CN105382778B - 大部件翻身工装及大部件翻身方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大部件翻身工装及大部件翻身方法。该大部件翻身工装，包括支撑装置、升降机构以及具有产品固持结构的翻转框架；所述升降机构设置在支撑装置上，所述翻转框架可转动地设置在升降机构上并可随升降机构沿竖直方向运动。该大部件翻身方法是采用上述大部件翻身工装对大型部件进行翻身的方法。通过将大型部件安装连接在产品固持结构上，然后使翻转框架带着大型部件随升降机构上升至上限位，接着使大型部件随翻转框架旋转即可实现大型部件的翻身，不仅操作简便、翻身效率高，而且不存在不协调的问题，安全性较好；此外，该翻身工装成本较低，采用其对大型部件进行翻身的效率较高，需要的人力资源较少，更为节省时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种翻身工装及翻身方法，尤其是一种大部件翻身工装及大部件翻身方法。
背景技术
在飞机制造行业，特别是大型飞机制造行业，加工过程中往往需要对大型部件进行翻转。目前，在飞机制造行业中，对于大型部件的翻转一般是通过行车上的两套吊具并辅以补铆托架完成的。其存在以下缺陷：一、翻转所需工装设备较多，对工装设备的利用率不高，增加了工装制造成本；二、在部件翻转过程中两套吊具的吊钩必须要上下协调吻合，否则翻转部件时易发生倾斜，导致危险事故；三、在翻转过程中，吊绳与吊钩、卸扣之间发生滑动或是部件需保持某个翻转状态一定时间，都容易导致部件受损；四、翻身过程部件重量、刚性、环境等因素的影响较大，可控性较差；五、翻身效率不高，需多人配合才能完成，造成人力资源的浪费，整个翻身过程会持续大概1小时，也会造成时间浪费；六、针对不同的机型，需要定制特定的工装设备，成本较高。
因此，虽然现有的翻转方法能够实现对飞机大型部件的翻转，但是其操作繁杂、成本较高并存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种操作简便、安全性较好的大部件翻身工装。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大部件翻身工装，包括支撑装置、升降机构以及具有产品固持结构的翻转框架；所述升降机构设置在支撑装置上，所述翻转框架可转动地设置在升降机构上并可随升降机构沿竖直方向运动；该大部件翻身工装用于对飞机大型部件进行翻转。
进一步的是，所述支撑装置包括两个对称设置的支座，每个支座上各设有一组升降机构；所述翻转框架设置在两个支座之间，其两端分别与一组升降机构转动连接。
进一步的是，所述升降机构包括竖直设置在支座上的直线导轨、滑动设置在直线导轨上的线轨滑块副以及设置在线轨滑块副上的支撑平台；所述支撑平台上设有旋转装置，所述翻转框架的端部与旋转装置相连。
进一步的是，其中一组升降机构的支撑平台上还设有与旋转装置相连的旋转驱动装置。
进一步的是，所述旋转装置包括设置在支撑平台上的转轴支座和设置在转轴支座上并与翻转框架相连的旋转轴；所述旋转驱动装置包括设置在支撑平台上并与旋转轴相连的减速器以及与减速器相连的旋转驱动电机。
进一步的是，该翻身工装还包括同步升降驱动机构；所述同步升降驱动机构包括具有两个输出端的动力输出轴、与动力输出轴相连的升降驱动电机、分别设置于两组升降机构上的两个丝杠螺母以及竖直设置且分别与两个丝杠螺母相连的两根丝杠；所述动力输出轴的两个输出端分别与两根丝杠的下端相连。
进一步的是，所述翻转框架为矩形框架，其主要由两组作为短边的旋转端部构件和两组作为长边的旋转支撑构件组成；所述产品固持结构设置在两组旋转支撑构件之间。
进一步的是，所述旋转端部构件主要由板件和管件连接构成，旋转端部构件的中部设有连接孔；所述旋转支撑构件主要由具有多个安装孔的带孔板件和设置在该带孔板件外侧面上的加强管件构成，多个安装孔沿带孔板件的长度方向均匀布置。
进一步的是，所述产品固持结构包括产品连接框和加强杆，所述产品连接框至少为两个且每个产品连接框上设有至少两处产品固持部，所述产品连接框的两端分别与所对应的旋转支撑构件上的安装孔相连，所述加强杆连接在两个相邻的产品连接框之间。
