CN107336844A - 一种飞机复材长桁、壁板蒙皮翻转对接装备及对接方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种通用复材长桁、壁板蒙皮翻转对接装备及对接方法，其结构由立柱、横梁、四轴旋转对接单元、壁板蒙皮模胎、长桁放置托架、地基、安全护栏等组成，壁板蒙皮模胎、长桁放置托架平行放置在地基上，两组立柱带着横梁沿壁板蒙皮模胎和长桁放置托架的宽度方向来回移动，横梁在两个立柱中间与立柱通过丝杆传动实现升降，多组四轴旋转对接单元通过导轨、齿轮齿条传动实现长度方向整体平移，安全护栏布置于两组立柱两端，将立柱、横梁、壁板蒙皮模胎、长桁放置托架等包围起来。

Description

一种飞机复材长桁、壁板蒙皮翻转对接装备及对接方法

技术领域

本申请涉及飞机工艺装备制造技术，特别是一种飞机复合材料长桁、壁板蒙皮的翻转对接装备和对接方法。

背景技术

在飞机产品部件中，壁板类部件很多，机身段、翼盒、垂平尾都是由壁板、框肋、剪切角片等结构组成的，每种壁板组件均是由壁板蒙皮和长桁组成的。壁板蒙皮和长桁形成壁板组件时，需要将长桁准确的定位到蒙皮上，这就需要通过相关工艺装备来实现其定位。

一般采用金属长桁、壁板蒙皮采用装配型架及定位卡板进行定位，然而当遇到长桁、壁板蒙皮均为复合材料的结构时，由于其长桁、壁板蒙皮对接时为热压成型前阶段，零件特别是，蒙皮大部分情况是有胶粘性的，人力、机械轻易不能与之接触，普通的定位手段很难保证其定位，特别是当这种蒙皮超出人手达到范围的宽度时就更凸显其问题所在了。

对于复合材料类型的长桁、壁板蒙皮对接，需要实现长桁在放置架上下架、空中控制翻转180°、直至与壁板蒙皮精确入位对接等基本功能，需要一种适合各型长桁翻转定位、稳定可靠、自动控制、操作简易、美观实用的翻转对接工艺装备。

申请内容

本申请的目的是提供通用复材长桁、壁板蒙皮翻转对接装备及其工艺方法，可以用作飞机复合材料类型的长桁、壁板蒙皮精确对接。

为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：

一种飞机长桁、壁板蒙皮翻转对接装备，包括立柱、横梁、四轴旋转对接单元、壁板蒙皮模胎、长桁放置托架、地基，地基上设有两条平行的且与立柱底端相配合的滑轨，横梁安装在两个立柱中间并与立柱通过丝杆传动机构连接，两个立柱带着横梁与滑轨连接，横梁上等距设有多组四轴旋转对接单元，壁板蒙皮模胎、长桁放置托架依次平放在滑轨中间的地基上；两个立柱带着横梁、四轴旋转对接单元通过导轨丝杆传动沿横梁宽度方向平移；横梁通过导轨丝杆传动沿立柱上下方向运动；所述的四轴旋转对接单元包括伸缩柱、转角叉子、旋转夹紧组件，伸缩柱为可进行伸缩上下移动的电动缸类结构；转角叉子上端通过导轨、丝杆传动与伸缩柱形成横向运动关系，转角叉子下端为转角45°左右的叉形结构；旋转夹紧组件由转角臂、压紧块、电磁铁、退位销、滚齿、滚轮等组成，转角臂一端为耳片结构与转角叉子形成叉耳配合并在叉耳交接处形成转动轴心，转角臂另一端上部为反L型结构，L下部为设置端设置导向槽和安装孔；压紧块设置在转角臂的导向槽里，为倒L型，与转角臂的反L型形成互扣结构；电磁铁正对压紧块下部安装在转角臂的安装孔上；退位销一头为台阶，台阶下光轴安装有压缩弹簧与转角臂外壁形成反推，另一头为螺纹通过转角臂向里拧入压紧块下部；滚齿轴心通过转角叉子和转角臂形成的转动轴心固定在转角臂外侧；滚轮外圆与滚齿相切固定在转角叉子上；四轴旋转对接单元上的伸缩柱通过导轨丝杆传动沿上下方向做升降运动，转角叉子通过导轨丝杆传动沿横梁宽度方向平移运动，旋转夹紧组件通过导轨滚齿滚轮传动沿旋转轴心做180°转动，旋转夹紧组件的压紧块通过电磁作用做张开闭合运动。

