CN102615528A - 飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，包括托架装置下支撑框架、辅助支撑传送机构、滚动支撑执行机构、外部连接固定装置、执行机构调整装置，其中，外部连接固定装置和辅助支撑传送机构安装于托架装置下支撑框架上，执行机构调整装置连接于托架装置下支撑框架和滚动支撑执行机构之间。本发明结构能够合理、稳定地保护及支撑大型自由曲面构件，并根据大型薄壁件加工中间过渡态自由曲面的变化，实时、快速地进行调整，以配合变化曲面支撑柔性自动滚压机附属托架装置。

Description

飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置

技术领域

本发明涉及一种配合滚压机使用的柔性自动托架机构，具体是一种飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置。

背景技术

目前，国际国内航空事业空前发展，机型多样化趋势明显，飞机性能不断提升。随之而对飞机制造业及上游产业的要求也不断的提高，例如制造精度、交付速度、成本控制等等。飞机的构造非常复杂，其外覆盖件是大型的薄壁件，其作用是维持飞机外形，使飞机具有很好的空气动力特性，承受空气动力作用后将力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之直接与外界接触，所以不仅要求材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。这样的大型薄壁件一般是由滚压机加工制成的，要加工出精度非常高，具有良好空气动力特性的自由曲面外形难度还是比较大的。

经过查询，现在国内制造这类大型薄壁件的滚压机大部分都没有相应的附属托架设备，仅靠多个人工输送和接收板件；或者只有非常简易的托架，功能并不完善。这样使得加工出来的薄壁件可能受到自身重力的影响在加工过程中出现非必要的不可预测的变形，进而可能对构建内部力学性能造成损伤，对服役性能，空气动力性能等造成不可预料的影响。国际上虽有一些专用的托架，但是其支撑部分是可调角度的平板结构，不能适应变化多样的曲面造型，保护支撑效果不是很好。再者，由于一些大型薄壁件在滚压的时候由于材料特性，加工工艺等限制，并不能一次加工成型，需要多次加工，逐渐得到最终成型曲面。在加工中间态时，曲面呈现不同的曲率形态，需要不同曲率配置的托架进行保护性支撑，但是现存在一些简易托架的平板面造型并不能适合上述加工要求。而且，大型薄板件的质量和尺寸都非常大，加工结束后用人工从托架卸下，然后搬运到下一个工位，十分的不便，而且可能由于人为因素对工件造成不可逆转的损伤，缺乏一种方便、省力、安全的运送装置。

发明内容

本发明针对现有技术中存在上述不足，提供了一种飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，包括托架装置下支撑框架、辅助支撑传送机构、滚动支撑执行机构、外部连接固定装置、执行机构调整装置，其中，外部连接固定装置和辅助支撑传送机构安装于托架装置下支撑框架上，执行机构调整装置连接于托架装置下支撑框架和滚动支撑执行机构之间。

优选地，所述托架装置下支撑框架包括：下部主要支撑框架及支撑脚轮，其中，所述支撑脚轮安装在下部主要支撑框架的底端。

优选地，所述辅助支撑传送机构包括：辅助传送滚筒组、滚筒支撑架、连接旋转轴及辅助传送滚筒组角度控制电机，其中，滚筒支撑架上通过连接旋转轴轴孔配合安装有辅助传送滚筒组，所述连接旋转轴的一端连接于托架装置下支撑框架，其另一端连接于辅助传送滚筒组角度控制电机，并通过辅助传送滚筒组角度控制电机的控制来控制滚筒支撑架与水平面的角度。

优选地，所述滚动支撑执行机构包括：若干个相同的上部可调整执行支撑框架及滚动执行机构，其中，每一个上部可调整执行支撑框架上均分布有等量等距的滚动执行机构。

优选地，所述滚动支撑执行机构为带有曲率的阵列。

优选地，所述外部连接固定装置包括：滑动磁力连接块、固定磁力连接块及中控系统，其中，所述滑动磁力连接块用于连接固定滚压机，所述固定磁力连接块用于连接固定托架装置下支撑框架，所述中控系统用于控制滑动磁力连接块及固定磁力连接块产生磁性或失去磁性。

优选地，所述执行机构调整装置包括：几组行程不同的直线调整伺服电机以及与其数量相对应的几组长度不同的连接杆、连接铰链、滑动连接头及转接块，其中，滑动连接头和连接杆之间通过连接铰链连接，连接杆与直线调整伺服电机的滑块之间通过转接块相连接。

优选地，所述飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，还包括自动平板小车，所述平板小车设置在托架装置下支撑框架与地面之间的空间内并由此空间内穿过。

优选地，所述自动平板小车包括平板小车伺服驱动电机、小车支撑板、平板小车支撑板升降机构及固定挡条，其中，所述平板小车伺服驱动电机为四个，通过平板小车支撑板升降机构安装在小车支撑板的下表面，所述固定挡条安装在小车支撑板的上表面。