本发明还提供了一种采用上述的大部件翻身工装对大型部件进行翻身的方法，包括下列步骤：
步骤一，检查，确保所述大部件翻身工装的各机械连接部位和各电器连接部位的可靠性；
步骤二，下降，使得翻转框架保持水平，然后使翻转框架随升降机构下降至下限位；
步骤三，上架，将大型部件吊运至翻转框架下侧，并将大型部件与产品固持结构安装连接在一起；
步骤四，上升，使翻转框架随升降机构上升至上限位，并将升降机构锁定；
步骤五，翻转，取出设置在翻转框架与升降机构转动连接部位的止动插销，并使翻转框架带动大型部件翻转至需要的位置。
本发明的有益效果是：通过将大型部件安装连接在产品固持结构上，然后使翻转框架带着大型部件随升降机构上升至上限位，接着使大型部件随翻转框架旋转即可实现大型部件的翻身，不仅操作简便、翻身效率高，而且不存在不协调的问题，安全性较好；此外，该翻身工装成本较低，采用其对大型部件进行翻身的效率较高，需要的人力资源较少，更为节省时间。
附图说明
图1是本发明中大部件翻身工装的三维结构示意图；
图2是本发明中大部件翻身工装的俯视结构示意图；
图3是本发明中大部件翻身工装的正视结构示意图；
图4是图3中A处的局部放大图；
图中标记为：支撑装置1、支座11、升降机构2、直线导轨21、线轨滑块副22、支撑平台23、同步升降驱动机构3、动力输出轴31、升降驱动电机32、丝杠螺母33、丝杠34、翻转框架4、旋转端部构件41、旋转支撑构件42、产品固持结构43、旋转装置51、转轴支座511、旋转轴512、旋转驱动装置52、减速器521、旋转驱动电机522。
图3中双点划线部分表示翻转框架翻转90°后的状态。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，大部件翻身工装，包括支撑装置1、升降机构2以及具有产品固持结构43的翻转框架4；所述升降机构2设置在支撑装置1上，所述翻转框架4可转动地设置在升降机构2上并可随升降机构2沿竖直方向运动；该大部件翻身工装用于对飞机大型部件进行翻转。其中，升降机构2用于带动翻转框架4在竖直方向的运动，其可以有多种实施方式，例如：采用气缸或油缸顶升结构的升降机构2、采用气缸或油缸提升结构的升降机构2、采用拉索提升结构的升降机构2，或是采用丝杠和滑轨结构的升降机构2等等。产品固持结构43用于和大型部件安装连接，其上通常设有连接部；一般情况下，产品固持结构43根据需要翻转的大型部件的外形结构进行相应的设计。翻身过程中，通过将大型部件安装连接在产品固持结构43上，然后使翻转框架4带着大型部件随升降机构2上升至上限位，接着使大型部件随翻转框架4旋转，即可实现大型部件的翻身；并且通常可在特定的角度(例如：45°、90°、120°等)位置设置限位卡，用以将翻转框架4固定在该翻转位置，以便对大型部件进行加工操作；通常，在翻转框架4与升降机构2转动连接部位设有止动插销，避免翻转框架4意外翻转。
具体的，如图1、图2和图3所示，所述支撑装置1包括两个对称设置的支座11，每个支座11上各设有一组升降机构2；所述翻转框架4设置在两个支座11之间，其两端分别与一组升降机构2转动连接。两个对称设置的支座11支撑效果更好，提高了翻转的稳定性和安全性。一般的，所述支座11上设有扶梯。
优选的，结合图1、图3和图4所示，所述升降机构2包括竖直设置在支座11上的直线导轨21、滑动设置在直线导轨21上的线轨滑块副22以及设置在线轨滑块副22上的支撑平台23；所述支撑平台23上设有旋转装置51，所述翻转框架4的端部与旋转装置51相连。为了便于驱动翻转框架4翻转，其中一组升降机构2的支撑平台23上还设有与旋转装置51相连的旋转驱动装置52。
具体的，结合图1、图2和图3所示，所述旋转装置51包括设置在支撑平台23上的转轴支座511和设置在转轴支座511上并与翻转框架4相连的旋转轴512；所述旋转驱动装置52包括设置在支撑平台23上并与旋转轴512相连的减速器521以及与减速器521相连的旋转驱动电机522。一般的，旋转轴512通过轴承和轴承端盖等部件安装在转轴支座511，旋转轴512的一端穿过翻转框架4并与其键连接，旋转轴512穿过翻转框架4的端部上设有用于避免旋转轴512轴向移动的端板，端板通过螺栓和垫片固定。减速器521与旋转驱动电机522通常通过联轴器相连。