利用通用复材长桁、壁板蒙皮翻转对接装备进行复材长桁、壁板蒙皮翻转对接时的翻转对接工艺方法及过程如下：

1、长桁倒放在长桁放置托架上；

2、先将四轴旋转对接单元上的旋转夹紧组件翻转向上；

3、按照计算好的长桁切面位置角度，将在横梁上的各组四轴旋转对接单元在空间调整到长桁截面位置姿态；

4、立柱带着横梁、多组四轴旋转对接单元移至长桁放置位置上方，横梁沿立柱上下移动将各组四轴旋转对接单元调整到长桁放置托架上的长桁下方；

5、电磁铁通电，旋转夹紧组件张开，横梁带动各组四轴旋转对接单元沿立柱上下移动将长桁立肋卡入旋转夹紧组件的槽口后，各组四轴旋转对接单元同步升降，托起长桁离开至完全脱离长桁放置托架；

6、电磁铁失电，旋转夹紧组件闭合，旋转夹紧组件夹持住长桁；

7、翻转对接装备整体移至壁板蒙皮模胎上的壁板蒙皮理论位置上方500mm；

8、各组四轴旋转对接单元根据控制系统按照预先计算好的不影响长桁变形的空间位姿路径进行空间翻转运动，将长桁翻转180°，使长桁处于与蒙皮的对接状态；

9、横梁带动各组四轴旋转对接单元同步下降完成长桁与壁板蒙皮的精确对接。

本申请的优点在于利用自动控制和运动控制学规划的空间位姿实现了可变界面的长桁在空间的翻转，并实现了其与壁板蒙皮的精确对接，其结构简单、通用性强、相对成本低、全自动化等特点，对有复合材料类的长桁、壁板蒙皮对接甚至普通的金属壁板对接均具有普遍适用性。

以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。

附图说明

图1通用复材长桁、壁板翻转对接装备结构图；

图2四轴旋转对接单元结构图；

图3起吊长桁状态图；

图4长桁壁板翻转后对接图。

图1～图3中：1、立柱；2、横梁；3、四轴旋转对接单元；4、壁板蒙皮模胎；5、长桁放置托架；6、地基；7、伸缩柱；8、转角叉子；9、旋转夹紧组件；10、转角臂；11、压紧块；12、电磁铁；13、退位销；14、滚齿；15、滚轮；16、长桁；17、壁板蒙皮。

具体实施方式

参见图1～图4，一种飞机长桁、壁板蒙皮翻转对接装备，包括立柱1、横梁2、四轴旋转对接单3元、壁板蒙皮模胎4、长桁放置托架5、地基6，地基6上设有两条平行的且与立柱1底端相配合的滑轨，横梁2安装在两个立柱1中间并与立柱1通过丝杆传动机构连接，两个立柱1带着横梁2与滑轨连接，横梁2上等距设有多组四轴旋转对接单元3，壁板蒙皮模胎4、长桁放置托架5依次平放在滑轨中间的地基6上；两个立柱1带着横梁2、四轴旋转对接单元3通过导轨丝杆传动沿横梁2宽度方向平移；横梁2通过导轨丝杆传动沿立柱1上下方向运动；所述的四轴旋转对接单元3包括伸缩柱7、转角叉子8、旋转夹紧组件9，伸缩柱7为可进行伸缩上下移动的电动缸类结构；转角叉子8上端通过导轨、丝杆传动与伸缩柱7形成横向运动关系，转角叉子8下端为转角45°左右的叉形结构；旋转夹紧组件9由转角臂10、压紧块11、电磁铁12、退位销13、滚齿14、滚轮15等组成，转角臂10一端为耳片结构与转角叉子8形成叉耳配合并在叉耳交接处形成转动轴心，转角臂10另一端上部为反L型结构，L下部为设置端设置导向槽和安装孔；压紧块11设置在转角臂10的导向槽里，为倒L型，与转角臂10的反L型形成互扣结构；电磁铁12正对压紧块下部安装在转角臂10的安装孔上；退位销13一头为台阶，台阶下光轴安装有压缩弹簧与转角臂10外壁形成反推，另一头为螺纹通过转角臂10向里拧入压紧块下部；滚齿14轴心通过转角叉子8和转角臂10形成的转动轴心固定在转角臂10外侧；滚轮15外圆与滚齿14相切固定在转角叉子8上；四轴旋转对接单元3上的伸缩柱7通过导轨丝杆传动沿上下方向做升降运动，转角叉子8通过导轨丝杆传动沿横梁2宽度方向平移运动，旋转夹紧组件9通过导轨滚齿滚轮传动沿旋转轴心做180°转动，旋转夹紧组件9的压紧块11通过电磁作用做张开闭合运动。

