CN107499530B - 飞机壁板数字化加工装配系统 - Google Patents

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Abstract

飞机壁板数字化加工装配系统，包括蒙皮侧执行系统、长桁侧执行系统和蒙皮定位工装，蒙皮定位工装包括工装平台、升降平台、框定位组件、蒙皮定位组件、多功能工作梯、蒙皮拉紧组件和框；蒙皮侧执行系统包括床身、弧形龙门和蒙皮侧末端执行器；长桁侧执行系统包括基座、长桁侧末端执行器、立柱、滑座和滑轨。本发明制孔与压铆一体化，相较于D型龙门，弧形龙门算法更为简单；加工范围最大可加工180°超级壁板；功能集成度高,集制孔、锪窝、孔径检测、涂胶、上钉、压铆、寻法、换刀、离线编程，仿真等功能于一体；配备自动定位工装，工装底部配有可升降平台，方便人工操作，并且也不影响设备等从工装底部通过，大大提高了加工效率。

Description

飞机壁板数字化加工装配系统
技术领域
本发明涉及飞机自动化制孔压铆设备领域，特别是大型飞机壁板的制孔压铆技术。
背景技术
目前国内在大飞机自动制孔压铆领域内仍处于空白，在大型飞机蒙皮制孔过程中，国内各厂商局限于小型的柔性轨道类制孔设备，此类设备在对大型工件制孔过程中，需要多次吊装，存在反复定位问题，生产效率较低，并且由于结构原因此类设备往往无法在末端集成涂胶、孔径检测、压铆、换刀等功能，存在一定的局限性，很难在制孔压铆效率上有大的提高。若要达到较快的制孔压铆效率则需要使用大型飞机制孔压铆设备，目前国内各飞机厂商使用的大型制孔设备大部分是从国外采购，成本相对较高，采购周期长，售后服务不便。
发明内容
为了解决现有飞机自动制孔铆设备存在的上述问题，本发明提供了一种飞机壁板数字化加工装配系统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：飞机壁板数字化加工装配系统，包括蒙皮侧执行系统1、长桁侧执行系统3和蒙皮定位工装2，蒙皮定位工装2包括工装平台5、升降平台6、框定位组件7和框9，两侧的工装平台5安装于底座4上，每个框9两端通过框定位组件7安装于两侧的工装平台5上，框9下部设有升降平台6，升降平台6通过升降杆41安装于底座4上；蒙皮侧执行系统1包括床身15、弧形龙门14和蒙皮侧末端执行器13，弧形龙门14两端面滑动安装于两侧床身15上部滑轨16上，床身15安装于底座4上蒙皮定位工装2的外侧，弧形龙门14上可移动安装蒙皮侧末端执行器13，蒙皮侧末端执行器13的主框体20前部安装换刀组件22、刀库23、电主轴部件25、注胶轴26、压铆轴27、孔径测量轴28和平行送钉器21；长桁侧执行系统3包括基座19、长桁侧末端执行器12和立柱17，基座19两端滑动安装于两侧滑座18的滑轨16上，滑座18安装于底座4上，滑座18位于两侧床身15内侧，基座19上部安装立柱17，立柱17上安装长桁侧末端执行器12，长桁侧末端执行器12上部为压铆头装置36，压铆头装置36下部连接C轴电机装置37，C轴电机装置37通过气缸39连接下部的压铆进给装置40。
所述框9为弧形，前后两侧的框9上安装蒙皮端部定位组件8，两侧的工装平台5上位于框9端部处设有蒙皮拉紧组件11。
所述底座4上位于蒙皮定位工装2后侧设有多功能工作梯10。
本发明的飞机壁板数字化加工装配系统，制孔与压铆一体化，相较于D型龙门，弧形龙门算法更为简单；加工范围最大可加工180°超级壁板；功能集成度高, 集制孔、锪窝、孔径检测、涂胶、上钉、压铆、寻法、换刀、离线编程，仿真等功能于一体；配备自动定位工装，工装底部配有可升降平台，方便人工操作，并且也不影响设备等从工装底部通过，大大提高了加工效率。
附图说明
图1是本发明飞机壁板数字化加工装配系统整体结构图。
图2是本发明飞机壁板数字化加工装配系统工装结构图。
图3是本发明飞机壁板数字化加工装配系统蒙皮执行系统和长桁侧执行系统结构图。
图4是本发明飞机壁板数字化加工装配系统蒙皮执行系统结构图。
图5是本发明飞机壁板数字化加工装配系统长桁侧执行系统结构图。
图6是本发明飞机壁板数字化加工装配系统蒙皮侧末端执行器结构图。
图7是本发明飞机壁板数字化加工装配系统长桁侧末端执行器结构图。
图8是本发明飞机壁板数字化加工装配系统长桁侧末端执行器剖面结构图。
图中：1、蒙皮侧执行系统，2、蒙皮定位工装，3、长桁侧执行系统，4、底座，5、工装平台，6、升降平台，7、框定位组件，8、蒙皮端定位组件，9、框，10、多功能工作梯，11、蒙皮拉紧组件，12、长桁侧末端执行器，13、蒙皮侧末端执行器，14、弧形龙门，15、床身，16、滑轨，17、立柱，18、滑座，19、基座，20、主框体，21、平行送钉器，22、换刀组件，23、刀库，24、压力脚部件，25、电主轴部件，26、注胶轴，27、压铆轴，28、孔径测量轴，29、第一旋转轴，30、连接板，31、Z1轴，32、第二旋转轴，33、第三旋转轴，34、框体，35、第四旋转轴，36、压铆头装置，37、C轴电机装置，38、气缸夹紧装置，39、气缸，40、压铆进给装置，41、升降杆。
