零点定位系统-工装夹具快速更换

零点快速定位基准夹具的作用是帮助用户实现工装夹具与机床之间的快速

定位和夹紧，减少机械加工中的辅助时间。它包括两部分：零点定位器（凹头）

和定位接头（凸头），零点定位器通过大直径高刚度的滚珠夹紧定位接头，当给

零点定位器通入60bar的液压或者6bar气压时，滚珠向两侧散开，定位接头可自

由进出零点定位器；当切断压力时滚珠向中心聚拢并锁紧定位接头。这两部分之

间的重复定位精度是0.002mm，同时提供5kN至30kN的夹紧力。使用时将零

点定位器（凹头）安装到机床工作台上，凹头在机床工作台上的位置标记为零点，

根据实际加工需要可安装多个定位器凹头（至少2个）；定位接头凸头与夹具、

工装或者工件通过定位台阶和螺栓紧固到一起（每个夹具、工装或工件至少安装

2个定位接头凸头）。

当需要加工某个工件时可直接通过零点定位基准夹具系统安装到机床工作台上，

无需调整位置和找正精度，整个过程可在1分钟内完成（以往更换夹具或工件用

于找正位置精度和调整的时间往往超过1个小时或者更长时间），大幅度降低了

机械加工的辅助时间，提高机床的实际生产效率。生产成本及生产效率对比：

对比项目安装有零点定位基准夹

具系统的机床没有安装零点定位基准

夹具系统的机床

每台设备每小时的生产

成本720元/h720元/h每天更换夹具、工装的次

数44

每次换装需要的时间2分钟30分钟

每天换装消耗的时间8分钟120分钟

每天换装消耗的成本96.03元1440元

每年换装消耗的成本

（240工作日）23040元345600元

每年节省的费用322560元

ZeroPointSystem零点定位基准夹具完全采用了优化的曲线设计，定位接头可

以任意角度插入定位器。在实际生产环境中不管是人工搬运夹具还是机器起吊，

都无法保证托盘完全水平，这就增加了更换托盘的难度。零点定位基准夹具系统

的这一设计完美的解决了这一难题：实现了更换托盘时的倾斜安装，另外该系统

具有12mm的误差自动找正功能，减轻了工人为了将定位接头对准定位器的工作

量。

机械加工中产生的灰尘、切屑、油污等对夹具的稳定性、精度及使用寿命都

有很大的影响，无法解决这个问题就无法真正实现工装夹具的快速更换。零点定

位基准夹具系统采用了不锈钢材料，抗腐蚀、易维护；其特有的滚珠夹持系统更

有利于清除灰尘和切屑，只需要用气枪就可很快的除去进入定位器的灰尘和切

屑。这些方便实用的设计都是来源自于三十多年的生产经验及用户至上的设计理念。

随着人工成本的日渐攀升，企业都希望能降低对工人的依赖，愈来愈倾向于

实现生产的自动化。在机械制造业的自动化进程中，夹具的标准化和自动化处于

非常重要的位置。夹具的设计、制造、安装及更换占用了大量的人力资源及时间。

零点快速定位基准夹具为夹具的标准化和自动化提供了精度高且操作简单的平

台。当夹具和机床与零点定位基准夹具结合之后，企业就可以轻松地实现自身的

生产自动化。青岛英世齐商贸有限公司可以为您提供全方位的零点定位系统技术

及自动化改造方案，您也可以登陆www.industrialsupplygrp.com了解更多的零点

定位系统信息。

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机床夹具零件及部件快换钻套标准

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一、简介

机床夹具零件及部件快换钻套是一种用于机床加工中的夹具零件及部件，它具有快速换钻的功能，能够提高生产效率，减少换钻时间，提高加工精度，是现代工业中不可或缺的重要工具。

zero clamp零点定位母盘原理

# Zero Clamp（零点定位母盘）原理

## 概述

Zero Clamp（零点定位母盘），又称零夹具，是一种用于确定工件坐标系原点的设备。在加工工件时，常常需要精准定位，以便保证加工的准确性和一致性。Zero Clamp通过在机床上使用可重复定位的夹具，实现了工件的快速、准确、稳定的夹紧和定位，使加工过程更加高效和精确。

