CN106272166A

CN106272166A - 一种飞机长梁多工位自动夹具

Info

Publication number: CN106272166A
Application number: CN201610847055.5A
Authority: CN
Inventors: 王细洋; 张昆仑
Original assignee: Nanchang Hangkong University
Current assignee: Nanchang Hangkong University
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2036-09-26
Also published as: CN106272166B

Abstract

本发明提供了一种飞机长梁多工位自动夹具，包括夹具体、定位装置、夹紧装置、检测装置、工位转换装置、控制装置。所述定位装置包括两内支撑板、两内挡板、外挡板和端挡板；所述夹紧装置包括夹紧气缸、压板、两气缸底板、端气缸底板、气泵；所述检测装置包括光电传感器、压力传感器；所述工位转换装置包括气缸、工件夹头、曲轴旋转机构、底座、滑动支撑；定位装置通过夹具体和夹紧装置、工位转换装置相连接，控制装置和夹紧装置、检测装置相连接，检测装置与夹具体、定位装置、工位转换装置、夹紧装置相连接。本发明适用于不同尺寸的飞机长梁，提高了夹具的柔性化程度，实现了对飞机长梁自装夹、自检测的多工位数控铣削加工，提高了自动化程度。

Description

一种飞机长梁多工位自动夹具

技术领域

本发明涉及工件机械加工设备领域，尤其涉及到一种多工位自动夹具。

背景技术

随着现代航空工业的飞速发展和我国现代化进程的加快，航制造业在现代高科技条件下快速发展，工艺装备的自动化与柔性化，一直是航空工业需要解决的难题。目前，飞机结构件夹具柔性化与自动化程度低，在工件的装夹上，仍然会采用人工装夹方法，耗时耗力，夹具组装时间与工件装夹时间远远多于工件的切削时间，导致生产效率低，加工精度低，成本高。多工位柔性自动工装系统不仅能够降低工装制造成本，快速准确实现工件装夹，缩短工件工装时间，大幅度提高生产率，而且自动化程度高，可靠性与稳定性好，加工精度高等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种铣削加工飞机长梁的多工位自动夹具，为了克服飞机结构件夹具柔性化与自动化程度低，加工精度低，成本高，生产效率低，可靠性与稳定性差等缺点，提出一种飞机长梁数控铣削加工的多工位自动夹具。

本发明是这样来实现的，一种铣削加工飞机长梁的多工位自动夹具，主要包括夹具体、定位装置、夹紧装置、检测装置、工位转换装置、控制装置。所述定位装置包括两内支撑板、两内挡板、外挡板和端挡板；所述夹紧装置包括夹紧气缸、压板、两气缸底板、端气缸底板、气泵；所述检测装置包括光电传感器、压力传感器；所述工位转换装置包括气缸、工件夹头、曲轴旋转机构、底座、滑动支撑；所述控制装置包括PLC控制器、扩展模块、输入单元、输出单元、人机界面、电柜、显示灯。定位装置通过夹具体和夹紧装置、工位转换装置相连接，控制装置和夹紧装置、检测装置相连接，检测装置与夹具体、定位装置、工位转换装置、夹紧装置相连接。

工件底部由两内支撑板共同支撑定位，端部由所述端挡板定位，工件侧面由两内挡板、外挡板定位，并通过所述夹具体连接，所述气缸底板上与所述夹具体端部设有光电传感器，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件是否完全定位，实现工件准确定位，所述夹紧气缸上设有压板，并通过气缸底板连接，用于夹紧工件，所述压板内设有压力传感器，所述压力传感器与控制装置连接，用于检测气缸是否夹紧工件，实现工件准确夹紧。

所述工位转换装置位于夹具体两端，用于实现工位间的转换，所述底座设有左右移动气缸与光电传感器，所述气缸连接滑动支撑，实现工件的左右移动，所述传感器与控制装置连接，用于检测滑动支撑的左右位置，所述滑动支撑上设有升降气缸、光电传感器与伸缩气缸，所述升降气缸用于实现夹头的升降，所述传感器与控制装置连接，用于检测夹头的高度，所述伸缩气缸连接曲轴旋转机构，用于实现夹头的伸缩，所述曲轴旋转机构上设有气缸、曲轴、光电传感器，所述气缸带动曲轴旋转，实现工件的旋转，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件旋转角度，所述夹头设有光电传感器，并位于曲轴端部，用于夹持工件，所述光电传感器用于检测夹头位置，从而实现快速、精确装换工件工位。

