[發(fā)明專利]雙旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控調(diào)姿平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510072632.3
• 申請(qǐng)日: 2015-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN104647246B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于薇薇;程燕;李樹軍;馮陽陽;白晶;陳亞勝;羅威;馮華山;王戰(zhàn)璽;張順琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25B11/00
• 分類號(hào): B25B11/00;B64F5/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控調(diào)姿平臺(tái)。

背景技術(shù)

飛機(jī)裝配是飛機(jī)制造過程關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，工作量大，周期長。傳統(tǒng)飛機(jī)部件裝配中，為保證部件能被準(zhǔn)確定位，多采用大型固定對(duì)接平臺(tái)，這些大型固定對(duì)接平臺(tái)通常是以一個(gè)大部件作為不動(dòng)基準(zhǔn)，其余部件采用具有若干自由度的手動(dòng)工裝去對(duì)接。如何保證中小部件的位姿質(zhì)量是一個(gè)棘手的問題，為此裝配車間需要定期檢查校準(zhǔn)平臺(tái)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且對(duì)接工裝是一對(duì)一設(shè)計(jì)的，只能適用于特定機(jī)型。在裝配過程中，飛機(jī)部件質(zhì)量大且外部形狀復(fù)雜，部件姿態(tài)判斷困難、手工裝配困難、質(zhì)量得不到保證。同時(shí)，為了確保裝配順利可靠，傳統(tǒng)大部件在裝配中需要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工裝，這花費(fèi)了大量裝配時(shí)間，增加了裝配成本。20世紀(jì)90年代以來，隨著國際市場(chǎng)中軍民飛機(jī)供應(yīng)商之間競爭日益激烈，飛機(jī)更新?lián)Q代越來越頻繁，制造水平的也不斷提高，對(duì)飛機(jī)部件數(shù)字化裝配技術(shù)的需求也越來越強(qiáng)烈，各種新的裝配工藝技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展也成為數(shù)字化裝配技術(shù)的基礎(chǔ)。

在飛機(jī)大部件數(shù)控調(diào)姿定位過程，為了實(shí)現(xiàn)大部件的精確定位，需要定位器不僅能夠滿足X、Y、Z三個(gè)方向的水平定位還要能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向的定位。然而目前國內(nèi)的調(diào)姿設(shè)備大多只具備直線坐標(biāo)的調(diào)整，對(duì)大部件的姿態(tài)調(diào)整是通過多個(gè)三坐標(biāo)或四坐標(biāo)定位器合作完成，少數(shù)具有旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的定位機(jī)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)方向上的定位裝置無法保證大部件調(diào)姿的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

文獻(xiàn)“授權(quán)公告號(hào)是CN102745338A的中國發(fā)明專利”公開了一種中機(jī)身數(shù)字化調(diào)姿裝配系統(tǒng)。整個(gè)調(diào)姿裝備利用十六個(gè)直線坐標(biāo)定位器，通過調(diào)姿算法對(duì)所有的定位器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃，完成對(duì)各定位器的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)中機(jī)身的數(shù)控調(diào)姿。這種調(diào)姿方式固然能夠很好地完成對(duì)大部件的調(diào)資定位，然而，成本高，控制難度大，對(duì)調(diào)姿算法的依賴性很強(qiáng)，無法簡單獨(dú)立完成的部件的旋轉(zhuǎn)定位。

文獻(xiàn)“授權(quán)公告號(hào)是CN102152133A的中國發(fā)明專利”公開了一種五坐標(biāo)定位機(jī)構(gòu)。X、Y、Z方向利用絲杠、導(dǎo)軌和齒輪副進(jìn)行傳動(dòng)，A向采用軸套筒和心軸傳動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)心軸，心軸連接軸套筒，軸套筒連接外部移動(dòng)件，豎直方向兩個(gè)移動(dòng)板通過不同速度運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)B向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)五個(gè)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)獨(dú)立、簡單，運(yùn)動(dòng)獨(dú)立，然而在旋轉(zhuǎn)方向該機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)大部件的穩(wěn)定的、精確的定位控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有數(shù)控調(diào)姿平臺(tái)實(shí)用性差的不足，本發(fā)明提供一種雙旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控調(diào)姿平臺(tái)。該調(diào)姿平臺(tái)包括工件安裝平板、A軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)、B軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)、A軸直齒消隙齒輪、B軸直齒消隙齒輪、A軸傳動(dòng)絲杠、B軸傳動(dòng)絲杠、A軸回轉(zhuǎn)軸心軸承和B軸回轉(zhuǎn)定心軸承。A、B軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過減速器驅(qū)動(dòng)A、B軸直齒消隙齒輪，進(jìn)而帶動(dòng)A、B軸傳動(dòng)絲杠，A、B軸傳動(dòng)絲杠做直線運(yùn)動(dòng)，工件安裝平板與A、B軸傳動(dòng)絲杠構(gòu)成連桿機(jī)構(gòu)，A、B軸傳動(dòng)絲杠在做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)了工件安裝平板繞A、B軸回轉(zhuǎn)軸心軸承做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；由于連桿機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了直線運(yùn)動(dòng)量與旋轉(zhuǎn)角度的一一映射，保證了調(diào)姿平臺(tái)工作的穩(wěn)定性和精確性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種雙旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控調(diào)姿平臺(tái)，其特點(diǎn)是包括支撐底座1、工件安裝平板2、A軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)3、B軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)4、A軸直齒消隙齒輪5、B軸直齒消隙齒輪6、A軸傳動(dòng)絲杠7、B軸傳動(dòng)絲杠8、A軸回轉(zhuǎn)軸心軸承9、B軸回轉(zhuǎn)定心軸承10、弧形導(dǎo)軌11、傳動(dòng)單元回轉(zhuǎn)軸承12、耳座13、支撐板14、齒輪箱15、齒輪箱支座16、鉸鏈機(jī)構(gòu)17和B坐標(biāo)定心軸18。

所述工件安裝平板2是鏤空鋼板，調(diào)姿平臺(tái)的A坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工件安裝平板2與支撐板14相對(duì)靜止。所述支撐板14是田字形鏤空式鋼板，支撐板14中央裝有B軸回轉(zhuǎn)定心軸承10，B軸回轉(zhuǎn)定心軸承10通過B坐標(biāo)定心軸18和弧形導(dǎo)軌滑塊副與支撐板14相連，兩段弧形導(dǎo)軌11以B坐標(biāo)定心軸18為圓心，對(duì)稱地分置于支撐板14上，所述耳座13有四個(gè)，以B坐標(biāo)定心軸18為圓心，均布于工件安裝平板2上，并通過螺釘與工件安裝平板2固連，弧形導(dǎo)軌11分布半徑小于耳座13的半徑。