本发明与前文所述的人工支撑及简易固定支架支撑相比，可以更加安全可靠的对大型飞机薄壁件的滚压成品进行保护支撑，特别是能够对构件加工中间过渡态自由曲面的变化实时快速的进行调整，以配合变化的曲面。整个托架装置具有较高的柔性，适应性强，使得支撑结构能够更加贴合曲面，防止工件不必要的损伤。而且由于托架的外部连接端口是快速可连接和断开的磁性可控的磁性街头，所以也方便与自动化平板小车进行配合，方便构件可以在无人力帮助下移动到下一个工位，既可以节省人力，也可以防止人为搬运时用力不均，对成型构件造成再次损伤。

本发明提供的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，结构能够合理、稳定地保护及支撑大型自由曲面构件，并根据大型薄壁件加工中间过渡态自由曲面的变化，实时、快速地进行调整，以配合变化曲面支撑柔性自动滚压机附属托架装置。

附图说明

图1为本发明托架装置主体结构图；

图2为本发明托架装置主体结构补充观察视角图；

图3为本发明托架装置与滚压机的连接分布视图；

图4为本发明平板小车与托架配合使用示意图；

图5为本发明自动平板小车结构图；

图中，1为辅助传送滚筒组，2为辅助传送滚筒组角度控制电机，3为滑动磁力连接块，4为上部可调整执行支撑框架，5为直线调整伺服电机，6为固定磁力连接块，7为支撑脚轮，8为下部主要支撑框架，9为连接杆，10为连接铰链，11为滑动连接头，12为滚动执行机构，13为滚压机，14为自动平板小车，15为平板小车伺服驱动电机，16为平板小车支撑板升降机构，17为小车支撑板，18为固定挡条。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例包括：托架装置下支撑框架、辅助支撑传送机构、滚动支撑执行机构、外部连接固定装置、执行机构调整装置，其中，外部连接固定装置和辅助支撑传送机构装于下支撑框架上，执行机构调整装置连接于托架装置下支撑框架和滚动支撑执行机构之间。

所述托架装置下支撑框架包括：下部主要支撑框架8及支撑脚轮7，其中，所述支撑脚轮7安装在下部主要支撑框架8的底端。

所述辅助支撑传送机构包括：辅助传送滚筒组1、滚筒支撑架、连接旋转轴及辅助传送滚筒组角度控制电机2，其中，滚筒支撑架上通过连接旋转轴轴孔配合安装有辅助传送滚筒组1，所述连接旋转轴的一端连接于托架装置下支撑框架，其另一端连接于辅助传送滚筒组角度控制电机2，通过辅助传送滚筒组角度控制电机2的控制来控制滚筒支撑架与水平面的角度。辅助支撑传送机构主要功能是将滚压机加工作业过后的工件平稳的传递到后续的主要支撑面上。因为主要支撑结构的设计方式在水平方向上的移动变化量是没有的，不利于将工件顺利的引入到支撑架上，所以才设计了这样一个能够延伸到滚压机出料端的辅助传送装置。

所述滚动支撑执行机构包括：若干个相同的上部可调整执行支撑框架4及滚动执行机构12，其中，每一个上部可调整执行支撑框架4上均分布有等量等距的滚动执行机构12，整个滚动支撑执行机构在调整结构的调整下可以形成有不同造型的曲面阵列来配合工件不同的中间态曲面造型。所述滚动支撑执行机构为带有曲率的阵列。

所述外部连接固定装置包括：滑动磁力连接块3、固定磁力连接块6及中控系统，其中，所述滑动磁力连接块3用于连接固定滚压机13，所述固定磁力连接块6用于连接固定托架装置下支撑框架，所述中控系统用于控制滑动磁力连接块3及固定磁力连接块6产生磁性或失去磁性来连接或断开相对应的连接端口，从而可以实现自动化的作业过程。

所述执行机构调整装置包括：几组行程不同的直线调整伺服电机5以及与其数量相对应的几组长度不同的连接杆9、连接铰链10、滑动连接头11及转接块，其中，滑动连接头11和连接杆9之间通过连接铰链10连接，连接杆9与直线调整伺服电机5的滑块之间通过转接块相连接。连接杆9与直线调整伺服电机5的移动装置用转接块相连接。在上部可调整执行支撑框架4及连接杆9中，一组连接杆9通过一组直线调整伺服电机5的控制，变化高度来控制上部可调整执行支撑框架4的基本离地高度，另一组连接杆9通过另一组直线调整伺服电机5的控制上部可调整执行支撑框架4的支撑面于水平面的角度。