所述PLC控制器，由所述电柜供电，连接人机界面，通过扩展模块，连接输入单元与输出单元，通过输出单元，连接显示灯、夹紧装置、工位转换装置，通过输入单元连接检测装置，输入传感器信号，通过输出单元输出控制信号，控制整个夹具系统。

本发明的优点：（1）适用于不同尺寸的飞机长梁，提高了夹具的柔性化程度，（2）能够快速、准确的实现工件自动定位与夹紧，减少了工件装夹时间，提高了加工精度，（3）实现了对工件的自装夹、自检测，提高了夹具可靠性与自动化程度，（4）实现了快速、精确的自动转换工件工位，减少了工件装夹时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的总体结构剖视图。

图3为本发明的总体结构仰视图。

图4为本发明的总体结构侧视图。

图5为本发明的工位转换装置1主视图。

图6为本发明的工位转换装置1剖视图。

图7为本发明的工位转换装置1侧视图。

图8为本发明的工位转换装置2主视图。

图9为本发明的工位转换装置2俯视图。

图10为本发明的工位转换装置2侧视图。

图11为本发明的工位1结构示意图。

图12为本发明的工位2结构示意图。

图13为本发明的工位3结构示意图。

图14为本发明的工位4结构示意图。

图15为本发明的控制系统示意图。

图中：1夹具体；2、6、14、18、20、31、24、25、26光电开关；3、7、11、15、22、29压板；4、8、12、16、23、28夹紧气缸；5、9、13、17、21、30压力传感器；10、27、35气缸底座；32、33、34、37、38、39、40、42、43、44、45光电开关；36工件41端挡板；46、50、59、63、64、79光电开关；47、52、56、60、65、68、73、76压板；48、51、57、61、66、69、74、77夹紧气缸；49、53、58、62、67、70、75、78压力传感器；54、71内挡板；55、72内支撑板；80、98底座；81、95滑动支撑；19、82、83、86、88、93、96、97、100气缸；84、98夹头；85、89、90、91、92、99光电开关；87曲轴旋转机构，101外挡板。

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、2、5、6、7、8、9所示，工件36处于工位1状态时，工件底部由两内支撑板55、72共同支撑定位，端部由所述端挡板41定位，工件侧面由外挡板101定位，并通过所述夹具体1连接，所述气缸底座10、27上与所述夹具体端部设有光电传感器2、6、14、18、20、31、32、34、37、39、40、45，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件是否完全定位，实现工件准确定位，所述夹紧气缸4、8、12、16、23、28上设有压板3、7、11、15、22、29，并通过气缸底座连接，用于夹紧工件，所述压板内设有压力传感器5、9、13、17、21、30，所述压力传感器与控制装置连接，用于检测所述气缸是否夹紧工件，实现工件准确夹紧。

工件36处于工位2状态时，工件底部由内支撑板72支撑定位，端部由所述端挡板41定位，工件侧面由内挡板71定位，并通过所述夹具体1连接，所述气缸底座10、35上与所述夹具体端部设有光电传感器,31、32、34、37、39、40、64、79，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件是否完全定位，实现工件准确定位，所述夹紧气缸28、66、69、74、77上设有压板29、65、68、73、76，并通过气缸底座连接，用于夹紧工件，所述压板内设有压力传感器30、67、70、75、78，所述压力传感器与控制装置连接，用于检测所述气缸是否夹紧工件，实现工件准确夹紧。

工件36处于工位3状态时，工件底部由两内支撑板55、72共同支撑定位，端部由所述端挡板41定位，工件侧面由外挡板101定位，并通过所述夹具体1连接，所述气缸底座10、27上与所述夹具体端部设有光电传感器2、6、14、18、20、31、32、34、37、39、40、45，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件是否完全定位，实现工件准确定位，所述夹紧气缸4、8、12、16、23、28上设有压板3、7、11、15、22、29，并通过气缸底座连接，用于夹紧工件，所述压板内设有压力传感器5、9、13、17、21、30，所述压力传感器与控制装置连接，用于检测所述气缸是否夹紧工件，实现工件准确夹紧。