## 原理

Zero Clamp的原理可以简单描述为以下几个步骤：

1. 预设原点：首先，在机床上确定工件坐标系的原点位置。标准的Zero Clamp设备通常具有一个固定的基准位置，在这个位置上安装了相应的夹具。

2. 夹紧工件：将待加工的工件放置在Zero Clamp设备上，并通过夹紧机构夹紧住工件。夹紧机构可以采用液压、气动或机械方式，确保工件与夹具之间有良好的接触。

3. 定位工件：在夹紧的过程中，Zero Clamp使用精密的定位装置，将工件精确定位到设定的原点位置。定位装置可以采用精密的滑动轨道、定位销或其他定位装置，以实现工件在夹具上的准确位置。

4. 稳定夹紧：一旦工件准确定位，Zero Clamp将固定夹具，确保工件的位置和姿态不会发生变化。这种夹紧方式能够提供稳定的工作环境，避免加工过程中的振动和干扰，从而保证加工的质量。

## 特点与优势

Zero Clamp作为一种先进的定位夹具设备，具有以下特点和优势： 1. 提高工件加工精度和一致性：Zero Clamp通过精确的定位和夹紧功能，能够确保工件在加工过程中不发生位置偏移和姿态变化，从而大大提高了工件的加工精度和一致性。

2. 节约生产时间：Zero Clamp通过灵活的夹紧和定位方式，减少了在夹具调整和对齐上所需要的时间，从而提高了生产效率和加工速度。

3. 保护工件表面：Zero Clamp采用优质的材料和表面涂层，以避免对工件表面造成损坏或划痕。夹具的设计和夹紧方式也考虑到了对工件的安全保护。

zero clamp零点定位系统原理

零点定位系统是一种基于电容检测的技术，用于定位和测量工件的位置和角度。零点定位系统使用了一个零点传感器来检测工件表面的电容。这个电容是由工件与传感器之间的空气隙中的电容构成的。当工件的表面与传感器之间的空气隙改变时，电容的大小也会发生变化。这种变化可以通过一个放大器和一个AD转换器进行数值的测量和处理。

零点定位系统的原理是使用一个零点传感器作为检测探头，将它安装在机械臂的末端。当机械臂接近工件表面时，传感器会发出一个电容探测信号，通过探测工件表面电容的改变，确定工件在空间中的位置和方向。

零点定位系统的优点包括定位精度高、重复性好、自动化程度高、使用方便等。它广泛用于机器人组装和加工中，特别是对于一些需要高精度的加工和装配任务，使用零点定位系统可以有效提高生产效率和产品质量。

机械加工中的工装夹具定位设计方法

摘要：工装夹具定位设计对机械加工具有重要意义。基于此，本文首先阐述了工装夹具的作用，分析了机械加工定位基准及其分类，并详细探讨了工装夹具的定位设计。

关键词：机械加工；工装夹具；定位设计

机械工件在加工过程中，需精准的测量、精确的定位，才能被加工组装成合格、耐用的工件。在加工中，应用科学的夹具设计可提高产品质量及生产效率。工装夹具具有精准的定位功能，能限制工件的自由度，从而保证工件加工面与工装夹具原件的紧密接触，以此加工出更好的机械工件。机械在加工时，仅依靠人力手工及简单的小工具辅助已不能满足工件的精度要求，而夹装工具能做到此点，其能大幅度提高机械加工精度。

一、工装夹具的作用

1、提高制造效率，降低生产成本。一方面能使工装夹具标准化，即采用通用化、标准化、模块化程度较高的工装夹具，以尽可能缩短加工的准备时间，提高操作效率。另一方面，可采用液动、气动或气液联合夹紧等装置，提高工作效率。多工位夹具和可调换夹具等的使用，能较大程度提高工作的效率。为了提高工作效率，在进行数控铣床工装夹具设计时应注意以下问题。首先，要尽可能通过一次装夹来实现加工成型，以缩短加工时间，提升工作效率，也有利于提升加工精度。其次，可通过提高装夹速度来提高工作效率。通过使用多位、多件夹具加快装夹速度，以缩短加工时间。最后，通过合理选择刀具尺寸、形状及切削量，提升工作效率。

