CN107649912A - 一种气压传动的柔性支撑控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种气压传动的柔性支撑控制装置，它包括真空吸盘（1）和中空活塞杆（4），其特征是所述的真空吸盘（1）的中心设有带开口的膜片（18），真空吸盘（1）固定在连接件（3）上，中空活塞杆（4）的一端密封固定在所述的连接件（3）中，中空活塞杆（4）的下端安装在活塞筒（5）中，活塞筒（5）固定安装在气室（11）壁上，气室（11）壁上设有通孔；气室（11）的壁上安装有单向气阀（17）和橡胶管连接件（10）；真空吸盘（1）中心的膜片通过中空活塞杆（4）和气室（11）相连通。本发明结构简单，工作可靠。

Description

一种气压传动的柔性支撑控制装置
技术领域
本发明涉及一种机械加工装置，尤其是一种航空领域中弱刚性零件加工过程中使用的阵列式多点柔性支撑控制装置，具体地说是一种利用气压传动的柔性支撑控制装置。
背景技术
目前，在航空大型曲面件、薄壁件工装的过程中，由于其自身的刚性较差容易发生加工变形，从而导致弱刚性零件加工后需要采用落后的手工磨抛工艺。因此为了提高叶片加工的刚性，人们在叶片的下方安装一些辅助支撑以提高其刚性，并采取真空吸附的方式以有效的克服传统多点刚性支撑装夹大型曲面件变形过大的问题。在传统的多点柔性支撑装置设计中，如图4所示，现有的支撑柱驱动方法主要以机械弹簧为主，虽然可以有效的控制支撑柱的移动复位，并且控制相对简单。但相关类型的支撑单元结构都十分复杂，对于具有多个单元的模块，复杂的结构不利于缩小尺寸与保证可靠性，而且此种结构不能采取真空吸附的方式进一步提高表面刚性。因此发明一种结构简单，能实现多点柔性支撑装置一体化控制和真空吸附功能的新型多点柔性支撑控制装置，具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有的柔性支撑装置结构复杂，不利用多点支撑和提高被支撑面刚性的问题，设计一种既可以实现零件真空吸附又可以实现多点柔性支撑装置支撑柱的位移初始化工作，同时能够满足装置多单元一体化控制的气压传动控制的柔性支撑装置。
本发明的技术方案是：
一种气压传动的柔性支撑控制装置，它包括真空吸盘1和中空活塞杆4，其特征是所述的真空吸盘1的中心设有带开口的膜片18，真空吸盘1固定在连接件3上，中空活塞杆4的一端密封固定在所述的连接件3中，中空活塞杆4的空腔通过膜片18的开合实现与真空吸盘1空腔的通断，中空活塞杆4的下端安装在活塞筒5中，活塞筒5固定安装在气室11壁上，气室11壁上设有与活塞筒5相连通的通孔；气室11的壁上安装有单向气阀17和橡胶管连接件10，外部气体通过单向气阀17注入气室内，气室内的气体橡胶管连接件10排出气室11外从而使气室11中形成真空；真空吸盘1中心的膜片通过中空活塞杆4和气室11相连通，当气室11加压时，膜片18锁死，中空活塞杆4受气体力作用上移，令柔性支撑装置位移初始化，当气室11减压抽真空时，膜片18打开，真空吸盘1与加工零件间形成真空气室，实现真空吸附以加强零件刚性。
所述的真空吸盘1中的膜片呈半球形，半球形中心的开口呈“十”字形。
所述的中空活塞杆4位于活塞筒5中的一端上安装有密封圈6。
所述的密封圈6为O型密封圈，在中空活塞杆4上设有套装所述O型密封圈的环形凹槽。
所述的气室11上安装有卸压阀以防止注气压力过大造成活塞杆4超限位移。
本发明的有益效果：
1．本发明的真空吸附推进系统即可实现移动功能，又能实现真空吸附功能。
2．本发明采用吸盘加装支撑套筒，提高了吸盘根部刚性，避免了吸盘在零件重力下变形导致真空吸附不稳定，零件倾斜，产生加工误差。
3．本发明采用气嘴有自锁封气功能，简化了封严结构。
4．本发明的气流单向流通是靠开十字槽的反拱半球的开闭实现的，结构借用仿生学心脏瓣膜原理，结构新巧简单，成本低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明吸盘模块放大示意图。
图3是本发明气路膜片的原理示意。
图4是现有的多点柔性支撑装置驱动结构示意。
图中：1是真空吸盘、2是开槽沉头螺钉、3是吸盘连接件、4是中空活塞杆、5是活塞筒、6是 O型圈、7是六角头螺栓、8是橡胶密封垫圈、9是活塞筒橡胶密封垫、10是橡胶管连接件、11是气室、12是六角头螺母、13是六角头螺栓、14是气室橡胶密封垫、15是螺纹固定套、16是螺纹锁紧套、17是单向气阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示。
