CN108838923A - 一种航空发动机装配柔性定位器 - Google Patents
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Abstract
一种航空发动机装配柔性定位器，它涉及航空航天发动机制造数字化装配领域。它包括调整螺栓、定位器立柱、Z向滚珠丝杆副、Z向滑板、浮动滑板、蜗轮蜗杆减速机、快换法兰、A轴驱动电机、A轴蜗轮蜗杆减速机、A轴回转架、A轴圆弧导轨副、A轴驱动齿轮齿条、B轴翻转座、B轴蜗轮蜗杆减速机、B轴驱动电机、浮动轴导轨副、发动机连接点一、发动机连接点二、发动机连接点三等，发动机通过三个工艺支撑点与A轴回转架上的发动机连接点一、发动机连接点二、发动机连接点三固定连接，在装配过程中实现Z向上下移动、A轴回转、B轴翻转的功能，满足工人装配操作可达性需求，该柔性定位器显著地提高了航空发动机的装配效率，提升了装配制造技术水平。
Description
技术领域
本发明涉及航空航天发动机制造数字化装配领域，具体涉及一种航空发动机装配柔性定位器。
背景技术
在航空发动机总装装配过程中，发动机结构复杂、零件数量多，尤其是外部管路、接头等安装位置分布发动机圆周方向，可达性差，发动机总装配过程中，往往需要对发动机进行上下、圆周方向重复多次翻转，以满足装配人机工程需求，便于发动机进行装配和尺寸测量等操作。国内航空发动机制造企业传统使用的总装配架，均为简易移动车固定位置装配，在装配过程中仅能前后翻转，主要起到支承作用，无法满足多自由度翻转的功能要求，并且操作工人劳动强度大。国际先进航空发动机制造企业，如斯奈克玛（SNECMA）、普惠（PW）等在大型涡扇发动机总装配时已使用水平悬挂吊装生产线、在发动机使用集成总装配架的AGV，同时辅以大量自动化装备，实现总装过程的多角度的调姿定位、柔性对接及自动化水平对接。
本发明针对以上需求，提出了一种航空发动机装配柔性定位器，根据装配人机工程需求，实现自动完成发动机装配过程中在行程范围内的Z向上下移动、A轴回转、B轴翻转功能，人工劳动强度降低、可达性好；通过快换法兰分离的快换结构设计，适应未来航空发动机总装构建脉动生产线按节拍分站位装配的发展趋势，在航空航天发动机数字化、智能化装配领域中具有广泛应用前景。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种航空发动机装配柔性定位器，它具有柔性化、自动化程度高，能满足企业多机型共平台的装配迫切需要，投入成本低、工人操作可达性好、装配效率高，是与未来航空发动机总装构建脉动生产线智能化设备相适应的一种用于航空发动机装配柔性定位器。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包括调整螺栓1、定位器立柱2、Z向导轨副3、Z向滚珠丝杆副4、Z向伺服电机5、Z向滑板6、浮动滑板7、蜗轮蜗杆减速机8、快换法兰9、A轴驱动电机10、A轴蜗轮蜗杆减速机11、A轴回转架12、A轴圆弧导轨副13、A轴驱动齿轮齿条14、B轴翻转座15、B轴蜗轮蜗杆减速机16、B轴驱动电机17、HMI人机交互控制器18、浮动轴导轨副19、发动机连接点一20、发动机连接点二21、发动机连接点三22，定位器立柱2通过调整螺栓1固定在车间地面上；Z向滑板6通过Z向导轨副3、Z向滚珠丝杆副4、Z向伺服电机5与定位器立柱2相连，Z向滑板6上设置有浮动轴导轨副19，且浮动轴导轨副19与浮动滑板7相连，蜗轮蜗杆减速机8与浮动滑板7固定连接；B轴翻转座15通过快换法兰9固定在蜗轮蜗杆减速机8上，B轴蜗轮蜗杆减速机16和B轴驱动电机17均与蜗轮蜗杆减速机8传动连接；A轴回转架12通过A轴圆弧导轨副13固定在B轴翻转座15上，A轴蜗轮蜗杆减速机11固定连接在B轴翻转座15上，A轴驱动电机10与A轴蜗轮蜗杆减速机11传动连接，A轴驱动齿轮齿条14固定连接在在A轴回转架12上，航空发动机工艺支撑点与A轴回转架12上的发动机连接点一20、发动机连接点二21通过抱轴相连接，与发动机连接点三22通过插销连接，HMI人机交互控制器18通过连接支架活动连接在定位器立柱2的一侧。
