CN103753454B - 一种气动组合柔性预应力夹具及其控制系统 - Google Patents

一种气动组合柔性预应力夹具及其控制系统 Download PDF

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Abstract

一种气动组合柔性预应力夹具及其控制系统，含有多个执行元件、多个先导阀以及动力气路和气动控制系统，每个执行元件通过其对应的先导阀与动力气路连通，先导阀的开关受气动控制系统控制，其特征在于所述的气动控制系统包括一个联动控制系统和一个单动控制系统，所述的联动控制系统含有一个与控制气路连通的联动手控阀门，该联动手控阀门与每个执行元件的先导阀分别通过控制气路连通，所述的单动控制系统含有多个与控制气路连通的单动手控阀门，每个单动手控阀门通过梭阀接入每个执行元件的先导阀与联动手控阀门之间的控制气路上。

Description

一种气动组合柔性预应力夹具及其控制系统
技术领域
本申请涉及飞机工装制造和气动控制技术领域，具体是一种气动组合柔性预应力夹具及其控制系统。
背景技术
预应力夹具的加工对象是飞机壁板，具体是在飞机壁板的肋站位处加载预应力，而飞机壁板含有多个肋站位，故通常采用多组承力立柱组合起来联立使用，使飞机壁板多个肋站位处的预应力加载能在一个柔性组合夹具上完成。
而目前的组合预应力夹具还停留在手工操作上，在对飞机壁板加载预应力时，需要多个操作工人同时手工作业，这种作业方法难以保证预应力加载的质量和进度，显然不符合现代飞机制造的要求。如本申请人已有的发明专利“一种柔性组合预应力夹具”（专利号：ZL200610087318.3）就是手工操作性的，虽然具备了一定的柔性，但是同时含有上述不足之处。
气动组合柔性预应力夹具是现代飞机制造的更新换代设备，气动施加预应力比人工施加预应力有着更多的优势，但对于由多个承力立柱阻合的柔性预应力夹具，气动控制是其柔性作业的关键，柔性控制需要设计一个联动控制系统，使多个承力立柱上的执行元件能够同时加载预应力，同时，又因为飞机壁板是含有曲率外形的，各个肋站位预应力加载的起始位置（零位）并不在一个平面上，使得各个承力立柱上执行元件的调零距离不一样，这就需要设计一个单动控制系统，允许每个承力立柱各自单独调零，为了保证任何一个承力立柱中的执行元件在预应力的加载或者调零过程中不影响其它承力立柱执行元件的工作，也需要设计一个单动控制系统。只有这样的控制系统，才能解决目前组合柔性预应力夹具在控制方面存在的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气动组合柔性预应力夹具及其控制系统。
一种气动组合柔性预应力夹具的控制系统，含有多个执行元件、多个先导阀以及动力气路和气动控制系统，每个执行元件通过其对应的先导阀与动力气路连通，先导阀的开关受气动控制系统控制，其特征在于所述的气动控制系统包括一个联动控制系统和一个单动控制系统，所述的联动控制系统含有一个与控制气路连通的联动手控阀门，该联动手控阀门与每个执行元件的先导阀分别通过控制气路连通，所述的单动控制系统含有多个与控制气路连通的单动手控阀门，每个单动手控阀门通过梭阀接入每个执行元件的先导阀与联动手控阀门之间的控制气路上。
本发明所述的气动组合柔性预应力夹具及其控制系统，其特征在于所述的执行元件可以是一种承力气缸。
本发明所述的气动组合柔性预应力夹具及其控制系统，其特征在于所述的执行元件是一种气动蜗轮千斤顶，该气动蜗轮千斤顶的限位开关接入其先导阀前端的控制气路上。
一种气动组合柔性预应力夹具，含有承力框架，连接在承力框架上的多个承力立柱以及固定在承力立柱上的气动执行元件、先导阀和气动控制系统，其特征在于所述的气动控制系统包括一个联动控制系统和一个单动控制系统，所述的联动控制系统含有一个与控制气路连通的联动手控阀门，该联动手控阀门与每个执行元件的先导阀分别通过控制气路连通，所述的单动控制系统含有多个与控制气路连通的单动手控阀门，每个单动手控阀门通过梭阀接入每个执行元件的先导阀与联动手控阀门之间的控制气路上。
本发明所述的气动组合柔性预应力夹具，其特征在于所述的联动手控阀门固定在承力框架上，所述的单动手控阀门固定在承力立柱上。
上述气动组合柔性预应力夹具，即将多个承力立柱安装在一个承力框架上，是一种具有柔性功能的气动组合预应力夹具。本发明为其提供了一种含有联动控制和单动控制相结合的控制系统，能对气动组合柔性预应力夹具中多个承力立柱的执行元件进行联动控制和对每一个承力立柱的执行元件进行单动控制。不论是联动控制还是单动控制，都具备有对执行元件进行正方向运动、反方向运动和停止运动的控制功能。
上述气动控制系统中的先导阀分三位五通先导阀和二位五通先导阀两种，用于气动蜗轮千斤顶，并在其前端装有限位开关的为三位五通先导阀，用于承力气缸为二位五通先导阀。
上述气动控制系统中的梭阀是一个有两个进气口和一个出气口的控制元件，它的基本原理是：只要任何一个进气口接通，出气口都会接通，并且另一个进气口不会接通。
以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述：
附图说明
图1是气动组合柔性预应力夹具结构示意
图2是气动组合柔性预应力夹具另一侧面的结构示意
图3是气动组合柔性预应力夹具控制系统原理框图
图4是气动组合柔性预应力夹具总气路控制图
图中编号说明：1承力立柱、2承力框架、3三位五通先导阀、4二位五通先导阀、5气动蜗轮千斤顶、6承力气缸、7节流阀、8限位开关、9总气路、10动力气路、11控制气路、12分气阀、13联动手控阀门、14单动手控阀门、15梭阀、16总球阀、17分球阀、18过滤器、19减压阀、20消音器、21导轨滑块副、22工件
具体实施方式
参见附图，实施例给出的气动组合柔性预应力夹具含有承力框架2，连接在承力框架上的六个承力立柱1以及固定在承力立柱上的气动执行元件、先导阀和气动控制系统，固定在承力立柱上的执行元件包括气动蜗轮千斤顶5和承力气缸6两种，先导阀根据执行元件的需要选用三位五通先导阀3和二位五通先导阀4两种，气动蜗轮千斤顶5通过其对应的三位五通先导阀3与动力气路10连通，承力气缸6通过其对应的二位五通先导阀4与动力气路10连通，三位五通先导阀3的开关受限位开关8和气动控制系统控制，限位开关8通过控制气路11接在三位五通先导阀3和气动控制系统之间，二位五通先导阀4的开关直接受气动控制系统控制，所述的气动控制系统包括一个联动控制系统和一个单动控制系统，所述的联动控制系统含有一个与控制气路11连通的联动手控阀门13，该联动手控阀门13与每个执行元件的先导阀分别通过控制气路11连通，所述的单动控制系统含有多个与控制气路11连通的单动手控阀门14，每个单动手控阀门14通过梭阀15接入每个执行元件的先导阀与联动手控阀门13之间的控制气路上。
上述气动组合柔性预应力夹具的每个承力立柱1通过导轨滑块副21连接在承力框架2上，气动控制系统中的联动手控阀门13固定在承力框架2上，气动控制系统中的单动手控阀门14固定在承力立柱1上，每个承力立柱对应一套单动控制系统。
实施中，为了让多个气动蜗轮千斤顶5在联动控制中尽可能的实现同步运动，最好在其进气端和出气端都装上节流阀7。为了让先导阀和执行元件在工作时的噪音尽可能小和在非工作时防止微小颗粒进入其内部，最好在各自的排气口接上消音器20。动力气路10和控制气路11最好由分气阀12从总气路9分流而得，总气路9在输送压缩空气时须用过滤器18和减压阀19进行相应的过滤和减压，以便得到清洁和稳定的工作用气。承力框架2上最好设置一个总球阀16，各个承力立柱1上最好都设置相应的分球阀17，这样能够对总气路和分气路分别进行开关控制，便于日常的检测和维修。
使用时，如果要对整个承力框架2上的所有执行元件进行联动控制，那么操作承力框架2上的联动手控阀门13即可，如果只对各个承力立柱1上的执行元件进行单动控制，那么操作各个承力立柱1上的单动手控阀门14即可。