工件36处于工位4状态时，工件底部由内支撑板55共同支撑定位，端部由所述端挡板41定位，工件侧面由内挡板54定位，并通过所述夹具体1连接，所述气缸底座10、27上与所述夹具体端部设有光电传感器2、6、14、18、20、45、50、59，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件是否完全定位，实现工件准确定位，所述夹紧气缸23、48、51、57、61上设有压板29、47、52、56、60，并通过气缸底座连接，用于夹紧工件，所述压板内设有压力传感器21、49、53、58、62，所述压力传感器与控制装置连接，用于检测所述气缸是否夹紧工件，实现工件准确夹紧。

所述工位转换装置位于夹具体1两端，用于实现工位间的转换，所述底座80、94设有左右移动气缸82、86、96、100与光电传感器25、26、42、43，所述气缸82、86、96、100连接滑动支撑81、95，实现工件的左右移动，所述传感器25、26、42、43与控制装置连接，用于检测滑动支撑81、95的左右位置，所述滑动支撑81、95上设有升降气缸93、19、光电传感器24、44、46、63与伸缩气缸83、97，所述升降气缸93、19用于实现夹头的升降，所述传感器24、44、46、63与控制装置连接，用于检测夹头的高度，所述伸缩气缸83、97连接曲轴旋转机构87，用于实现夹头84、98的伸缩，所述曲轴旋转机构87上设有气缸87、97、曲轴、光电传感器89、90、91、92，所述气缸87、97带动曲轴旋转，实现工件的旋转，所述光电传感器89、90、91、92与控制装置连接，用于检测工件旋转角度，所述夹头84、98设有光电传感器，并位于曲轴端部，用于夹持工件，所述光电传感器85、99用于检测夹头84、98位置，从而实现快速、精确装换工件工位。

如图15所示，所述PLC控制器，由所述电柜供电，连接人机界面，通过扩展模块，连接输入单元与输出单元，通过输出单元，连接显示灯、夹紧装置、工位转换装置，通过输入单元连接检测装置，输入传感器信号，通过输出单元输出控制信号，控制整个夹具系统。

Claims

1.一种飞机长梁多工位自动夹具，包括夹具体、定位装置、夹紧装置、检测装置、工位转换装置、控制装置；所述定位装置包括两内支撑板、两内挡板、外挡板和端挡板；所述夹紧装置包括夹紧气缸、压板、两气缸底板、端气缸底板、气泵；所述检测装置包括光电传感器、压力传感器；所述工位转换装置包括气缸、工件夹头、曲轴旋转机构、底座、滑动支撑；所述控制装置包括PLC控制器、扩展模块、输入单元、输出单元、人机界面、电柜、显示灯；定位装置通过夹具体和夹紧装置、工位转换装置相连接，控制装置和夹紧装置、检测装置相连接，检测装置与夹具体、定位装置、工位转换装置、夹紧装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种飞机长梁多工位自动夹具，其特征在于：工件底部由两内支撑板共同支撑定位，端部由所述端挡板定位，工件侧面由两内挡板和外挡板定位，并通过所述夹具体连接，所述气缸底板上与所述夹具体端部设有光电传感器，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件是否完全定位，所述夹紧气缸上设有压板，并通过气缸底板连接，用于夹紧工件，所述压板内设有压力传感器，所述压力传感器与控制装置连接，用于检测气缸是否夹紧工件。

3.根据权利要求1、2所述的一种飞机长梁多工位自动夹具，其特征在于：所述工位转换装置位于夹具体两端，用于实现工位间的转换，所述底座设有左右移动气缸与光电传感器，所述气缸连接滑动支撑，实现工件的左右移动，所述传感器与控制装置连接，用于检测滑动支撑的左右位置，所述滑动支撑上设有升降气缸、光电传感器与伸缩气缸，所述升降气缸用于实现夹头的升降，所述传感器与控制装置连接，用于检测夹头的高度，所述伸缩气缸连接曲轴旋转机构，用于实现夹头的伸缩，所述曲轴旋转机构上设有气缸、曲轴、光电传感器，所述气缸带动曲轴旋转，实现工件的旋转，所述光电传感器与控制装置连接，用于检测工件旋转角度，所述夹头设有光电传感器，并位于曲轴端部，用于夹持工件，所述光电传感器用于检测夹头位置。

4.根据权利要求1、2、3所述的一种飞机长梁多工位自动夹具，其特征在于：所述PLC控制器，由所述电柜供电，连接人机界面，通过扩展模块，连接输入单元与输出单元，通过输出单元，连接显示灯、夹紧装置、工位转换装置，通过输入单元连接检测装置，输入传感器信号，通过输出单元输出控制信号，控制整个夹具系统。