零點定位系統(tǒng)作為一種柔性夾具在國外率先被研發(fā)和制造,隨著近年制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,逐步應(yīng)用在我國汽車和航空航天等領(lǐng)域。相較于傳統(tǒng)裝夾與定位方案,零點定位系統(tǒng)擁有顯著的定位精度和換裝效率優(yōu)勢,并在提高產(chǎn)線自動化率、簡化工藝編排、減少工裝設(shè)計成本和產(chǎn)線柔性化方面持續(xù)賦能。
目前工業(yè)生產(chǎn)模式逐漸從單一零件大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變至柔性化、變批量生產(chǎn),尤其在航空航天等 小批量、單件加工工藝復(fù)雜的行業(yè)中,傳統(tǒng)方案設(shè)備加工時間僅占總加工時間的30%左右。同時,隨著中國制造2025的提出,智能制造、數(shù)字化制造和網(wǎng)絡(luò)化制造等新生產(chǎn)模式的引入導(dǎo)致市場快速變動,對零件的迭代更新速度提出了新的要求,因而迫切需要提高加工方式的柔性化程度。零點定位系統(tǒng)又稱托盤快換系統(tǒng)、子母夾具,是一種柔性化夾具。

通過使用柔性化夾具,可以顯著 提升機床設(shè)備換產(chǎn)換線的靈活性,同時減少設(shè)備停機時間,提高設(shè)備利用率,并成倍增加生產(chǎn)效率,作為一種柔性化夾具,零點定位系統(tǒng)可以應(yīng)用在各種場合,無論銑削、車削還是特種加工等加工方式,還是三軸、四軸、五軸或立式、臥式設(shè)備,甚至檢測設(shè)備,都可以安裝零點定位系統(tǒng)。
零點定位系統(tǒng)的本質(zhì)是在夾具和機床之間增加 一個中介連接,在需要換裝時讓卡盤和拉釘之間的拆裝替換原有夾具的拆裝。由于零點定位系統(tǒng)的重復(fù)定位精度高于原夾具,而且遠(yuǎn)高于工藝要求,因此無論如何拆換,工件始終可以保持在機床坐標(biāo)系的 同一位置,不需要重新對刀,也不會產(chǎn)生二次裝夾誤 差,即實現(xiàn)了保持工件坐標(biāo)系的零點,這也是零點定位名稱的由來。
零點定位系統(tǒng)的核心是卡盤,其外形為圓盤形,是實現(xiàn)定位和夾緊功能的主體。中心孔用來放入拉釘進(jìn)行鎖緊,周向均勻分布的孔位用來將卡盤安裝 在基板上。一些獨立式的卡盤由于自帶管路接頭,可以不安裝基板直接安裝在機床工作臺上,提供了更多的靈活性。

拉釘即零點定位系統(tǒng)的專用接頭,負(fù)責(zé)卡盤內(nèi)部鎖緊裝置的快速鎖緊和釋放,拉釘外輪廓的獨特 形狀使之能與鎖緊機構(gòu)配合,實現(xiàn)可靠鎖緊且不產(chǎn)生松動。拉釘?shù)纳隙送ㄟ^螺紋與托盤或工件緊固,下端帶有圓臺和短錐完成高精度定位。根據(jù)定位方案的不同功能,拉釘有精確定位、單向浮動和全浮動 三種類型。負(fù)責(zé)補償?shù)睦敯ㄌ厥獾慕Y(jié)構(gòu),使其可以在單個或兩個方向允許一定的誤差
基板和基座屬于同一類部件,是安裝多個卡盤的基礎(chǔ),內(nèi)部集成氣、液管路,在無須外部管道的情況下和卡盤的管路直連,并把多個管路匯合至同一 個接口引出到外部管路。

基于零點定位系統(tǒng)的新工藝的誤差從Δp1 增加為Δp1 ,Δp2 和δ三者的 共同影響,導(dǎo)致設(shè)計工藝時更嚴(yán)苛。但由于夾具干 涉需要多次裝夾工件,或考慮到效率需要先后使用粗、精加工機床加工,抑或因工藝需要使用不同類型的機床及檢測設(shè)備等,需多次裝夾才能完成加工,使得新工藝對工藝設(shè)計更加友好。