多為專用夾具，通用性差，難于改變定位策略和定位點位置，因而更難以建立柔性薄板裝配偏差分析模型，因此，研制出能夠用于柔性薄板可變定位策略的夾具，并以此進行裝配過程試驗，對提高柔性薄板裝配偏差分析的精度非常重要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種能夠滿足不同類型的柔性薄板對定位點位置和多樣化定位策略的需求的基于十字滑臺的柔性薄板定位夾具。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種基于十字滑臺的柔性薄板定位夾具，該夾具包括底座、設置在底座上的夾具底板以及多個設置在夾具底板上的十字滑臺定位機構，所述的十字滑臺定位機構包括設置在夾具底板上的十字滑臺、設置在十字滑臺上的夾頭底板以及設置在夾頭底板上的夾頭組件，該夾頭組件對柔性薄板進行定位。

通過選擇不同數(shù)量的十字滑臺定位機構及每個十字滑臺定位機構中的夾頭組件數(shù)，實現(xiàn)“N-2-1”定位。

若柔性薄板的形狀為方形，則十字滑臺定位機構優(yōu)選為4個，且均勻布設在夾具底板上，對應于柔性薄板的四角，每個十字滑臺定位機構對柔性薄板一個角處相鄰的兩條邊進行定位。

所述的夾頭底板上至少設有一個夾頭組件，優(yōu)選為2個，并且這2個夾頭組件同時對柔性薄板進行定位。

所述的十字滑臺包括設置在夾具底板上的X軸基座、沿X軸方向滑動設置在X軸基座上的X軸滑塊以及設置在X軸滑塊上的Y軸基座。

作為優(yōu)選的技術方案，所述的X軸基座上沿X軸方向設有X向絲桿螺母，所述的X軸滑塊設置在X向絲桿螺母中的螺母上。

作為進一步優(yōu)選的技術方案，所述的X軸基座上設有與X向絲桿螺母傳動連接的X向步進電機，該X向步進電機帶動X向絲桿螺母中的絲桿轉動，從而使X向絲桿螺母中的螺母沿X軸方向移動。

所述的十字滑臺還包括沿Y軸方向滑動設置在Y軸基座上的Y軸滑塊，所述的夾頭底板設置在Y軸滑塊上。所述的夾頭底板通過螺栓與Y軸滑塊固定連接。

作為優(yōu)選的技術方案，所述的Y軸基座上沿Y軸方向設有Y向絲桿螺母，所述的Y軸滑塊設置在Y向絲桿螺母中的螺母上。

作為進一步優(yōu)選的技術方案，所述的Y軸基座上設有與Y向絲桿螺母傳動連接的Y向步進電機，該Y向步進電機帶動Y向絲桿螺母中的絲桿轉動，從而使Y向絲桿螺母中的螺母沿Y軸方向移動。

所述的X軸滑塊和Y軸滑塊的有效行程優(yōu)選為400mm。

所述的夾頭底板上開設有多個夾頭底板孔。所述的夾頭底板孔優(yōu)選為螺孔。所述的夾頭底板孔便于對夾頭組件進行安裝，并調(diào)節(jié)夾頭組件在Z軸方向上的位置。

所述的夾頭組件包括沿Z軸方向設置在夾頭底板上的第一雙頭螺栓、分別套設在第一雙頭螺栓上的第一螺母、夾頭支架以及設置在夾頭支架上的夾頭，所述的第一雙頭螺栓通過夾頭底板孔設置在夾頭底板上，所述的夾頭支架通過第一螺母沿Z軸方向移動設置在第一雙頭螺栓上。所述的夾頭支架上開設有夾頭支架孔，所述的夾頭通過夾頭支架孔安裝在夾頭支架上，夾頭對柔性薄板進行定位。所述的第一雙頭螺栓通過夾頭底板孔設置在夾頭底板上。通過旋進或旋出第一螺母，以及改變第一雙頭螺栓伸入夾頭底板孔內(nèi)的長度，以改變夾頭支架在Z軸方向上的位置，從而更好地對柔性薄板進行定位。