2、确保质量。夹具能极大地提高工件的加工精确度，从而保证工件的质量达到更加高水平的标准。使用夹具固定工件时，能确保工件与刀具、机床间的位置，也能避免因人为因素产生的影响，从而保证同批次工件的加工精度。受局部热变形和应力的影响，零件会产生较大的变形。在夹具设计过程中，通过计算提前预留余量，使应力、变形和变形方向得到可靠控制，从而保证零件质量。

二、机械加工定位基准

定位基准控制对机械加工影响较大，会影响到各类零件加工进度与大小等，对生产加工技术工艺与夹具结构也会产生较大影响。所以对定位基准合理选择具有重要作用，在机械制造过程中，通过生产阶段不同几何图形元素分析线表面间存在的各项关系。定位基准在判定过程中需分析零件设计基准，在具体定位过程中需确定以下基本原则，首先要保障设计基准与定位基准间能相互重合，防止产生制造误差。其次在不同加工项目中需对相同基准要求进行判定，将加工项目当做是定位基准，对机械项目加工中的不同基准为基础，项目之间相互协作参照，对项目重复加工。通过确立基准能使各类工件定位精确性更高，在生产加工过程中便捷性更强。定位基准能划分为精基准与粗基准，粗基准主要是将各类产品毛坯面作为定位基准，精基准是对已加工制造过的表面作为定位基准。粗基准选取过程中要对加工面与不加工面连接的空间进行分析，结合设计图判定加工面和不加工面精确位置。在定位基准选取过程中，要对各类工件生产加工要求进行分析，避免不合理选取定位基准对后续生产加工质量产生较大影响。在工件自由度控制过程中，选取最佳的定位基准进行工件加工。

零点定位系统在机械加工的应用

2019.4·今日自动化 117机电与维修 Electromechanical maintenance

0　引言我公司产品结构为多品种、小批量的生产模式，因频繁换产导致产能不能有效释放，为此，我们通过多种手段提升换产效率，但收效甚微。通过多方了解，最终选用零点定位系统解决换产问题，目前使用效果良好，文章通过对我司的使用情况进行阐述，希望对机械加工行业实现快速换产，提高产品竞争力提供一些帮助。1　现状我公司所加工产品为多品种、小批量的生产模式，品种更换频繁导致机床的有效加工时间大幅降低、生产成本较高、频繁换产导致产品质量不够稳定、操作工的劳动强度较大[1]。为解决现有的不利情况，急需解决换产过程中严重影响换产效率及精度的因素。1.1　影响换产效率的主要因素(1)更换工装，包含拆卸旧工装、安装新工装及其辅助动作等，以及工装的找正过程。更换及调整一套工装所需时间约为30-40 min。(2)刀具的准备工作，包含配刀、对刀及安装调试刀具，根据刀具数量，该过程所需时间为2-3个小时[2]。(3)调试工件包含调试、测量、测量后更改程序及加工、再测量等因素。根据工件的复杂程度，该过程所需时间约为2-3个小时。根据以上所示，更换加工零件的调试时间约为4.5-6.5小时。1.2　影响产品质量的主要因素(1)因频繁换产，每次工件的坐标原点均会发生偏移，导致批次之间的零件质量会有所变化[3]。(2)工作台在长期使用后会产生磨损，工装更换后无法与上次保证一致，使夹具产生细微倾斜，影响产品质量。2　零点定位的使用原理及应用2.1　零点定位概述零点定位系统是一个独特的定位和锁紧装置，能保证工件从一个工位到另一个工位，或一个工序到另一个工序，零点始终保持不变。这样可以节省重新找正零点的辅助时间，保证工作的连续性，提高工作效率。零点定位系统可以大大优化生产中工装的更换，缩减机床的辅助时间，节约成本，零点定位系统技术带来明显的效益：(1)缩短夹具的更换时间。(2)重复定位精度高。(3)定位和夹紧一步实现。2.2　零点定位系统简介目前市场上现有的零点定位系统有很多种，从操作方式上分为手动、气动及液压等不同的操作方式，我公司目前选用了某公司的液压式零点定位系统。零点定位系统由一个母板及N个定位模块组成，根据工装大小及使用情况具体而定，我公司目前通用的零点定位系统为4个定位模块（见图1）。(1)工作原理使用一面两销原理，两个模块负责定位及夹紧，另外两个模块负责夹紧，见图3。使用液压（类似于开关），用于夹紧及松开。

