航空结构件种类繁多,小批量共线生产模式生产过程中,同一台机床需要频繁更换零件。在不同零件的切换或同一零件的翻转过程中,机床必须停止夹紧准备,占用大量机床加工时间。据统计,在结构件加工过程中,夹紧时间约占总加工时间的14%,准备时间显著阻碍了机床利用率的提高。因此,基于零定位系统的快速更换技术应运而生。可实现工装夹具的快速更换,夹紧时间比例缩短至1.5%左右,显著提高了机床的加工效率。
零点定位系统属于常锁机构,通风时打开,断气时锁定。当零点定位系统连接到液压或气压时,压力将通过活塞压缩下的弹簧,钢珠将分散到两侧,然后取出定位接头。切断电源时,弹簧向上移动活塞,活塞向中间收集钢珠,夹住钢珠。
零点定位系统的结构如图2所示。零点定位系统安装在机床工作台上,定位接头安装在夹具底部或夹具托盘底部,其重复定位精度主要通过定位孔保证[3]。夹具底部有三种定位接头,即定位接头、边缘切割接头和紧固接头。其工作原理是:模块用气压打开,夹紧依赖于内部强弹簧,正常工作时无需打开气源。快速更换系统由不同的模块组成,本体相同,但接头不同,属于典型的一面两销定位。
零点定位系统的特点和优点是:同时进行定位和夹紧,重复定位精度高,可达5μm内部;中心可自动找正;夹具托盘可任意角度倾斜安装,吊装方便;钢珠可在滚道内自由滚动,间隙足够大;结构具有吹屑功能,去屑方便;夹持力大,可达45kN;结构使用寿命长。