所述的A轴回转架12上固定的航空发动机，根据航空发动机的装配过程中人机工程需求，可以实现Z向上下移动、A轴回转、B轴翻转。
所述的Z向上下在移动行程范围内任意位置可调；A轴回转转角度在转角行程范围内任意角度可调，调整范围为90度；B翻转角度在转角行程范围内任意角度可调，调整范围为±90度。
所述的Z向、A轴、B轴驱动均为蜗轮蜗杆机械自锁结构。
所述的通过快换法兰9可以将发动机A轴驱动电机10、 A轴蜗轮蜗杆减速机11、A轴回转架12、 A轴圆弧导轨副13、A轴驱动齿轮齿条14、B轴翻转座15、发动机连接点一20、发动机连接点二21、发动机连接点三22快速分离。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：1、本发明的航空发动机装配柔性定位器，能满足企业多机型共平台的装配迫切需要，设备投入成本低，工厂使用占地面积小；2、通过HMI人机交互界面控制，工人操作调整方便、可达性好、适应性好；3、通过电机驱动控制，具有柔性化、自动化程度高，装配效率高、人工劳动强度降低；4、本发明装配柔性定位器，与未来航空发动机总装构建脉动生产线智能化设备相适应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意主视图；
图2是对应图1的左视图；
图3是本发明的结构示意图。
附图标记说明：调整螺栓1、定位器立柱2、Z向导轨副3、Z向滚珠丝杆副4、Z向伺服电机5、 Z向滑板6、浮动滑板7、蜗轮蜗杆减速机8、快换法兰9、A轴驱动电机10、 A轴蜗轮蜗杆减速机11、A轴回转架12、 A轴圆弧导轨副13、A轴驱动齿轮齿条14、B轴翻转座15、B轴蜗轮蜗杆减速机16、B轴驱动电机17、HMI人机交互界面18、浮动轴导轨副19、发动机连接点一20、发动机连接点二 21、发动机连接点三22。
具体实施方式
参看图1-图3所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包括调整螺栓1、定位器立柱2、Z向导轨副3、Z向滚珠丝杆副4、Z向伺服电机5、Z向滑板6、浮动滑板7、蜗轮蜗杆减速机8、快换法兰9、A轴驱动电机10、A轴蜗轮蜗杆减速机11、A轴回转架12、A轴圆弧导轨副13、A轴驱动齿轮齿条14、B轴翻转座15、B轴蜗轮蜗杆减速机16、B轴驱动电机17、HMI人机交互控制器18、浮动轴导轨副19、发动机连接点一20、发动机连接点二21、发动机连接点三22，定位器立柱2通过调整螺栓1固定在车间地面上；Z向滑板6通过Z向导轨副3、Z向滚珠丝杆副4、Z向伺服电机5与定位器立柱2相连，Z向滑板6上设置有浮动轴导轨副19，且浮动轴导轨副19与浮动滑板7相连，蜗轮蜗杆减速机8与浮动滑板7固定连接；B轴翻转座15通过快换法兰9固定在蜗轮蜗杆减速机8上，B轴蜗轮蜗杆减速机16和B轴驱动电机17均与蜗轮蜗杆减速机8传动连接；通过安装在蜗轮蜗杆减速机8上的B轴蜗轮蜗杆减速机16、B轴驱动电机17驱动，实现B轴旋转运动；A轴回转架12通过A轴圆弧导轨副13固定在B轴翻转座15上，A轴蜗轮蜗杆减速机11固定连接在B轴翻转座15上，A轴驱动电机10与A轴蜗轮蜗杆减速机11传动连接，A轴驱动齿轮齿条14固定连接在在A轴回转架12上，航空发动机工艺支撑点与A轴回转架12上的发动机连接点一20、发动机连接点二21通过抱轴相连接，与发动机连接点三22通过插销连接，HMI人机交互控制器18通过连接支架活动连接在定位器立柱2的一侧。所述的 A轴回转架12上固定的航空发动机，根据航空发动机的装配过程中人机工程需求，可以实现Z向上下移动、A轴回转、B轴翻转的功能，所述的A轴回转架12 Z向上下在移动行程范围内任意位置可调；A回旋转角度在转角行程范围内任意角度可调，调整范围为90度；B翻转角度在转角行程范围内任意角度可调，调整范围为±90度。所述的Z向采用蜗轮蜗杆减速机+滚珠丝杆副驱动；A轴采用蜗轮蜗杆减速机+圆弧齿轮齿条驱动；B轴采用蜗轮蜗杆减速机直连驱动。所述的Z向、A轴、B轴驱动全部采用蜗轮蜗杆机械自锁结构。所述的A轴回转架12设计有A轴圆弧导轨副13导向。所述的航空发动机通过三个工艺支撑点与A轴回转架12上的发动机连接点一20、发动机连接点二21采用抱轴结构相连接，与发动机连接点三22采用插销结构连接。所说的在Z向滑板6上安装有浮动轴导轨副19与浮动滑板7相连。