加工中心工件和夹具的快速更换

Krause公司的Work Sprinter是应用于立式加工机床和平面磨床的托板交换系统，通过这种系统可以显著加速工件和夹具的更换。

当工件在个托板上不受干扰地进行加工时，此时另一个工件则可以更换到位于机床外面的另一个托板上。当进行工件的更换时，更换过程是作常快速的：将装有已加工好的工件托板移出，然后移入装有新的工件的托板——继续可重复进行这种交换过程。所有这种交换过程可在不足1分钟的时间内完成。如果要为下一个加工任务而重新调整机床，这是一件令人发愁的事：调整工件对机床操作人员是可能会造成受伤危险和难度较大的工作，由此使生产领导感到恼火，进行机床的调整还要使昂贵的机床停机(45-90)分钟，而采用Work Sprinter托板交换系统能使调整工作完全与机床无关，调整时可以从四个侧面接近另一个托板上的用于下一个任务的夹具，并可设置相对机床主轴零点的基准。在托板上可以通过挡铁或基准孔进行预调，以装夹基准进行测量，托板的重复精度可达±(0.005～0.01)mm。这时，当机床加工属于眼前任务的最后一个工件时，装有倒数第二个已经过加工的工件托板，通过Work

Sprinter托板交换系统可以与用于新任务的装有夹具和工件的第一个托板进行交换。如果最后一个工件已加工完毕，那么托板交换系统就立即快速和可靠地进行运转：移出已完成加工的托板，给机床装上用于新的加工任务的程序和一组刀具，直至完毕。这时装有最后一个已加工完的工件托板通过Work Sprinter托板交换系统与用于新任务的装有夹具的第二个托板进行交换。为了更换程序和更换刀具，肯定还是要不得不将就机床的停机。而对于中小批量生产，则可节省30%或更多的时间。

快速夹具工作原理【图解】

面对生产任务的逐年增加，在现有生产条件下，提高生产效率是技术部门不断努力的方向。机械加工过程要降低成本、提高生产效率，就要从最重要的环节工艺设计及工装准备入手。

机械加工现有生产模式主要体现在工装应用落后，效率低下，工人加工零件时装夹及找正时间长，特别是单件或小批生产频繁更换工装时，大多数时间都是在安装夹具及找正。

实现这一目标的必要措施，就是对现有的夹具进行改造，替换。在机床上应用组合夹具，快换夹具实现加工的同时，减少了频繁更换夹具及找正时间，对整体的生产效率提高起到非常重要的作用。

一、快换工装设计思路

快装夹具的应用比我们常用的电动（或液压）卡盘要方便快捷，夹紧也可靠，而且加工不同的工件，生产准备相对简单并且周期短，只需更换不同的弹簧夹头和定位销轴，重新编制加工程序即可方便快捷地加工出各种所需的工件，从而可以低成本地实现较大规模的自动化生产，为企业节省资金。

图1 快换夹具系统

下面本文将介绍经济型数控车床快速安装夹具的设计原理与思路：

1、夹紧机构

在数控车床的床头箱前端增加快装夹紧机构(见图2)，其工作原理:拨叉13在齿条轴的推动下由右向左移动，通过瓦6带动活动套8向左移动，钢球12在活动套8的作用下沿夹具体5的斜面向中心移动，同时钢球12向左挤压夹紧套7，使夹紧套7和锁紧挡圈11向左移动，从而使弹簧夹头10向左移动锁紧工件，工件的轴向定位由定位销9来实现。当工件加工完后，拨叉13在齿条轴的推动下向右移动，通过瓦6带动活动套8向右移动，从而使弹簧夹头10松开工件，这样工件的加工就完成了。用户可根据所加工工件的不同来更换不同的弹簧夹头和定位销就可以实现不同工件的加工。

图2 夹紧机构图

1-锥套 2-定位套 3-主轴 4-过渡盘 5-夹具体 6-瓦 7-夹紧套 8-活动套 9-定位销 10-弹簧夹头 11-锁紧档圈 12-钢球 13-拨叉 14-传动链 15-插销螺栓 16-带肩螺母

