三坐標(biāo)測(cè)量用超輕量化夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)用夾具，尤其涉及一種三坐標(biāo)測(cè)量用超輕量化夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是通過測(cè)頭系統(tǒng)與工件的相對(duì)移動(dòng)，探測(cè)工件表面點(diǎn)三維坐標(biāo)的測(cè)量系統(tǒng)。通過將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間，利用接觸或非接觸探測(cè)系統(tǒng)獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，由軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算比較，求被測(cè)物體實(shí)際的輪廓值與理論的輪廓值之間的偏差值，從而判斷該物體是否滿足精度要求。汽車零部件具有品質(zhì)要求高、批量大、形狀各異的特點(diǎn)，因此，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是完成各種汽車零部件幾何量測(cè)量與品質(zhì)控制的理想解決方案。汽車零部件，比如各種鈑金單件、焊接件或總成，需要定位固定在夾具上，再通過夾具與測(cè)量機(jī)的平臺(tái)定位，從而確定汽車零部件在測(cè)量機(jī)的空間位置而進(jìn)行測(cè)量。由于需要檢測(cè)的汽車零部件體積和重量較大，因而夾具的體積和重量也相應(yīng)較大，以滿足支承強(qiáng)度的要求，這種傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量用夾具一般包括支架和定位夾持裝置，定位夾持裝置用于夾持定位待測(cè)零部件，定位夾持裝置固定在支架上，而支架由碳鋼件焊接或鋁合金型材組裝而成，支架為矩形框架結(jié)構(gòu)或在底板上固定一些豎立的支板而構(gòu)成，這種傳統(tǒng)的測(cè)量用夾具非常笨重，在使用和運(yùn)輸中帶來不便，并且浪費(fèi)制造材料，重復(fù)使用率低。雖然鋁合金型材的質(zhì)量有所降低，但矩形框架結(jié)構(gòu)還是相當(dāng)笨重，并且鋁合金型材的線膨脹系數(shù)高，在加工中要考慮溫度對(duì)尺寸的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種三坐標(biāo)測(cè)量用超輕量化夾具，它重量輕，使用和運(yùn)輸方便，節(jié)省制造材料和資源，而且可以拆裝，重復(fù)使用率高。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種三坐標(biāo)測(cè)量用超輕量化夾具，包括支架以及支架上安裝的定位夾持裝置，所述支架包括關(guān)節(jié)和支撐桿，關(guān)節(jié)將支撐桿連接，支撐桿的兩端均插裝在關(guān)節(jié)中，所述定位夾持裝置分別安裝在支架頂部的若干第一層級(jí)關(guān)節(jié)上，所述第一層級(jí)關(guān)節(jié)由至少三根傾斜的第一支撐桿支承構(gòu)成第一層錐形空間架構(gòu)，第一支撐桿的下端插裝在第二層級(jí)關(guān)節(jié)中，第二層級(jí)關(guān)節(jié)等高布置并且通過水平支撐桿相連接；根據(jù)夾具的高度，支架包括一層或一層以上的錐形空間架構(gòu)，在底層的錐形空間架構(gòu)的下端關(guān)節(jié)上，布置有與測(cè)量平臺(tái)定位連接用的地腳。
[0005]進(jìn)一步地，為獲得需要的高度和適當(dāng)?shù)闹С袕?qiáng)度并且保證輕量化，所述支架為兩層錐形空間架構(gòu)，第二錐形空間架構(gòu)由第二層級(jí)關(guān)節(jié)、第二支撐桿、第三層級(jí)關(guān)節(jié)以及連接第三層級(jí)關(guān)節(jié)的水平支撐桿構(gòu)成。
[0006]進(jìn)一步地，所述關(guān)節(jié)為球形，所述第一層級(jí)關(guān)節(jié)的頂部為平面，所述支撐桿為碳纖維管。采用球形關(guān)節(jié)，可以支撐多種傾斜角度的支撐桿，支撐桿與球形關(guān)節(jié)的連接段軸線通過球心，球形關(guān)節(jié)受力更好，支撐強(qiáng)度更高，并且關(guān)節(jié)上設(shè)置的連接孔通過關(guān)節(jié)的球心，連接孔為垂直孔，方便加工；支撐桿采用碳纖維管，進(jìn)一步提高了支架的輕量化，碳纖維管具有強(qiáng)度高，壽命長、耐腐蝕，質(zhì)量輕、低密度等優(yōu)點(diǎn)，并且熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定，適宜制造檢測(cè)用支架，在加工中溫度對(duì)其尺寸的影響小。
[0007]進(jìn)一步地，為方便加工，并盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，所述關(guān)節(jié)為兩個(gè)半球腔連接而成，所述支撐桿包括非轉(zhuǎn)向支撐桿，非轉(zhuǎn)向支撐桿的兩端設(shè)置有帶內(nèi)螺紋的連接套，螺栓從半球腔內(nèi)穿過半球腔旋入連接套，將關(guān)節(jié)和支撐桿連接。
[0008]進(jìn)一步地，為了避免相鄰支撐桿在端部發(fā)生干涉，所述非轉(zhuǎn)向支撐桿的連接套也可以是錐形套，連接套在靠近關(guān)節(jié)的一端直徑逐漸縮小，這樣能避免干涉，當(dāng)然，如果裝配空間足夠，連接套還是盡量使用柱形套，可以最大強(qiáng)度的保證框架的穩(wěn)定性。