本发明的工作原理：通过快换法兰可以将发动机A轴驱动电机、A轴蜗轮蜗杆减速机、A轴回转架、A轴圆弧导轨副、A轴驱动齿轮齿条、B轴翻转座、发动机连接点一、发动机连接点二、发动机连接点三快速分离，适应未来航空发动机总装脉动生产线按节拍分站位装配要求，将发动机半成品移动到下一装配站位继续装配；
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：1、本发明的航空发动机装配柔性定位器，能满足企业多机型共平台的装配迫切需要，设备投入成本低，工厂使用占地面积小；2、通过HMI人机交互界面控制，工人操作调整方便、可达性好、适应性好；3、通过电机驱动控制，具有柔性化、自动化程度高，装配效率高、人工劳动强度降低；4、本发明装配柔性定位器，与未来航空发动机总装构建脉动生产线智能化设备相适应。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种航空发动机装配柔性定位器，其特征在于：它包括调整螺栓(1)、定位器立柱(2)、Z向导轨副(3)、Z向滚珠丝杆副(4)、Z向伺服电机(5)、Z向滑板(6)、浮动滑板(7)、蜗轮蜗杆减速机(8)、快换法兰(9)、A轴驱动电机(10)、A轴蜗轮蜗杆减速机(11)、A轴回转架(12)、A轴圆弧导轨副(13)、A轴驱动齿轮齿条(14)、B轴翻转座(15)、B轴蜗轮蜗杆减速机(16)、B轴驱动电机(17)、HMI人机交互控制器(18)、浮动轴导轨副(19)、发动机连接点一(20)、发动机连接点二(21)、发动机连接点三(22)，定位器立柱(2)通过调整螺栓(1)固定在车间地面上；Z向滑板(6)通过Z向导轨副(3)、Z向滚珠丝杆副(4)、Z向伺服电机(5)与定位器立柱(2)相连，Z向滑板(6)上设置有浮动轴导轨副(19)，且浮动轴导轨副(19)与浮动滑板(7)相连，蜗轮蜗杆减速机(8)与浮动滑板(7)固定连接；B轴翻转座(15)通过快换法兰(9)固定在蜗轮蜗杆减速机(8)上，B轴蜗轮蜗杆减速机(16)和B轴驱动电机(17)均与蜗轮蜗杆减速机(8)传动连接；A轴回转架(12)通过A轴圆弧导轨副(13)固定在B轴翻转座(15)上，A轴蜗轮蜗杆减速机(11)固定连接在B轴翻转座(15)上，A轴驱动电机(10)与A轴蜗轮蜗杆减速机(11)传动连接，A轴驱动齿轮齿条(14)固定连接在在A轴回转架(12)上，航空发动机工艺支撑点与A轴回转架(12)上的发动机连接点一(20)、发动机连接点二(21)通过抱轴相连接，与发动机连接点三(22)通过插销连接，HMI人机交互控制器(18)通过连接支架活动连接在定位器立柱(2)的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机装配柔性定位器，其特征在于：所述的A轴回转架(12)上固定的航空发动机，根据航空发动机的装配过程中人机工程需求，可以实现Z向上下移动、A轴回转、B轴翻转。
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机装配柔性定位器，其特征在于：所述的Z向上下在移动行程范围内任意位置可调；A轴回转转角度在转角行程范围内任意角度可调，调整范围为90度；B翻转角度在转角行程范围内任意角度可调，调整范围为±90度。
4.根据权利要求2和3所述的一种航空发动机装配柔性定位器，其特征在于：所述的Z向、A轴、B轴驱动均为蜗轮蜗杆机械自锁结构。
5.根据权利要求1所述的一种航空发动机装配柔性定位器，其特征在于：所述的通过快换法兰（9）可以将发动机A轴驱动电机（10）、 A轴蜗轮蜗杆减速机（11）、A轴回转架（12）、 A轴圆弧导轨副（13）、A轴驱动齿轮齿条（14）、B轴翻转座（15）、发动机连接点一（20）、发动机连接点二（21)、发动机连接点三（22)快速分离。
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