作为本发明的一种优选方案，再如图1、图2、图3和图4所示，该翻身工装还包括同步升降驱动机构3；所述同步升降驱动机构3包括具有两个输出端的动力输出轴31、与动力输出轴31相连的升降驱动电机32、分别设置于两组升降机构2上的两个丝杠螺母33以及竖直设置且分别与两个丝杠螺母33相连的两根丝杠34；所述动力输出轴31的两个输出端分别与两根丝杠34的下端相连。其中，动力输出轴31的输出端与丝杠34的下端相连的方式可以有多种，例如：通过涡轮蜗杆结构相连、通过两个斜齿啮合结构相连、通过多个齿轮配合的结构相连或是通过减速器相连等等。升降驱动电机32的动力通过动力输出轴31的两个输出端分别传递给两根丝杠34，两根丝杠34同步旋转驱使两个丝杠螺母33同时上升或下降，两个丝杠螺母33分别带动两组升降机构2同时上升或下降，进而使得翻转框架4的两端能够同时升降。
具体的，再如图1、图2和图3所示，所述翻转框架4为矩形框架，其主要由两组作为短边的旋转端部构件41和两组作为长边的旋转支撑构件42组成；所述产品固持结构43设置在两组旋转支撑构件42之间。优选的，所述旋转端部构件41主要由板件和管件连接构成，旋转端部构件41的中部设有连接孔；通常连接孔中设有键槽，带键的旋转轴512穿过连接孔与翻转框架4连接；所述旋转支撑构件42主要由具有多个安装孔的带孔板件和设置在该带孔板件外侧面上的加强管件构成，多个安装孔沿带孔板件的长度方向均匀布置。通过所设置的多个安装孔使得产品固持结构43可连接在两组旋转支撑构件42之间的不同位置，以利于不同型号的大型部件与产品固持结构43的连接，使得该翻身工装实现了针对于不同尺寸规格的大型部件的翻转，避免了制造多套翻转设备造成资源浪费。
在上述基础上，为了提高产品固持结构43对大型部件的固持效果，避免翻身过程中损伤大型部件，所述产品固持结构43包括产品连接框和加强杆，所述产品连接框至少为两个且每个产品连接框上设有至少两处产品固持部，所述产品连接框的两端分别与所对应的旋转支撑构件42上的安装孔相连，所述加强杆连接在两个相邻的产品连接框之间。其中，产品连接框一般包括连接在一起的上框和下框，两个相邻的产品连接框之间通常连接有三根加强杆；产品连接框的端部一般通过转换机构与安装孔相连，所述转换机构包括具有连接槽的连接支座、设置在连接槽上的压板、设置在压板上的锁紧螺钉及用安装在产品连接框端部的锁紧螺母，所述产品连接框的端部嵌入连接槽中并通过锁紧螺钉和锁紧螺母固定。
作为本发明的再一种优选方案，该翻身工装还包括控制系统，所述升降驱动电机32和旋转驱动电机522分别与控制系统电连接；所述升降机构2上设有与控制系统相连的升降位置传感器和旋转位置传感器，所述升降位置传感器通常包括上限位位置传感器和下限位位置传感器；所述控制系统根据升降位置传感器的反馈信号控制升降驱动电机32的开关，进而避免升降超程；所述控制系统根据旋转位置传感器的反馈信号控制旋转驱动电机522的开关，以利于控制大型部件的翻转角度。
大部件翻身方法，该方法是采用上述的大部件翻身工装对大型部件进行翻身的方法，其包括下列步骤：
步骤一，检查，确保所述大部件翻身工装的各机械连接部位和各电器连接部位的可靠性；具体包括：1).检查该翻身工装的电器线路是否连接可靠，有无明显断线、裂线现象，如有，应立即修复；2).确保翻身工装的各机械连接部位，特别是翻转框架4上无松散件；3).插上电源，确保各部分通电；
步骤二，下降，使得翻转框架4保持水平，然后使翻转框架4随升降机构2下降至下限位；通常需要人工将翻转框架4调整至水平位置，由于惯性作用，故需将翻转框架4反复调整直至水平；调平后，插上止动插销避免翻转框架4转动；在确保安全的情况下，即确保翻转框架4下侧无障碍物、无人员等，按动下降按钮，使翻转框架4下降；
步骤三，上架，将大型部件吊运至翻转框架4下侧，并大型部件固持结构43安装连接在一起；通常根据大型部件的长度选择相应数量的产品连接框，并将各产品连接框安装在翻转框架4中的相应位置；一般的，产品固持结构43包括产品连接框和加强杆；上架过程中，将产品连接框的下框取下，把上框安装在大型部件的上部再把下框从大型部件的下部与上框连接，使大型部件处于产品连接框中，接着通过产品连接框上的产品固持部与大型部件连接在一起；
