[发明专利]一种弱刚性工件混联智能夹具装置

说明书

本发明公开了一种弱刚性工件混联智能夹具装置，包括信息采集部分、控制部分、执行部分，其特征在于：所述执行部分包括行走机构，所述行走机构的上端连接有二自由度支撑头座，所述二自由度支撑头座的上端连接有支撑头总成，所述支撑头总成用于与工件相配合，所述信息采集部分包括安装在支撑头总成上的振动位移传感器，所述控制部分包括与各振动位移传感器相连的控制模块和控制行走机构和支撑头总成的运动控制器。本发明的弱刚性工件混联智能夹具装置能够实现支撑头在任意方向与薄壁件表面法向精准贴合，从而主动抑制大型薄壁件的加工振动和变形，提升薄壁件的动态可加工性；本装置采用串联与并联的混合方式，具有响应快，驱动性能好的特点。

技术领域

本发明涉及工件装夹领域，尤其涉及一种弱刚性工件混联智能夹具装置。

背景技术

大型板壳类薄壁结构件由于重量轻、强度高、力学性能一致性好等特点，在汽车、航空工业中得到了广泛的运用。而这类整体薄壁结构件尺寸大、相对强度较低、形状精度要求高，在铣削力的作用下极易产生变形和振动，给制造带来了巨大的挑战。

可重构若刚性夹具在加工操作时合理的多点定位、支撑和夹持，对于保持加工特征的形状精度、尺寸精度和控制整体结构形状精度起着至关重要的作用。广泛应用于飞机蒙皮化铣刻线、空间异性薄板零件加工、复合材料零件钻孔和修整等，应用前景十分广阔。

在当前大型板壳类薄壁件加工时，夹具布局是提前规划完成的，在整个装配或加工过程中始终保持不变，或人为介入才能做少量重构工作。这种夹具加工为了保证精度，布置支撑点时过于密集，和模具作用相当。然而在加工大型板壳类薄壁件时，薄壁件上的窗、孔系等待加工特征或者连续切削表面由于加工特征分布复杂，事先规划出的不可变的夹具难以适应，加工精度也无法保证。

因此，有必要开发一种高柔性抗变形和抑制振动的自重构若刚性混联智能夹具装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种弱刚性工件混联智能夹具装置，此装置可根据移动切削载荷位置变化而主动自重构，以此来抑制大型薄壁件的加工振动和变形，提升薄壁件的动态可加工性，从而提高工件的表面质量。

本发明所采用的技术方案为：一种弱刚性工件混联智能夹具装置，包括信息采集部分、控制部分、执行部分，其特征在于：所述执行部分包括行走机构，所述行走机构的上端连接有二自由度支撑头座，所述二自由度支撑头座的上端连接有支撑头总成，所述支撑头总成用于与工件相配合，所述信息采集部分包括安装在支撑头总成上的用于获取工件在切削力作用下产生的振动位移和工件振动频率的振动位移传感器，所述控制部分包括与各振动位移传感器相连的控制模块和控制行走机构和支撑头总成的运动控制器。

按上述技术方案，所述行走机构包括动平台和安设在动平台下方的基座，在动平台的周围设置有多组可伸缩式腿部机构，所述可伸缩式腿部机构的上端通过半轴与动平台相连，下端通过夹紧机构与基座相连，所述半轴通过第一电磁离合器与动平台相连。

按上述技术方案，可伸缩式腿部机构包括腿部支撑结构和可翻转结构，在每个半轴的两侧对称设置有两组腿部支撑结构，所述腿部支撑结构包括上U型叉、电动缸、螺纹杆、螺纹杆套、腿部支撑，所述可翻转结构包括第二电磁离合器、下U型叉、第三电磁离合器，所述上U型叉与半轴固定连接，电动缸固设在上U型叉内，电动缸的输出轴与螺纹杆的上端相连，所述螺纹杆的下端与螺纹杆套的上端通过螺纹相配置，所述螺纹杆套的下端与腿部支撑的上端相固连，两组腿部支撑结构的腿部支撑的下端均通过第二电磁离合器与下U型叉转动连接，所述下U型叉的下端通过第三电磁离合器与夹紧机构相连，所述夹紧机构与安设在基座上的支撑销相配置。

按上述技术方案，所述夹紧机构为气动夹头。

按上述技术方案，所述可伸缩式腿部机构为四组。