作為優(yōu)選的技術方案，所述的夾頭組件包括2個設置在夾頭底板上的第一雙頭螺栓，每個第一雙頭螺栓均設有第一螺母，2個第一雙頭螺栓同時穿過夾頭支架，并通過各自的第一螺母對夾頭支架在Z軸方向上的位置進行定位。采用2個第一雙頭螺栓，能夠避免夾頭支架繞Z軸方向轉動，而影響對柔性薄板定位的穩(wěn)定性和準確性。

所述的第一雙頭螺栓的長度優(yōu)選為60-100mm。

所述的夾具底板上開設有多個夾具底板孔。所述的X軸基座通過夾具底板孔固定設置在夾具底板上。所述的夾具底板孔優(yōu)選為螺孔。

所述的夾具底板上還設有輔助定位組件。該輔助定位組件通過夾具底板孔設置在夾具底板上。

所述的輔助定位組件包括沿Z軸方向設置在夾具底板上的第二雙頭螺栓、設置在第二雙頭螺栓上的定位銷支架以及設置在定位銷支架上的定位銷。所述的第二雙頭螺栓通過夾具底板孔設置在夾具底板上。

作為優(yōu)選的技術方案，所述的定位銷沿X軸方向或沿Y軸方向設置，分別從X軸方向或Y軸方向對柔性薄板的邊進行定位，以進一步提高對柔性薄板定位的穩(wěn)定性和準確性。

所述的第二雙頭螺栓上套設有第二螺母，所述的定位銷支架通過第二螺母沿Z軸方向移動設置在第二雙頭螺栓上。通過旋進或旋出第二螺母，以及改變第二雙頭螺栓伸入夾具底板孔內(nèi)的長度，以調(diào)整定位銷支架在Z軸方向上的位置，使定位銷能夠準確地對柔性薄板的邊進行定位。

所述的輔助定位組件還包括沿Z軸方向設置在夾具底板上的第三雙頭螺栓以及設置在第三雙頭螺栓頂部的支撐銷。所述的第三雙頭螺栓通過夾具底板孔設置在夾具底板上。通過旋進或旋出第三雙頭螺栓，以調(diào)整第三雙頭螺栓露出夾具底板的長度，進而改變支撐銷在Z軸方向上的位置，并通過支撐銷對柔性薄板的下表面進行支撐，防止柔性薄板沿Z軸方向凹陷變形。

所述的第二雙頭螺栓及第三雙頭螺栓的長度均優(yōu)選為160-200mm。

所述的輔助定位組件可根據(jù)實際需要設置多個，以增強對柔性薄板的定位效果。

本發(fā)明在實際應用時，根據(jù)柔性薄板的形狀和大小，選擇十字滑臺定位機構及輔助定位組件的個數(shù)及其分別在夾具底板上的分布，并通過十字滑臺調(diào)整夾頭底板在XOY平面上的位置；之后分別調(diào)整第一螺母、第一雙頭螺栓、第二螺母、第二雙頭螺栓及第三雙頭螺栓，以調(diào)節(jié)夾頭支架、定位銷支架及支撐銷在Z軸方向上的位置；最后放入柔性薄板，通過夾頭固定柔性薄板的邊，并通過定位銷進一步對柔性薄板的邊進行定位，同時通過支撐銷對柔性薄板的下表面進行支撐，進而對柔性薄板進行準確定位，并保持定位的穩(wěn)定性。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下特點：

1)通過采用多點定位，顯著減少了柔性薄板在主平面方向的變形，大大加強了柔性薄板的定位精度及定位的穩(wěn)定性；

2)能夠根據(jù)柔性薄板的形狀和大小，靈活地調(diào)節(jié)定位點的位置和數(shù)量，以滿足不同類型的柔性薄板對定位點位置和多樣化定位策略的需求，且調(diào)節(jié)過程簡單，調(diào)節(jié)精度高；