一种气压传动的柔性支撑控制装置，它包括真空吸盘1和中空活塞杆4，所述的真空吸盘1的中心设有带开口的膜片18，膜片18呈半球形，半球形中心的开口呈“十”字形，如图2、3，真空吸盘1通过四个开槽沉头螺钉2固定在连接件3上，中空活塞杆4的一端密封固定在所述的连接件3中以便带动通过连接件3带动真空吸盘1移动到需定位的工件上进行吸附，并在加工结束后离开工件。中空活塞杆4的空腔通过膜片18的开合实现与真空吸盘1空腔的通断，中空活塞杆4的下端安装在活塞筒5中，中空活塞杆4位于活塞筒5中的一端上安装有密封圈6，密封圈6为O型密封圈，在中空活塞杆4上设有套装所述O型密封圈的环形凹槽。活塞筒5的下端通过六角头螺栓7固定安装在气室11壁上，为了防止漏气，可在六角头螺栓下加装橡胶密封垫圈8，在气室壁19与活塞筒之间加装活塞筒橡胶密封垫9，同时在气室11壁上加工一个与活塞筒5相连通的通孔；气室11的壁上安装有单向气阀17和橡胶管连接件10，外部气体通过单向气阀17注入气室内，气室内的气体橡胶管连接件10排出气室11外从而使气室11中形成真空；真空吸盘1中心的膜片通过中空活塞杆4和气室11相连通，当气室11加压时，膜片18锁死，中空活塞杆4受气体力作用上移，令柔性支撑装置位移初始化，当气室11减压抽真空时，膜片18打开，真空吸盘1与加工零件间形成真空气室，实现真空吸附以加强零件刚性。单向气阀17通过螺纹固定套16和螺纹锁紧套定位在气室壁19上，橡胶管连接件10可通过焊接或螺纹结构固定在气室壁19上，气室11可通过六角头螺母12、六角头螺栓13和气室橡胶密封垫14固定在操作平台上。为防止注气压力过大造成活塞杆4超限位移，具体实施时还可在气室壁19上加装卸压阀，如图1所示。
本发明的活塞杆4与外套筒5构成活塞，与气室用螺栓7连接并密封；带气路膜片的真空吸盘1装在推进系统头部，真空吸盘1的中心为反拱半球，开十字缝，分成四瓣，如图3。在受外压时，开十字缝的半球紧靠封闭，气流中断；在受内压时，开十字槽的半球打开，气流相通。真空吸盘放置在支撑套筒上，通过四个标准螺栓连接2，增强吸盘根部刚性。气室11顶部开孔与推进系统底部相通；顶部两侧有充气接口、抽气接口，充气接口由单向气阀17及固定套筒15、16组成，在不充气时，气嘴自锁关闭，充气时靠气针顶开气嘴；底部用底板20通过螺栓12、13连接，橡胶垫14密封。在充气时，气针顶开气嘴，气流在气室稳压，在支撑柱孔内形成高压，开十字缝的半球紧闭，真空吸盘不工作，活塞带动支撑柱上移；在抽气时，在支撑柱孔内形成负压，开十字缝的半球打开，真空吸盘工作，吸盘贴紧零件表面。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种气压传动的柔性支撑控制装置，它包括真空吸盘（1）和中空活塞杆（4），其特征是所述的真空吸盘（1）的中心设有带开口的膜片（18），真空吸盘（1）固定在连接件（3）上，中空活塞杆（4）的一端密封固定在所述的连接件（3）中，中空活塞杆（4）的空腔通过膜片（18）的开合实现与真空吸盘（1）空腔的通断，中空活塞杆（4）的下端安装在活塞筒（5）中，活塞筒（5）固定安装在气室（11）壁上，气室（11）壁上设有与活塞筒（5）相连通的通孔；气室（11）的壁上安装有单向气阀（17）和橡胶管连接件（10），外部气体通过单向气阀（17）注入气室内，气室内的气体橡胶管连接件（10）排出气室（11）外从而使气室（11）中形成真空；真空吸盘（1）中心的膜片通过中空活塞杆（4）和气室（11）相连通，当气室（11）加压时，膜片（18）锁死，中空活塞杆（4）受气体力作用上移，令柔性支撑装置位移初始化，当气室（11）减压抽真空时，膜片（18）打开，真空吸盘（1）与加工零件间形成真空气室，实现真空吸附以加强零件刚性。
2.根据权利要求1所述的气压传动的柔性支撑控制装置，其特征是所述的真空吸盘（1）中的膜片呈半球形，半球形中心的开口呈“十”字形。
3.根据权利要求1所述的气压传动的柔性支撑控制装置，其特征是所述的中空活塞杆（4）位于活塞筒（5）中的一端上安装有密封圈（6）。
4.根据权利要求3所述的气压传动的柔性支撑控制装置，其特征是所述的密封圈（6）为O型密封圈，在中空活塞杆（4）上设有套装所述O型密封圈的环形凹槽。
5.根据权利要求1所述的气压传动的柔性支撑控制装置，其特征是所述的气室（11）上安装有卸压阀以防止注气压力过大造成活塞杆（4）超限位移。
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