具体实施方式
本发明的飞机壁板数字化加工装配系统，如图1所示，下壁板制孔压铆系统由蒙皮侧执行系统、长桁侧执行系统及定位工装三部分组成。
下壁板制孔压铆系统工装部分如图2所示，主要由工装平台5、升降平台6、框定位组件7、蒙皮定位组件8、多功能工作梯10、蒙皮拉紧组件11组成，蒙皮定位工装2包括工装平台5、升降平台6、框定位组件7和框9，两侧的工装平台5安装于底座4上，每个框9两端通过框定位组件7安装于两侧的工装平台5上，框9为弧形，前后两侧的框9上安装蒙皮端部定位组件8，两侧的工装平台5上位于框9端部处设有蒙皮拉紧组件11。框9下部设有升降平台6，升降平台6通过升降杆41安装于底座4上。底座4上位于蒙皮定位工装2后侧设有多功能工作梯10。
蒙皮侧执行系统如图3和图4所示：蒙皮侧执行系统由床身15、弧形龙门14、滑轨16、蒙皮侧末端执行器13组成，蒙皮侧执行系统1包括床身15、弧形龙门14和蒙皮侧末端执行器13，弧形龙门14两端面滑动安装于两侧床身15上部滑轨16上，床身15安装于底座4上蒙皮定位工装2的外侧，弧形龙门14中部安装蒙皮侧末端执行器13，如图6所示，蒙皮侧末端执行器13的主框体20前部安装换刀组件22、压力角部件24、刀库23、电主轴部件25、注胶轴26、压铆轴27、孔径测量轴28和平行送钉器21，第一旋转轴29、第二旋转轴32主要用于制孔过程中的寻法（法线查找），Z1轴主要用于蒙皮压紧及增加工件外形（多曲率）的适应能力。末端通过换刀组件22、压力角部件24、刀库23、电主轴部件25、注胶轴26、压铆轴27、孔径测量轴28和平行送钉器21实现制孔（电主轴）、注胶、压铆、孔径检测、平行送钉、换刀（刀库）等功能。
长桁侧执行系统如图5所示，由长桁侧末端执行器12、立柱17、滑座18、滑轨16等部分组成，基座19两端滑动安装于两侧滑座18的滑轨16上，滑座18安装于底座4上，滑座18位于两侧床身15内侧，基座19上部安装立柱17，立柱17上安装长桁侧末端执行器12，如图8所示，长桁侧末端执行器12上部为压铆头装置36，压铆头装置36下部连接C轴电机装置37，C轴电机装置37通过气缸39连接下部的压铆进给装置40，第三旋转轴33个第四旋转轴35用于长桁侧末端执行器12的寻法（法线查找），C轴电机装置37主要是用于对铆头装置进行旋转，在指控过程中让铆头躲避障碍物。
使用时，1.通过理论数模对制孔路径进行规划；2.通过框定位组件对机身各框进行定位夹紧，将蒙皮安装至框上、通过蒙皮定位器定位，蒙皮拉紧装置对蒙皮进行拉紧，期间人员通过地面升降平台进行相关工作；3.蒙皮侧执行系统和长桁侧执行系统移动至工作位置，通过基准孔进行对刀，对刀完成后通过事先规划的路径进行制孔、锪孔、检测、涂胶、上钉、压铆等动作。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.飞机壁板数字化加工装配系统，其特征在于：包括蒙皮侧执行系统（1）、长桁侧执行系统（3）和蒙皮定位工装（2），蒙皮定位工装（2）包括工装平台（5）、升降平台（6）、框定位组件（7）和框（9），两侧的工装平台（5）安装于底座（4）上，每个框（9）两端通过框定位组件（7）安装于两侧的工装平台（5）上，框（9）下部设有升降平台（6），升降平台（6）通过升降杆（41）安装于底座（4）上；蒙皮侧执行系统（1）包括床身（15）、弧形龙门（14）和蒙皮侧末端执行器（13），弧形龙门（14）两端面滑动安装于两侧床身（15）上部滑轨（16）上，床身（15）安装于底座（4）上蒙皮定位工装（2）的外侧，弧形龙门（14）上可移动安装蒙皮侧末端执行器（13），蒙皮侧末端执行器（13）的主框体（20）前部安装换刀组件（22）、刀库（23）、电主轴部件（25）、注胶轴（26）、压铆轴（27）、孔径测量轴（28）和平行送钉器（21）；长桁侧执行系统（3）包括基座（19）、长桁侧末端执行器（12）和立柱（17），基座（19）两端滑动安装于两侧滑座（18）的滑轨（16）上，滑座（18）安装于底座（4）上，滑座（18）位于两侧床身（15）内侧，基座（19）上部安装立柱（17），立柱（17）上安装长桁侧末端执行器（12），长桁侧末端执行器（12）上部为压铆头装置（36），压铆头装置（36）下部连接C轴电机装置（37），C轴电机装置（37）通过气缸（39）连接下部的压铆进给装置（40），所述底座（4）上位于蒙皮定位工装（2）后侧设有多功能工作梯（10）。
2.根据权利要求1所述的飞机壁板数字化加工装配系统，其特征在于：所述框（9）为弧形，前后两侧的框（9）上安装蒙皮端部定位组件（8），两侧的工装平台（5）上位于框（9）端部处设有蒙皮拉紧组件（11）。
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