Claims (5)

1.一种气动组合柔性预应力夹具的控制系统，含有多个执行元件、多个先导阀以及动力气路和气动控制系统，每个执行元件通过其对应的先导阀与动力气路连通，先导阀的开关受气动控制系统控制，其特征在于所述的气动控制系统包括一个联动控制系统和一个单动控制系统，所述的联动控制系统含有一个与控制气路连通的联动手控阀门，该联动手控阀门与每个执行元件的先导阀分别通过控制气路连通，所述的单动控制系统含有多个与控制气路连通的单动手控阀门，每个单动手控阀门通过梭阀接入每个执行元件的先导阀与联动手控阀门之间的控制气路上。
2.如权利要求1所述的气动组合柔性预应力夹具的控制系统，其特征在于所述的执行元件是一种承力气缸。
3.如权利要求1所述的气动组合柔性预应力夹具的控制系统，其特征在于所述的执行元件是一种气动涡轮千斤顶，该气动涡轮千斤顶的限位开关接入其先导阀前端的控制气路上。
4.一种气动组合柔性预应力夹具，含有承力框架，连接在承力框架上的多个承力立柱以及固定在承力立柱上的气动执行元件、先导阀和气动控制系统，其特征在于所述的气动控制系统包括一个联动控制系统和一个单动控制系统，所述的联动控制系统含有一个与控制气路连通的联动手控阀门，该联动手控阀门与每个执行元件的先导阀分别通过控制气路连通，所述的单动控制系统含有多个与控制气路连通的单动手控阀门，每个单动手控阀门通过梭阀接入每个执行元件的先导阀与联动手控阀门之间的控制气路上。
5.如权利要求4所述的气动组合柔性预应力夹具，其特征在于所述的联动手控阀门固定在承力框架上，所述的单动手控阀门固定在承力立柱上。
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