利用一种复材长桁、壁板蒙皮翻转对接装备进行复材长桁16、壁板蒙皮17翻转对接时的翻转对接工艺方法及过程如下：

1、长桁16倒放在长桁放置托架5上；

2、先将四轴旋转对接单元3上的旋转夹紧组件9翻转向上；

3、按照计算好的长桁16切面位置角度，将在横梁2上的各组四轴旋转对接单元3在空间调整到长桁16截面位置姿态；

4、立柱1带着横梁2、多组四轴旋转对接单元3移至长桁16放置位置上方，横梁2沿立柱1上下移动将各组四轴旋转对接单元3调整到长桁放置托架5上的长桁16下方；

5、电磁铁12通电，旋转夹紧组件9张开，横梁2带动各组四轴旋转对接单元3沿立柱上下移动将长桁16立肋卡入旋转夹紧组件9的槽口后，各组四轴旋转对接单元3同步升降，托起长桁16离开至完全脱离长桁放置托架5；

6、电磁铁12失电，旋转夹紧组件9闭合，旋转夹紧组件9夹持住长桁16；

7、翻转对接装备整体移至壁板蒙皮模胎4上的壁板蒙皮17理论位置上方500mm；

8、各组四轴旋转对接单元13根据控制系统按照预先计算好的不影响长桁16变形的空间位姿路径进行空间翻转运动，将长桁16翻转180°，使长桁16处于与蒙皮17的对接状态；

9、横梁2带动各组四轴旋转对接单元3同步下降完成长桁16与壁板蒙皮17的精确对接。

Claims (2)

1.一种飞机长桁、壁板蒙皮翻转对接装备，其特征在于包括立柱、横梁、四轴旋转对接单元、壁板蒙皮模胎、长桁放置托架、地基，地基上设有两条平行的且与立柱底端相配合的滑轨，横梁安装在两个立柱中间并与立柱通过丝杆传动机构连接，两个立柱带着横梁与滑轨连接，横梁上等距设有多组四轴旋转对接单元，壁板蒙皮模胎、长桁放置托架依次平放在滑轨中间的地基上；两个立柱带着横梁、四轴旋转对接单元通过导轨丝杆传动沿横梁宽度方向平移；横梁通过导轨丝杆传动沿立柱上下方向运动；所述的四轴旋转对接单元包括伸缩柱、转角叉子、旋转夹紧组件，伸缩柱为可进行伸缩上下移动的电动缸类结构；转角叉子上端通过导轨、丝杆传动与伸缩柱形成横向运动关系，转角叉子下端为转角45°左右的叉形结构；旋转夹紧组件由转角臂、压紧块、电磁铁、退位销、滚齿、滚轮等组成，转角臂一端为耳片结构与转角叉子形成叉耳配合并在叉耳交接处形成转动轴心，转角臂另一端上部为反L型结构，L下部为设置端设置导向槽和安装孔；压紧块设置在转角臂的导向槽里，为倒L型，与转角臂的反L型形成互扣结构；电磁铁正对压紧块下部安装在转角臂的安装孔上；退位销一头为台阶，台阶下光轴安装有压缩弹簧与转角臂外壁形成反推，另一头为螺纹通过转角臂向里拧入压紧块下部；滚齿轴心通过转角叉子和转角臂形成的转动轴心固定在转角臂外侧；滚轮外圆与滚齿相切固定在转角叉子上；四轴旋转对接单元上的伸缩柱通过导轨丝杆传动沿上下方向做升降运动，转角叉子通过导轨丝杆传动沿横梁宽度方向平移运动，旋转夹紧组件通过导轨滚齿滚轮传动沿旋转轴心做180°转动，旋转夹紧组件的压紧块通过电磁作用做张开闭合运动。

2.一种飞机通用复材长桁、壁板蒙皮翻转对接方法，包括以下步骤：

2-1长桁倒放在长桁放置托架上；

2-2先将四轴旋转对接单元上的旋转夹紧组件翻转向上；

2-3按照计算好的长桁切面位置角度，将在横梁上的各组四轴旋转对接单元在空间调整到长桁截面位置姿态；

2-4立柱带着横梁、多组四轴旋转对接单元移至长桁放置位置上方，横梁沿立柱上下移动将各组四轴旋转对接单元调整到长桁放置托架上的长桁下方；

2-5电磁铁通电，旋转夹紧组件张开，横梁带动各组四轴旋转对接单元沿立柱上下移动将长桁立肋卡入旋转夹紧组件的槽口后，各组四轴旋转对接单元同步升降，托起长桁离开至完全脱离长桁放置托架；

2-6电磁铁失电，旋转夹紧组件闭合，旋转夹紧组件夹持住长桁；

2-7翻转对接装备整体移至壁板蒙皮模胎上的壁板蒙皮理论位置上方500mm；

2-8各组四轴旋转对接单元根据控制系统按照预先计算好的不影响长桁变形的空间位姿路径进行空间翻转运动，将长桁翻转180°，使长桁处于与蒙皮的对接状态；

2-9横梁带动各组四轴旋转对接单元同步下降完成长桁与壁板蒙皮的精确对接。