三维测量多功能综合夹具研制

李宝红

序言

目前，三坐标测量时对被测件在工作台的放置和夹紧一般是放置在V型铁上，或者是垫铁上，或者直接放在工作台面上，用橡皮泥粘牢，无法进行非常牢靠的固定夹紧，往往费时费力，而且检测项目多时，需要把工件进行多次不同方位的摆放，多次进行坐标系建立重复许多测量步骤，才能将所有项目测试完。在三维测量技术领域出现了基于支撑压紧原理的夹持工件的专用夹具，由于受三坐标测量机的自动旋转测头的最小分度所限，为了保证测量时不碰撞测杆，不同的工件在进行三维测量时，往往需要进行把工件按照三坐标测量机的机器坐标的方向找正，在实际工作中该种夹具存在着找正麻烦和困难问题，特别是一些形状不规则、轻质铝件、不锈钢件、绝缘件等，装夹和找正起来更是困难。本文所言是针对高压电器行业产品零部件中的形状不规则、轻质铝件、不锈钢件、小型绝缘浇注件等的装夹，所研制的一种三维测量多功能综合夹具。

一、需要解决的问题

要想实现将不规则零部件一次牢固的装夹固定，即可把所有要测量的测试项目全部测试完毕，且对零部件找正方便自如，在进行三维测量时存在以下问题必须解决：

如何将不同的零部件装夹固定：零部件固定不牢，测试时会带来异常误差，造成误判风险；

如何实现一次装夹即可完成全部测量：实现一次装夹，同时利用三坐标测头万向旋转功能，即可对零件进行不同方位角度的测试，方便快捷，能够大大提高工作效率；

如何实现装夹后能够自由方位角度旋转：实现自由方位角度旋转，便于测试时对被测试零件进行找正，不至于在测试时形成碰测杆现象，而造成误测采点。

二、问题解决方案与实施

研究制作一种三维测量多功能综合夹具，将被测量工件牢固的进行夹紧，一方面给测量一可靠保证（测量时保证工件固定牢靠），另一方面适用于多种样式不同工件的放置装夹，并可以根据测量的需要进行任意角度方位旋转，具有任意旋转方位角度功能，一次装夹即可把需要测量的项目一次测量完，方便快捷，大大提高工作效率。具体如下：

通过对不同测量过程和装夹理论的研究，针对问题1如何将不同的零部件装夹固定和问题2如何实现一次装夹即可完成全部测量，采用一般三维测量装夹通用的利用各种支撑、弹性压板及各种接头、万向接头、可调支撑、弹性柱塞等，将零件架空装夹固定在一个装夹底板上的方式，而且，接合我公司零部件特点，进行改进设计制作，能够解决问题。针对问题3如何实现装夹后能够自由方位角度旋转，研究设计出一种旋转功能底座，将装夹固定底板固定在旋转功能底座上，利用底座的任意方位角度旋转功能，实现整体旋转，便于测试时对零件进行找正，解决了测量时反复找正不便问题。

三、研究制作中的工艺方案拓展提升

在进行研究设计过程中，考虑到目前高压电器产品中普遍用应的类似电容器片的小型柱状零部件的进行两极平行性测量时的装夹问题，如何更快速装夹或一次多装夹几个同时测量，在三维测量综合夹具的装夹底板上进行了进一步的工艺方案拓展改进，设计了梯形方槽，另外，还设计了多组夹簧片和夹簧座，把夹簧片安装固定在夹簧座上，几组夹簧座安装在装夹底板的梯形方槽中，根据类似电容器片的小型柱状零部件的长短大小，调节位置后，可以直接把电容器片塞入夹簧片中，同时一次可装夹一至五个不等，大大提高了装夹速度和测试效率。

为方便以后同种零部件的装夹，在设计中针对各种支撑和接头等附件，设计了规格编号，针对一种零件，只要第一次装夹后记录装夹所用附件顺序编号，下次再对该种零件进行测试时，可直接选用定型的附件直接装夹，使用时方便快捷。

四、实施效果

该项目完成后，经试验，整套夹具可用于装夹不同形状的工件，将工件架空放置，并且具有任意旋转方位角度功能，实现一次装夹即可把需要测量的尺寸和形位公差一次测量完，避免多次摆放装夹和多次建立坐标系进行测量方能测量完所有项目的麻烦，以及需要找正时反复调整的麻烦。而且，针对一种零件，只要第一次装夹后记录装夹所用附件顺序编号，下次再对该种零件进行测试时，可直接选用定型的附件直接装夹，使用时方便快捷，大大提高工作效率。通过一端时期的使用，综合起来可提高检测装夹速度一倍以上，检测效率可提升50%以上，效果明显。特别是对于很难固定的复杂零部件的装夹非常实用。

五、结论

通过该项目的研究制作，解决了三坐标测量时对被测件在工作台的放置和夹紧一般是放置在V型铁上，或者是垫铁上，或者直接放在工作台面上，用橡皮泥粘牢，无法进行非常牢靠的固定夹紧，往往费时费力，而且检测项目多时，需要把工件进行多次不同方位的摆放，多次进行坐标系建立重复许多测量步骤，才能将所有项目测试完和找正困难问题。该夹具应用在三坐标测试时非常实用。