[實用新型]機身壁板對合柔性定位裝置

有效

• 申請號: 201220381021.9
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN202716050U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 張開富;程暉;孟慶勛;段元欣;王寧
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23P21/00
• 分類號: B23P21/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明屬于飛機組件數字化柔性裝配技術領域，涉及一種機身壁板對合的定位設備，用于機身壁板對合過程中各部分壁板的夾持、調姿、定位。

背景技術

隨著數字化技術在飛機制造過程中越來越廣泛的應用，現代飛機制造企業對飛機裝配技術提出了高質量、高效率、高柔性及低成本等要求，飛機裝配過程的柔性化成為當前國內外飛機裝配領域發展的大趨勢。

飛機機身壁板類組件具有結構尺寸大、剛度低、制造和裝配精度要求高等特點。目前，在壁板類組件的裝配過程中，仍大量采用剛性型架結構，這種工作方法要求大量的專用工裝，定位工裝數量大、通用性差，只能應用于特定機型的機身壁板對合，定位過程受人為因素的影響大，制造周期長、生產成本高，不能適應現代飛機制造業低成本、高質量、快響應的要求。壁板類組件的柔性工裝在實際工程應用當中還不是十分廣泛，并且存在一些局限性。專利CN10486143A發明了一種面向飛機壁板類零件裝配的柔性數字化型架裝置，該裝置由型架骨架和十六個移動調形單元組成，通過移動卡板裝配點位置，結合可更換的卡板，可以實現在飛機裝配中一個型架用于多種壁板類零件的裝配；該專利僅僅是針對單一壁板類零件，并未涉及機身整體多個壁板對合的定位與調姿，并且沒有擺脫專用卡板的限制，裝配不同壁板仍需要不同卡板，柔性有限。專利CN101486144A發明了一種適應不同結構部件裝配的柔性工裝，通過定位銷及卡板將裝配部件固定在拼接式裝配型架上，利用驅動回轉機構轉動裝配型架，當裝配型架轉動到正確位置時氣動夾緊機構對型架進行夾緊、定位，隨后進行下一步操作；該專利提供的裝置具有良好的柔性，然而不適用于機身壁板的定位與調姿，并且沒有定位精度反饋裝置，不易實現高精度定位。

發明內容

飛機機身是由若干塊壁板拼接對合而成的典型筒形結構，為了克服現有壁板對合技術工裝數量大、柔性化程度低、通用性較差、制造周期長、生產成本高等不足，本發明以六塊壁板機身對合為例，提供一種機身壁板對合的柔性化定位裝置，對機身壁板對合過程中的各部分壁板實現多自由度姿態調整和定位，支持機身壁板的精確對合，保證機身壁板的高精度、柔性化定位需求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括包括保型運輸車，下壁板夾具系統，左下、右下壁板夾具系統，內卡板保型架，左上、右上壁板夾具系統，上壁板夾具系統，裝配測量系統和可移動工作型架。根據飛機機身結構特點，對各部分壁板定位的設備采用沿機身航向對稱的布局方式。以機身航向正方向為X軸，垂直地面向上方向為Z軸，Y軸由X軸和Z軸根據笛卡爾坐標系確定。

所述保型運輸車是用以運送下壁板到指定位置并保證下壁板外形準確性的設備，共有兩臺，可以沿分布于機身正下方的X向導軌運動，包括保型卡板、卡板支架、支座、手輪、車體底座、X向導軌。將下壁板置于保型卡板上，運輸車沿X向導軌運動至機身框架正下方，旋轉手輪調姿壁板離地高度，將下壁板固定在下壁板夾具系統上，運輸車退出。

所述下壁板夾具系統是實現下壁板定位、調姿并將下壁板準確送至實際裝配位置的設備，包括4個位姿調整單元，位于機身兩側地面預定位置上，每側2個，每個單元的主要部件有工藝球頭、帶有球窩的pogo柱、上底座、X向導軌、下底座、驅動電機、Y向導軌。所述位姿調姿單元是用以所述工藝球頭為Φ40的球與下壁板定位點相連，該定位點在機身壁板裝配設計時已有所考慮。所述球窩為球面凹槽工藝接頭，球面直徑為Φ40。工藝球頭配合pogo柱端部球面凹槽形成球頭-球窩結構的球面運動副。

所述左下、右下壁板夾具系統是實現左下、右下壁板定位、調姿并將壁板準確送至實際裝配位置的設備，包括4個位姿調整單元，位于機身兩側的地面預定位置上，每側2個，每個單元的主要部件有三個吸盤式pogo柱、pogo柱底座、上底座、下底座、驅動電機、Y向導軌。所述吸盤在定位過程中吸附在壁板定位點上，使壁板與定位單元牢固連接，直至裝配工序完成。

所述內卡板保型架是用以為左上壁板、右上壁板和上壁板提供支撐和保型功能的設備，主要部件有卡板基體、長桁連接角片、地板連接角片、長桁配孔。在下壁板、左下壁板和右下壁板完成定位且地板安裝完成之后，進行內卡板保型架的安裝。

所述左上、右上壁板夾具系統是實現左上、右是壁板定位、調姿并將壁板準確送至實際裝配位置的設備，包括4個位姿調整單元，位于機身兩側的第二層工作臺預定位置上，每側2個，每個單元的主要部件有Z向立柱、承臂塊、橫臂、真空吸盤、X向導軌、下底座、Y向導軌、支架。所述橫臂為承力結構，壁板通過端部安裝的真空吸盤吊掛與其上。所述承臂塊為可以完成橫臂沿Y向微調的結構塊。