3)通用性好，應用廣泛，既可用于小批量柔性薄板的裝配生產(chǎn)，也可用于進行柔性薄板裝配過程試驗，使試驗更加方便，且能夠建立更為準確的柔性薄板裝配偏差分析模型，進而提高柔性薄板裝配的精度。

附圖說明

圖1為實施例1中定位夾具的整體結構示意圖；

圖2為實施例1中十字滑臺定位機構的結構示意圖；

圖3為實施例1中夾頭支架的結構示意圖；

圖中標記說明：

1—底座、2—夾具底板、3—夾具底板孔、4—X軸基座、41—X軸滑塊、5—Y軸基座、6—夾頭底板、61—夾頭底板孔、7—第一雙頭螺栓、8—夾頭支架、81—夾頭支架孔、9—第二雙頭螺栓、10—定位銷支架、11—定位銷、12—第三雙頭螺栓。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1：

如圖1所示的一種基于十字滑臺的柔性薄板定位夾具，該夾具包括底座1、設置在底座1上的夾具底板2以及四個設置在夾具底板2上的十字滑臺定位機構，如圖2所示，十字滑臺定位機構包括設置在夾具底板2上的十字滑臺、設置在十字滑臺上的夾頭底板6以及兩個設置在夾頭底板6上的夾頭組件，夾頭組件對柔性薄板進行定位。

其中，十字滑臺包括設置在夾具底板2上的X軸基座4、沿X軸方向滑動設置在X軸基座4上的X軸滑塊41以及設置在X軸滑塊41上的Y軸基座5。十字滑臺還包括沿Y軸方向滑動設置在Y軸基座5上的Y軸滑塊，夾頭底板6設置在Y軸滑塊上。

夾頭底板6上開設有多個夾頭底板孔61。夾頭組件包括沿Z軸方向設置在夾頭底板6上的第一雙頭螺栓7、分別套設在第一雙頭螺栓7上的第一螺母、夾頭支架8以及設置在夾頭支架8上的夾頭，第一雙頭螺栓7通過夾頭底板孔61設置在夾頭底板6上，夾頭支架8通過第一螺母沿Z軸方向移動設置在第一雙頭螺栓7上。如圖3所示，夾頭支架8上開設有夾頭支架孔81，夾頭通過夾頭支架孔81設置在夾頭支架8上。

夾具底板2上開設有多個夾具底板孔3。夾具底板2上還設有輔助定位組件。輔助定位組件包括沿Z軸方向設置在夾具底板2上的第二雙頭螺栓9、設置在第二雙頭螺栓9上的定位銷支架10以及設置在定位銷支架10上的定位銷11。第二雙頭螺栓9上套設有第二螺母，定位銷支架10通過第二螺母沿Z軸方向移動設置在第二雙頭螺栓9上。輔助定位組件還包括沿Z軸方向設置在夾具底板2上的第三雙頭螺栓12以及設置在第三雙頭螺栓12頂部的支撐銷。

定位夾具在實際應用時，根據(jù)柔性薄板的形狀和大小，選擇十字滑臺定位機構及輔助定位組件的個數(shù)及其分別在夾具底板2上的分布，并通過十字滑臺調(diào)整夾頭底板6在XOY平面上的位置；之后分別調(diào)整第一螺母、第一雙頭螺栓7、第二螺母、第二雙頭螺栓9及第三雙頭螺栓12，以調(diào)節(jié)夾頭支架8、定位銷支架10及支撐銷在Z軸方向上的位置；最后放入柔性薄板，通過夾頭固定柔性薄板的邊，并通過定位銷11進一步對柔性薄板的邊進行定位，同時通過支撐銷對柔性薄板的下表面進行支撐，進而對柔性薄板進行準確定位，并保持定位的穩(wěn)定性。

本定位夾具能夠實現(xiàn)主平面的8點定位，滿足從“3-2-1”定位到“8-2-1”定位的策略變化，實現(xiàn)定位策略的靈活變化。

實施例2：

本實施例中，十字滑臺定位機構共設有8個，其余同實施例1。

上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。