一種空氣干燥器閥座斜孔加工智能夾具及裝夾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械加工領(lǐng)域，涉及一種夾具，特別是涉及一種具有智能定位功能的空氣干燥器閥座斜孔加工夾具及裝夾方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣干燥器主要用于汽車領(lǐng)域，是汽車動力控制系統(tǒng)的重要組成部分。在空氣干燥器閥座的加工中，需要加工一系列斜度不一的深孔。通常在斜面上鉆孔需要專門設(shè)計一套夾具來輔助鉆孔加工。行業(yè)中最為常用的方法是制作一個由有斜度的工裝件、壓板和幾個螺栓組成的專用夾具。但是，對于這種夾具，工裝件的斜度在制作時就已經(jīng)固定，如果工件斜面的斜度不同，就需要重新設(shè)計加工一套專用夾具，所以這類夾具只能針對一類斜度的斜面工件，制作成本高、通用性差，只適用于批量較大的加工件。
[0003]為了解決小批量工件斜面鉆孔的鉆孔加工難題，則需要設(shè)計適用范圍比較廣的通用斜面鉆孔夾具。如授權(quán)公告號為CN202877925U的專利，就包括了一種斜面通用鉆孔夾具；該專利使用定位板和壓緊頭夾緊待加工工件，通過更換不同端口的定位板與夾緊頭實現(xiàn)不同斜面的鉆孔加工。又如公布號為CN102528491A的專利，也包括了一種能夠?qū)崿F(xiàn)不同斜度鉆孔加工的夾具。該專利能夠根據(jù)工件的形狀和待鉆孔斜面的斜度，通過調(diào)節(jié)固定板和工裝體頂面的夾角，使得待工件的斜面處于水平狀態(tài)，從而實現(xiàn)不同斜面的鉆孔加工。但是以上專利難以實現(xiàn)待加工孔位置斜度的精確化調(diào)整，不易保證孔的位置精度，故斜孔加工夾具實現(xiàn)智能化愈加重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有車用空氣干燥器閥座斜孔存在不同系列，導(dǎo)致其位置不同、加工定位困難、無專用夾具和加工自動化實現(xiàn)困難的不足，提供一種具有智能定位功能的空氣干燥器閥座斜孔加工夾具及裝夾方法。本發(fā)明是一種具有兩個旋轉(zhuǎn)自由度和兩個平移自由度的四軸聯(lián)動夾具及裝夾方法；是一種具有機器視覺識別閥座位置坐標(biāo)功能的夾具及裝夾方法；是一種具有加工斜孔位置坐標(biāo)自動搜尋算法的智能夾具及裝夾方法。
[0005]本發(fā)明的空氣干燥器閥座斜孔加工智能夾具，包括瑋向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機、瑋向旋轉(zhuǎn)軸、工件夾緊臺、攝像儀、氣動式鎖緊壓頭、鎖緊氣缸、氣缸支座、帶軸承座側(cè)板、第一水平軸向移動平臺、經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸、經(jīng)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機、底板、瑋向軸承座和第二水平軸向移動平臺。所述的攝像儀安裝于鉆床上，攝像儀的鏡頭中心軸線與鉆頭的中心軸線同軸；兩個鎖緊氣缸對稱設(shè)置，其底座均固定在氣缸支座上，氣缸支座與工件夾緊臺固定；兩個氣動式鎖緊壓頭分別固定在對應(yīng)鎖緊氣缸的活塞桿上；所述的工件夾緊臺底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)塊，旋轉(zhuǎn)塊開設(shè)有與經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸鍵連接的鍵槽孔；所述經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸的兩端均通過軸承支承在帶軸承座側(cè)板上；所述經(jīng)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機的底座固定在帶軸承座側(cè)板上，其輸出軸與經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸固定；所述帶軸承座側(cè)板的兩側(cè)對稱固定有兩根瑋向旋轉(zhuǎn)軸，瑋向旋轉(zhuǎn)軸與經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置；兩根瑋向旋轉(zhuǎn)軸均通過軸承支承在瑋向軸承座上；所述的瑋向軸承座固定在底板頂部；一根瑋向旋轉(zhuǎn)軸的端部開設(shè)有鍵槽孔，瑋向伺服電機的輸出軸與瑋向旋轉(zhuǎn)軸的鍵槽孔通過鍵連接；所述瑋向伺服電機的底座固定在瑋向軸承座上；第二水平軸向移動平臺和第一水平軸向移動平臺依次設(shè)置在底板底部；所述第二水平軸向移動平臺的第二滑塊與底板固定，驅(qū)動底板；所述第一水平軸向移動平臺的第一滑塊與第二水平軸向移動平臺固定，驅(qū)動第二水平軸向移動平臺。
[0006]所述氣動式鎖緊壓頭的底部為平行于工件夾緊臺頂面的平面。
[0007]所述的工件夾緊臺頂部固定有擋邊和四個圓柱形的限位突起。
[0008]所述瑋向伺服電機的底座固定在瑋向軸承座開設(shè)的四個螺紋孔內(nèi)。
[0009]所述的經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸為階梯軸，其中間軸段開設(shè)有與工件夾緊臺的鍵槽孔鍵連接的鍵槽。
[0010]所述的帶軸承座側(cè)板為環(huán)狀板；帶軸承座側(cè)板開設(shè)有四個螺紋孔，用于固定經(jīng)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機。
[0011]所述的第一水平軸向移動平臺包括第一絲桿、第一光桿、第一滑塊和第一移動平臺；所述的第一絲桿通過軸承支承在第一移動平臺上，且通過伺服電機驅(qū)動；所述的第一滑塊與第一絲桿構(gòu)成螺旋副，且套置在與第一移動平臺固定的兩根第一光桿上。