步骤四，上升，使翻转框架4随升降机构2上升至上限位，并将升降机构2锁定；确认各个零部件连接牢固可靠后，即可开始上升操作；将升降机构2锁定即可避免翻转框架4在竖直方向运动；
步骤五，翻转，确保翻转框架4周围无障碍物，取出设置在翻转框架4与升降机构2转动连接部位的止动插销，并使翻转框架4带动大型部件翻转至需要的位置；
通常该大部件翻身方法还包括步骤六；步骤六，下架；当翻转完成后，调整翻转框架4水平并插上止动插销，然后使翻转框架4随升降机构2下降至下限位，最后将大型部件从翻转框架4中取出下架。
Claims (7)
1.大部件翻身工装，其特征在于：包括支撑装置(1)、升降机构(2)、同步升降驱动机构(3)以及具有产品固持结构(43)的翻转框架(4)；所述升降机构(2)设置在支撑装置(1)上，所述翻转框架(4)可转动地设置在升降机构(2)上并可随升降机构(2)沿竖直方向运动；该大部件翻身工装用于对飞机大型部件进行翻转；
所述支撑装置(1)包括两个支座(11)，每个支座(11)上各设有一组升降机构(2)；所述翻转框架(4)设置在两个支座(11)之间，其两端分别与一组升降机构(2)转动连接；
所述同步升降驱动机构(3)包括具有两个输出端的动力输出轴(31)、与动力输出轴(31)相连的升降驱动电机(32)、分别设置于两组升降机构(2)上的两个丝杠螺母(33)以及竖直设置且分别与两个丝杠螺母(33)相连的两根丝杠(34)；所述动力输出轴(31)的两个输出端分别与两根丝杠(34)的下端相连；
所述翻转框架(4)为矩形框架，其主要由两组作为短边的旋转端部构件(41)和两组作为长边的旋转支撑构件(42)组成；所述产品固持结构(43)设置在两组旋转支撑构件(42)之间；
所述旋转端部构件(41)主要由板件和管件连接构成，旋转端部构件(41)的中部设有连接孔；所述旋转支撑构件(42)主要由具有多个安装孔的带孔板件和设置在该带孔板件外侧面上的加强管件构成，多个安装孔沿带孔板件的长度方向均匀布置。
2.如权利要求1所述的大部件翻身工装，其特征在于：两个支座(11)对称设置。
3.如权利要求1所述的大部件翻身工装，其特征在于：所述升降机构(2)包括竖直设置在支座(11)上的直线导轨(21)、滑动设置在直线导轨(21)上的线轨滑块副(22)以及设置在线轨滑块副(22)上的支撑平台(23)；所述支撑平台(23)上设有旋转装置(51)，所述翻转框架(4)的端部与旋转装置(51)相连。
4.如权利要求3所述的大部件翻身工装，其特征在于：其中一组升降机构(2)的支撑平台(23)上还设有与旋转装置(51)相连的旋转驱动装置(52)。
5.如权利要求4所述的大部件翻身工装，其特征在于：所述旋转装置(51)包括设置在支撑平台(23)上的转轴支座(511)和设置在转轴支座(511)上并与翻转框架(4)相连的旋转轴(512)；所述旋转驱动装置(52)包括设置在支撑平台(23)上并与旋转轴(512)相连的减速器(521)以及与减速器(521)相连的旋转驱动电机(522)。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的大部件翻身工装，其特征在于：所述产品固持结构(43)包括产品连接框和加强杆，所述产品连接框至少为两个且每个产品连接框上设有至少两处产品固持部，所述产品连接框的两端分别与所对应的旋转支撑构件(42)上的安装孔相连，所述加强杆连接在两个相邻的产品连接框之间。
7.大部件翻身方法，其特征在于：采用如权利要求1至6中任一项所述的大部件翻身工装对大型部件进行翻身；包括下列步骤：
步骤一，检查，确保所述大部件翻身工装的各机械连接部位和各电器连接部位的可靠性；
步骤二，下降，使得翻转框架(4)保持水平，然后使翻转框架(4)随升降机构(2)下降至下限位；
步骤三，上架，将大型部件吊运至翻转框架(4)下侧，并将大型部件与产品固持结构(43)安装连接在一起；
步骤四，上升，使翻转框架(4)随升降机构(2)上升至上限位，并将升降机构(2)锁定；
步骤五，翻转，取出设置在翻转框架(4)与升降机构(2)转动连接部位的止动插销，并使翻转框架(4)带动大型部件翻转至需要的位置。
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