[0009]進(jìn)一步地，為方便加工，并盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，所述關(guān)節(jié)為兩個(gè)半球腔連接而成，所述支撐桿還包括轉(zhuǎn)向支撐桿，轉(zhuǎn)向支撐桿的兩端設(shè)置有帶內(nèi)螺紋的連接套，轉(zhuǎn)向支撐桿的一端或兩端通過轉(zhuǎn)向接頭與關(guān)節(jié)連接；所述轉(zhuǎn)向接頭包括一對(duì)配合的球座和球頭，轉(zhuǎn)向接頭的兩端分別設(shè)有與連接套配合的螺桿以及與關(guān)節(jié)內(nèi)穿出的螺栓相配合的螺孔。轉(zhuǎn)向支撐桿可以在一定的角度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以避免相鄰支撐桿在端部發(fā)生干涉。并且在設(shè)計(jì)整個(gè)框架時(shí)減少制約條件，保證各種傾斜角度的支撐桿都能在有限外徑的球形關(guān)節(jié)上得到插裝，并且關(guān)節(jié)上的連接孔為通過球心的徑向孔，方便加工，受力好。
[0010]進(jìn)一步地，為方便加工和裝配，所述球座由座桿、連接座和外套依次裝配而成，座桿上設(shè)置有外螺紋而形成螺桿，螺桿上套有螺母，連接座和外套對(duì)接而形成包容球頭的內(nèi)凹球面，所述球頭的一端設(shè)有帶螺孔的底座。
[0011]進(jìn)一步地，所述半球腔一大一小，兩半球腔的對(duì)接部位設(shè)有相互嵌合的齒和槽，所述支撐桿安裝在大半球腔上，小半球腔與大半球腔通過螺栓連接固定。
[0012]進(jìn)一步地，為獲得適當(dāng)?shù)闹С袕?qiáng)度并且輕量化，所述支架為一層或兩層錐形空間架構(gòu)，所述支撐桿的外徑為15 — 25mm。
[0013]進(jìn)一步地，所述地腳和關(guān)節(jié)為鋁合金材質(zhì)，地腳至少為三個(gè)，地腳與所述關(guān)節(jié)的底部通過銷定位和螺栓固定，所述支架在長度方向的一端設(shè)有滾輪，滾輪安裝在支架端部兩側(cè)的所述關(guān)節(jié)上，滾輪在支架長度方向上位于地腳的外側(cè)，滾輪底緣在支架高度方向上高于地腳底面。
[0014]本實(shí)用新型使用錐形空間架構(gòu)來支承定位夾持裝置，支撐桿的兩端均插裝在關(guān)節(jié)中，通過關(guān)節(jié)將支撐桿連接成支架，三個(gè)相鄰的關(guān)節(jié)形成一個(gè)穩(wěn)定的三角形框架，每個(gè)支承重量的關(guān)節(jié)由若干個(gè)三角形框架構(gòu)成錐形空間架構(gòu)，較之于傳統(tǒng)的矩形框架結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的支架結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，支承強(qiáng)度高，因而支撐桿可以采用管徑較小的空心管，支架得以輕量化，并且節(jié)省用料，如果使用碳纖維管作為支撐桿，更是使得夾具超輕量化，方便使用和運(yùn)輸；而且在新設(shè)計(jì)的夾具中，通過增加或減少關(guān)節(jié)，更換某些傾斜的支撐桿即可，構(gòu)成支架的大部分支撐桿都可以重復(fù)利用，重復(fù)使用率高，節(jié)省資源。此外，夾具不再使用后，可以拆卸，占地小。
[0015]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:它重量輕，使用和運(yùn)輸方便，尺寸穩(wěn)定，節(jié)省制造材料和資源，而且可以拆裝，支架部件的重復(fù)使用率高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1的俯視圖。
[0018]圖3是圖1的左視圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型支架中某關(guān)節(jié)及其所連接支撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是圖5的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是圖6中轉(zhuǎn)向接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8是圖1中地腳的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]如圖1至圖4所示，一種三坐標(biāo)測(cè)量用超輕量化夾具，包括支架100以及支架100上安裝的定位夾持裝置200，定位夾持裝置200用于對(duì)所測(cè)零部件進(jìn)行定位和夾持，支架100包括關(guān)節(jié)I和支撐桿2，關(guān)節(jié)I將支撐桿2連接，支撐桿2的兩端均插裝在關(guān)節(jié)I中，通過關(guān)節(jié)I將支撐桿2連接成支架100，三個(gè)相鄰的關(guān)節(jié)I形成一個(gè)穩(wěn)定的三角形框架，每個(gè)支承重量的關(guān)節(jié)I由若干個(gè)三角形框架構(gòu)成錐形空間架構(gòu)，本實(shí)施例中的關(guān)節(jié)I為球形，支撐桿2為碳纖維管。采用球形的關(guān)節(jié)1，可以支撐多種傾斜角度的支撐桿2，支撐桿2與關(guān)節(jié)I的連接段軸線通過球心，關(guān)節(jié)I受力更好，支撐強(qiáng)度更高，并且關(guān)節(jié)I上設(shè)置的連接孔通過關(guān)節(jié)I的球心，連接孔為垂直孔，方便加工；支撐桿2采用碳纖維管，進(jìn)一步提高了支架100的輕量化，碳纖維管具有強(qiáng)度高，壽命長、耐腐蝕，質(zhì)量輕、低密度等優(yōu)點(diǎn)，并且熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定，適宜制造檢測(cè)用支架100，在加工中溫度對(duì)其尺寸的影響小，本實(shí)施例中，碳纖維管的外徑均為20mm。
[0026]定位夾持裝置200的位置和數(shù)量根據(jù)被測(cè)零部件的定位點(diǎn)和夾持點(diǎn)的位置決定，定位夾持裝置200為現(xiàn)有技術(shù)，在此不贅述。定位夾持裝置200分別安裝在支架100頂部的若干第一層級(jí)關(guān)節(jié)11上，第一層級(jí)關(guān)節(jié)11