[0012]所述的第二水平軸向移動平臺包括第二絲桿、第二光桿、第二滑塊和第二移動平臺；所述的第二絲桿通過軸承支承在第二移動平臺上，且通過伺服電機驅(qū)動；所述的第二滑塊與第二絲桿構(gòu)成螺旋副，且套置在與第二移動平臺固定的兩根第二光桿上。
[0013]所述的瑋向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機、經(jīng)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機、鎖緊氣缸、攝像儀以及驅(qū)動第一水平軸向移動平臺和第二水平軸向移動平臺的伺服電機均與控制器連接；控制器與PC端連接。
[0014]本發(fā)明的空氣干燥器閥座斜孔加工智能夾具裝夾方法，具體步驟如下:
步驟1、往PC端輸入待加工空氣干燥器閥座的實體造型信息作為參照，工件夾緊臺復(fù)位至坐標(biāo)系原點，工人將待加工空氣干燥器閥座安裝到工件夾緊臺后，氣動式鎖緊壓頭壓緊待加工空氣干燥器閥座，至此待加工空氣干燥器閥座的六個自由度被完全限制。
[0015]步驟2、攝像儀開始采集圖像，并將采集到的圖像經(jīng)控制器傳給PC端和第一個待加工孔位置進行比對，控制器將空間位置的姿態(tài)角換算成各個伺服電機輸出軸的轉(zhuǎn)動角度，從而實現(xiàn)瑋向旋轉(zhuǎn)軸、經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸、第二水平軸向移動平臺和第一水平軸向移動平臺的聯(lián)動，先后對工件夾緊臺位置進行粗調(diào)和微調(diào)。
[0016]步驟3、第一個待加工孔位置初次調(diào)整后，攝像儀再次采集圖像，比對PC端的實體造型信息，若不符合繼續(xù)重復(fù)調(diào)整工件夾緊臺位置，直至鉆頭對準(zhǔn)第一個待加工孔的中心軸線，鉆床開始工作，鉆完第一個待加工孔。
[0017]步驟4、重復(fù)步驟2和3，完成同一個空氣干燥器閥座的所有斜孔加工。
[0018]本發(fā)明具有的有益效果:
1、本發(fā)明是一種具有兩個旋轉(zhuǎn)自由度和兩個平移自由度的四軸聯(lián)動夾具及裝夾方法，使得加工空氣干燥器閥座任意傾斜角度的深孔不再需要專屬的夾具，也適用于其它工件斜孔的加工，實現(xiàn)了同一工件僅需一次夾持便可完成所有孔的加工；
2、本發(fā)明具有自動識別閥座位置坐標(biāo)的功能，實現(xiàn)了智能化精確調(diào)整，改進了普通斜孔加工夾具在鉆孔時存在的人工調(diào)整等誤差因素。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖；
圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖；
圖3為本發(fā)明的俯視圖；
圖4為本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0021 ] 如圖1、2和3所示，一種空氣干燥器閥座斜孔加工智能夾具，包括瑋向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機1、瑋向旋轉(zhuǎn)軸2、工件夾緊臺3、攝像儀4、氣動式鎖緊壓頭5、鎖緊氣缸、氣缸支座6、瑋向滾動軸承7、帶軸承座側(cè)板8、第一水平軸向移動平臺9、經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸10、經(jīng)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機11、經(jīng)向滾動軸承12、底板13、瑋向軸承座14和第二水平軸向移動平臺15。
[0022]攝像儀4安裝于鉆床上，用于捕捉和校準(zhǔn)工件位置；攝像儀4的鏡頭中心軸線與鉆頭的中心軸線同軸，使智能夾具位于預(yù)設(shè)位置時鉆頭的中心軸線恰好能對準(zhǔn)工件夾緊臺的中心位置。兩個鎖緊氣缸對稱設(shè)置，其底座均固定在氣缸支座6上，氣缸支座6與工件夾緊臺3固定；兩個氣動式鎖緊壓頭5分別固定在對應(yīng)鎖緊氣缸的活塞桿上；氣動式鎖緊壓頭5的底部為平行于工件夾緊臺3頂面的平面，用于限定工件垂直方向的自由度。工件夾緊臺3頂部固定有擋邊和四個圓柱形的限位突起，用于限定工件水平方向的自由度。工件夾緊臺3底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)塊，旋轉(zhuǎn)塊開設(shè)有與經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸10鍵連接的鍵槽孔；經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸10的兩端均通過經(jīng)向滾動軸承12支承在帶軸承座側(cè)板8上；經(jīng)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機11的底座固定在帶軸承座側(cè)板8上，其輸出軸與經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸10固定，驅(qū)動經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸10實現(xiàn)工件夾緊臺3的第一個旋轉(zhuǎn)自由度。帶軸承座側(cè)板8的兩側(cè)對稱固定有兩根瑋向旋轉(zhuǎn)軸2 (瑋向旋轉(zhuǎn)軸2也可與帶軸承座側(cè)板8鑄為一體)，瑋向旋轉(zhuǎn)軸2與經(jīng)向旋轉(zhuǎn)軸10垂直設(shè)置。兩根瑋向旋轉(zhuǎn)軸2均通過瑋向滾動軸承7支承在瑋向軸承座14上；瑋向軸承座14固定在底板13頂部；一根瑋向旋轉(zhuǎn)