三維測量多功能綜合夾具研制

李寶紅

序言

目前，三坐標(biāo)測量時(shí)對(duì)被測件在工作臺(tái)的放置和夾緊一般是放置在V型鐵上，或者是墊鐵上，或者直接放在工作臺(tái)面上，用橡皮泥粘牢，無法進(jìn)行非常牢靠的固定夾緊，往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且檢測項(xiàng)目多時(shí)，需要把工件進(jìn)行多次不同方位的擺放，多次進(jìn)行坐標(biāo)系建立重復(fù)許多測量步驟，才能將所有項(xiàng)目測試完。在三維測量技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了基于支撐壓緊原理的夾持工件的專用夾具，由于受三坐標(biāo)測量機(jī)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)測頭的最小分度所限，為了保證測量時(shí)不碰撞測桿，不同的工件在進(jìn)行三維測量時(shí)，往往需要進(jìn)行把工件按照三坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)器坐標(biāo)的方向找正，在實(shí)際工作中該種夾具存在著找正麻煩和困難問題，特別是一些形狀不規(guī)則、輕質(zhì)鋁件、不銹鋼件、絕緣件等，裝夾和找正起來更是困難。本文所言是針對(duì)高壓電器行業(yè)產(chǎn)品零部件中的形狀不規(guī)則、輕質(zhì)鋁件、不銹鋼件、小型絕緣澆注件等的裝夾，所研制的一種三維測量多功能綜合夾具。

一、需要解決的問題

要想實(shí)現(xiàn)將不規(guī)則零部件一次牢固的裝夾固定，即可把所有要測量的測試項(xiàng)目全部測試完畢，且對(duì)零部件找正方便自如，在進(jìn)行三維測量時(shí)存在以下問題必須解決：

如何將不同的零部件裝夾固定：零部件固定不牢，測試時(shí)會(huì)帶來異常誤差，造成誤判風(fēng)險(xiǎn)；

如何實(shí)現(xiàn)一次裝夾即可完成全部測量：實(shí)現(xiàn)一次裝夾，同時(shí)利用三坐標(biāo)測頭萬向旋轉(zhuǎn)功能，即可對(duì)零件進(jìn)行不同方位角度的測試，方便快捷，能夠大大提高工作效率；

如何實(shí)現(xiàn)裝夾后能夠自由方位角度旋轉(zhuǎn)：實(shí)現(xiàn)自由方位角度旋轉(zhuǎn)，便于測試時(shí)對(duì)被測試零件進(jìn)行找正，不至于在測試時(shí)形成碰測桿現(xiàn)象，而造成誤測采點(diǎn)。

二、問題解決方案與實(shí)施

研究制作一種三維測量多功能綜合夾具，將被測量工件牢固的進(jìn)行夾緊，一方面給測量一可靠保證（測量時(shí)保證工件固定牢靠），另一方面適用于多種樣式不同工件的放置裝夾，并可以根據(jù)測量的需要進(jìn)行任意角度方位旋轉(zhuǎn)，具有任意旋轉(zhuǎn)方位角度功能，一次裝夾即可把需要測量的項(xiàng)目一次測量完，方便快捷，大大提高工作效率。具體如下：

通過對(duì)不同測量過程和裝夾理論的研究，針對(duì)問題1如何將不同的零部件裝夾固定和問題2如何實(shí)現(xiàn)一次裝夾即可完成全部測量，采用一般三維測量裝夾通用的利用各種支撐、彈性壓板及各種接頭、萬向接頭、可調(diào)支撐、彈性柱塞等，將零件架空裝夾固定在一個(gè)裝夾底板上的方式，而且，接合我公司零部件特點(diǎn)，進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)制作，能夠解決問題。針對(duì)問題3如何實(shí)現(xiàn)裝夾后能夠自由方位角度旋轉(zhuǎn)，研究設(shè)計(jì)出一種旋轉(zhuǎn)功能底座，將裝夾固定底板固定在旋轉(zhuǎn)功能底座上，利用底座的任意方位角度旋轉(zhuǎn)功能，實(shí)現(xiàn)整體旋轉(zhuǎn)，便于測試時(shí)對(duì)零件進(jìn)行找正，解決了測量時(shí)反復(fù)找正不便問題。

三、研究制作中的工藝方案拓展提升

在進(jìn)行研究設(shè)計(jì)過程中，考慮到目前高壓電器產(chǎn)品中普遍用應(yīng)的類似電容器片的小型柱狀零部件的進(jìn)行兩極平行性測量時(shí)的裝夾問題，如何更快速裝夾或一次多裝夾幾個(gè)同時(shí)測量，在三維測量綜合夾具的裝夾底板上進(jìn)行了進(jìn)一步的工藝方案拓展改進(jìn)，設(shè)計(jì)了梯形方槽，另外，還設(shè)計(jì)了多組夾簧片和夾簧座，把夾簧片安裝固定在夾簧座上，幾組夾簧座安裝在裝夾底板的梯形方槽中，根據(jù)類似電容器片的小型柱狀零部件的長短大小，調(diào)節(jié)位置后，可以直接把電容器片塞入夾簧片中，同時(shí)一次可裝夾一至五個(gè)不等，大大提高了裝夾速度和測試效率。

為方便以后同種零部件的裝夾，在設(shè)計(jì)中針對(duì)各種支撐和接頭等附件，設(shè)計(jì)了規(guī)格編號(hào)，針對(duì)一種零件，只要第一次裝夾后記錄裝夾所用附件順序編號(hào)，下次再對(duì)該種零件進(jìn)行測試時(shí)，可直接選用定型的附件直接裝夾，使用時(shí)方便快捷。

四、實(shí)施效果

該項(xiàng)目完成后，經(jīng)試驗(yàn)，整套夾具可用于裝夾不同形狀的工件，將工件架空放置，并且具有任意旋轉(zhuǎn)方位角度功能，實(shí)現(xiàn)一次裝夾即可把需要測量的尺寸和形位公差一次測量完，避免多次擺放裝夾和多次建立坐標(biāo)系進(jìn)行測量方能測量完所有項(xiàng)目的麻煩，以及需要找正時(shí)反復(fù)調(diào)整的麻煩。而且，針對(duì)一種零件，只要第一次裝夾后記錄裝夾所用附件順序編號(hào)，下次再對(duì)該種零件進(jìn)行測試時(shí)，可直接選用定型的附件直接裝夾，使用時(shí)方便快捷，大大提高工作效率。通過一端時(shí)期的使用，綜合起來可提高檢測裝夾速度一倍以上，檢測效率可提升50%以上，效果明顯。特別是對(duì)于很難固定的復(fù)雜零部件的裝夾非常實(shí)用。

五、結(jié)論

通過該項(xiàng)目的研究制作，解決了三坐標(biāo)測量時(shí)對(duì)被測件在工作臺(tái)的放置和夾緊一般是放置在V型鐵上，或者是墊鐵上，或者直接放在工作臺(tái)面上，用橡皮泥粘牢，無法進(jìn)行非常牢靠的固定夾緊，往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且檢測項(xiàng)目多時(shí)，需要把工件進(jìn)行多次不同方位的擺放，多次進(jìn)行坐標(biāo)系建立重復(fù)許多測量步驟，才能將所有項(xiàng)目測試完和找正困難問題。該夾具應(yīng)用在三坐標(biāo)測試時(shí)非常實(shí)用。