零点快换夹具原理

夹具是制造业中常用的工具，用于固定和定位工件，以保证加工的精度和一致性。传统的夹具需要进行繁琐的调整和更换，耗费大量时间和人力。而零点快换夹具则是一种高效、便捷的夹具系统，可以在零点上快速更换夹具，提高生产效率。

零点快换夹具的原理基于一套标准化的夹具系统和机床上的零点定位系统。首先，夹具系统由一系列标准化的夹具模块组成，这些模块可以根据工件的尺寸和形状进行组合和调整。每个夹具模块都有一个与之对应的零点，用于确定工件在加工过程中的位置。

在使用零点快换夹具时，首先需要将夹具系统安装在机床上，并进行初始调整。这个过程是一次性的，完成后就可以反复使用。接下来，将待加工的工件放置在夹具系统上，并进行定位。通过机床上的零点定位系统，可以精确地将工件定位到零点上，确保加工的准确性。

使用零点快换夹具的好处是显而易见的。首先，由于夹具系统的标准化，可以快速选择和更换适合不同尺寸和形状的工件，大大提高了生产的灵活性和效率。其次，夹具系统的零点定位可以确保工件在加工过程中的稳定性和一致性，减少了加工误差，提高了加工质量。此外，夹具系统的模块化设计也方便了维护和更新，降低了成本。

除了以上的基本原理，零点快换夹具还可以与其他智能化技术结合，进一步提高生产效率和智能化水平。例如，可以通过传感器和数据采集系统监测夹具系统的状态，及时发现和处理异常情况，减少停机时间。还可以与机器人系统配合使用，实现自动化生产，进一步提高生产效率和减少人力成本。

零点快换夹具是一种高效、便捷的夹具系统，通过标准化的夹具模块和机床上的零点定位系统，可以在零点上快速更换夹具，提高生产效率。它的原理简单明了，操作方便，适用于各种尺寸和形状的工件。同时，它还可以与其他智能化技术结合，进一步提高生产效率和智能化水平。相信随着制造业的发展，零点快换夹具将会在更多的领域得到应用，并为生产企业带来更多的便利和效益。

工装夹具零点定位快换系统的应用

在高度自动化和精密化的现代制造业中，工装夹具作为连接机床与工件的关键接口，其

定位精度和换装效率直接影响到整个生产线的运行效率和产品质量。因此，工装夹具零

点定位快换系统作为一种先进的工装夹具技术，在制造业中得到了广泛的应用和认可。

零点定位系统，是一个独特的定位和锁紧装置，能保持工件从一个工位到另一个工位，

一个工序到另一个工序，或一台机床到另一台机床，零点始终保持不变。这样可以节省

重新找正零点的辅助时间，保证工作的连续性，提高工作效率。

零点快换设计原理是基于一面两销的过定位原理。其优势是把高精度定位和可靠夹紧高

效集成。简单地说，就是工序与工序之间，机床与机床之间建立一个标准的接口。它可使工件在生产线上一次装卡完成后，再进行多工序加工，而无需再考虑其定位问题。无论是托盘、夹具、虎钳，还是工件，结合使用零点夹持系统，在确定零点的情况下，

可以实现极快速的换装，且重复精度可达≤0.005mm。如果更多的设备工作台配备夹

持板，则所有设备上的工装夹具可以实现更加灵活的使用。

一、工装夹具零点定位快换系统的原理

工装夹具零点定位快换系统基于高精度定位和可靠夹紧的设计原理，通过独特的定位和

锁紧装置，确保工件从一个工位到另一个工位，一个工序到另一个工序，或一台机床到

另一台机床，零点始终保持不变。这种设计能够大大节省重新找正零点的辅助时间，保

证工作的连续性，提高工作效率。

二、工装夹具零点定位快换系统的应用优势

1.提高加工精度：工装夹具零点定位快换系统具有非常高的定位精度和重复定位精度，

能够实时检测并控制夹紧力，确保工件在加工、测量和装配过程中的位置精准、稳定。

这种高精度定位技术有助于提高产品的加工精度和质量。

2.提升生产效率：工装夹具零点定位快换系统不仅保证了加工精度，还能够极大地提高

工件的上下料效率。其快速换件和工装制造的便利性使得生产过程更加高效。同时，夹

具的自动化设计，如自动定位、自动夹紧和自动松开等功能，进一步提升了生产效率。