具体地，

如图1和图2所示，本实施例包括支撑框架调8，辅助传送滚筒组1，控制辅助传送滚筒组俯仰角度的伺服控制电机2，滑动磁力连接块3和固定磁力连接块6两组可控磁力连接块，一组上部可调整执行支撑框架4，直线调整伺服电机5，众多长度不等的连接杆9，众多形同的连接铰链10和滑动连接头11，滚动执行机构12，支撑脚轮7。滚动执行机构12成阵列固定分布于一组上部可调整执行支撑框架4上，作为和工件直接接触的主体部分，辅助传送滚筒组1则作为辅助部分。伺服控制电机2和直线调整伺服电机5则作为自动控制系统控制动作的直接输出端。

在和滚压机13配合使用时，需要在入料和出料口都要成对的放置本托架装置，用于送料和接料的保护性支撑。对于相对比较小的薄壁件加工，本托架装置可以用一对单独使用，对于相对比较大的薄壁件加工可以多对组合使用(图3)。托架装置和滚压机13连接和断开的控制通过控制系统对滑动磁性可控连接块的控制来实现。

实施例2

实施例2为实施例1的变化例。

在本实施例中，还包括自动平板小车14，实施例1提供的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置与自动平板小车配合使用，将成型工件运送到下一个工位，从而节省人力，也可以防止人为搬运时用力不均，对成型构件造成再次损伤(图4)。

如图5所示，自动平板小车14包括平板小车四个伺服驱动电机15，小车支撑板17、平板小车支撑板升降机构16及固定挡条18，其中，平板小车四个伺服驱动电机15通过平板小车支撑板升降机构16安装在小车支撑板17的下表面，固定挡条18安装在小车支撑板17的上表面。当工件加工结束时，支撑机构缓慢恢复到初始位置。小车在控制系统的发出的指令控制下，通过传感器的精确定位，准确的移动到托架装置下端，同时可控滑动磁力连接块3失去磁性，固定磁力连接块6产生磁性，将托架连成一个整体，提高刚度，防止运送过程中托架之间位置过度移动或者错位而不能稳定支撑。同时，支撑板17在升降机构16的作用下上升到指定位置，固定挡条18从小车支撑板的槽中旋转升起，然后移动此固定挡条，直至能稳固的固定托架装置。最后小车装载托架装置组移动到下一个工位，到达位置后卸掉工件，将托架组运回前一工位待命，准备下一次运送任务。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，包括托架装置下支撑框架、辅助支撑传送机构、滚动支撑执行机构、外部连接固定装置、执行机构调整装置，其中，外部连接固定装置和辅助支撑传送机构安装于托架装置下支撑框架上，执行机构调整装置连接于托架装置下支撑框架和滚动支撑执行机构之间。

2.根据权利要求1所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，所述托架装置下支撑框架包括：下部主要支撑框架及支撑脚轮，其中，所述支撑脚轮安装在下部主要支撑框架的底端。

3.根据权利要求1所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，所述辅助支撑传送机构包括：辅助传送滚筒组、滚筒支撑架、连接旋转轴及辅助传送滚筒组角度控制电机，其中，滚筒支撑架上通过连接旋转轴轴孔配合安装有辅助传送滚筒组，所述连接旋转轴的一端连接于托架装置下支撑框架，其另一端连接于辅助传送滚筒组角度控制电机。

4.根据权利要求1所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，所述滚动支撑执行机构包括：若干个相同的上部可调整执行支撑框架及滚动执行机构，其中，每一个上部可调整执行支撑框架上均分布有等量等距的滚动执行机构。

5.根据权利要求4所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，所述滚动支撑执行机构为带有曲率的阵列。

6.根据权利要求1所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，所述外部连接固定装置包括：滑动磁力连接块、固定磁力连接块及中控系统，其中，所述滑动磁力连接块用于连接固定滚压机，所述固定磁力连接块用于连接固定托架装置下支撑框架，所述中控系统用于控制滑动磁力连接块及固定磁力连接块产生磁性或失去磁性。

7.根据权利要求1所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，所述执行机构调整装置包括：几组行程不同的直线调整伺服电机以及与其数量相对应的几组长度不同的连接杆、连接铰链、滑动连接头及转接块，其中，滑动连接头和连接杆之间通过连接铰链连接，连接杆与直线调整伺服电机的滑块之间通过转接块相连接。

8.根据权利要求1所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，还包括自动平板小车，所述自动平板小车设置在托架装置下支撑框架与地面之间的空间内并由此空间内穿过。

9.根据权利要求8所述的飞机大型薄壁件滚压机附属柔性自动托架装置，其特征在于，所述自动平板小车包括平板小车伺服驱动电机、小车支撑板、平板小车支撑板升降机构及固定挡条，其中，所述平板小车伺服驱动电机为四个，通过平板小车支撑板升降机构安装在小车支撑板的下表面，所述固定挡条安装在小车支撑板的上表面。

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