CN109397139B - 手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，是一种可用于圆周异形壳体表面防护材料装配的机械装置。本发明包括外框架、预压工装、施压工装和定位工作台四部分；外框架为整套设备的机械支撑部件，用于安装预压工装及圆周异形壳体；预压工装为施压工装的表面加载部件；施压工装主体由不少于两件分体式工装组成，分体式工装拼装后内壁形成用于装配圆周异形壳体防护材料的仿形腔体；定位工作台设置在外框架旁，用于施压工装与防护材料的相对位置定位。本发明采用气囊施压原理对防护材料进行装配，实现了圆周异形壳体防护材料的半自动装配工艺，有效提高了产品装配质量和效率。

Description

手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装

技术领域

本发明涉及一种圆周壳体防护材料装配工装，具体涉及一种手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装。

背景技术

异形壳体为一类不规则的曲面拱壳，其外表面轮廓为不规则异形曲面。异形壳体通常作为仪器设备的外壳、物料输送管道等，广泛存在于工业制造及日常生活中。其中，对于横截面为封闭类圆周形的异形壳体可称之为圆周异形壳体。在工业制造过程中，有时需要在异形壳体外表面安装或粘贴防护材料，用以保护壳体内部工装或物料免受高温、振动、噪声、电磁等的干扰，如高温通道、特殊精密仪器等。

以某类型圆周异形壳体的外壁防护材料装配为例，当前的装配工艺是：

(1)将圆周异形壳体按其轴线方向卧置在定制工装上；

(2)在防护材料及圆周异形壳体上表面待装配处涂上粘接剂；

(3)用机械工装将防护材料固定在圆周异形壳体上表面待粘贴处；

(4)通过抽真空或机械加载或两者并用的方式实现对防护材料的全面积加压，并保压一定时间，以保证防护材料的粘接质量；

(5)待圆周异形壳体上表面的防护材料装配完毕后，撤去防护材料的全面积加压设备；

(6)将圆周异形壳体翻转一定的角度，然后重复(1)～(5)步骤以装配另一侧，直至圆周异形壳体外表面的防护材料全部粘贴完毕。

可见，目前的圆周异形壳体的外壁防护材料装配过程存在的主要问题为装配效率低下。为保证产品装配质量，每装配若干件防护材料，需对防护材料进行真空或机械加载进行保压，而保压时间往往需要数小时。在保压过程中，一般无法进行单件产品的连续作业。这样就大大降低了产品装配效率，增加了产品装配工艺复杂度及产品制造成本。

实用新型内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，从而实现圆周异形壳体的外壁防护材料装配的连续作业及保压，用以提高产品生产效率、提高精度、降低制造成本。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，包含外框架、预压工装、施压工装和定位工作台；

所述的外框架为整套设备的机械支撑部件，包括用于安装预压工装的外框架主体以及用于安装圆周异形壳体的安装底板；安装底板设置在外框架主体上；

所述的预压工装为多套，为施压工装的表面加载部件，圆周排布在外框架主体上，圆周排布的中心区域为圆周异形壳体的装配区域；

所述的施压工装主体由不少于两件分体式工装组成，分体式工装拼装后内壁形成用于装配圆周异形壳体防护材料的仿形腔体；分体式工装上设置有施力装置，可对内壁的防护材料进行加载及保压；

所述的定位工作台用于施压工装与防护材料的相对位置定位，设置在外框架旁。

每一套预压工装，包括一套手轮、一套丝杠机构、多套导向机构、多套限位块、一件连接板一、一件连接板二、多件滑块以及多根导杆，所述导杆安装在外框架主体上，导杆轴线与圆周异形壳体的安装轴线平行；所述滑块安装在导杆上，连接板一固定在滑块上，可沿导杆运动；所述的丝杠机构设置在连接板一和连接板二，丝杠机构的末端设置在连接板二的轴承上，丝杠机构的螺母设置在连接板一；连接板一和连接板二之间设置有导向机构；手轮设置在丝杠机构上，通过转动手轮可推动连接板二相对于连接板一运动；限位块设置在导杆上，用于限制预压工装在导杆上的移动距离。

所述的分体式工装由外夹具、吸盘、连接板三、内夹具、气囊组成；外夹具和内夹具通过螺栓连接；内夹具内部为中空腔体，内部设置有气囊；内夹具外壁为依据防护材料外表面所制的仿形面，表面上设置有多组用于吸附防护材料的吸盘；连接板三设置在外夹具上，连接板三上设置有与连接板二连接的机械接口。

所述的外夹具上设置有用于锁紧相邻外夹具的机械接口，可通过连接块将相邻外夹具两两相连。

所述的定位工作台由边定位板、调整螺母和仿形工装组成；每一件定位工作台分别对应一套分体式工装；所述的仿形工装上表面为依据圆周异形壳体相应区段表面所制的仿形面；仿形工装四周设置若干件边定位板，每件边定位板上设置若干个调整螺母。

本发明的有益之处在于：

(1)本发明采用气囊施压原理对防护材料进行装配，加载力均匀且可控，实现了圆周异形壳体防护材料的半自动装配工艺，有效提高了产品装配效率，减轻了人工装配的难度；

(2)本发明主体部分由多块分体式工装拼接而成，整圈工装为一组独立加载保压单元。当圆周异形壳体轴向方向较长且需多圈装配时，本发明可实现单件产品的连续装配作业，大大提升产品装配效率并降低成本；

(3)本发明从机电一体化设计思想出发，根据圆周异形壳体防护材料的装配工艺特点，提供了一套切实有效的半自动装配解决方案。

附图说明

图1是本发明的总体示意图；

图2是本发明的外框架示意图；

图3是本发明的预压工装示意图；

图4是本发明的定位工作台示意图；

图5是本发明的施压工装装配后的轴向剖视图；

附图标记的含义：100、外框架，200、预压工装，300、施压工装，400、圆周异形壳体，500、定位工作台，600、防护材料，101、外框架主体，102、安装底板，201、手轮，202、丝杠机构，203、导向机构，204、限位块，205、连接板一，206、连接板二，207、滑块，208、导杆，301、外夹具，302、吸盘，303、连接板三，304、内夹具，305、气囊，306、连接块，501、边定位板，502、调整螺母，503、仿形工装。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如附图1所示，本发明一种手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，包含外框架100、预压工装200、施压工装300和定位工作台500；所述的外框架100为整套设备的机械支撑部件，包括用于安装预压工装200的外框架主体101以及用于安装圆周异形壳体400的安装底板102；安装底板102设置在外框架主体101上；所述的预压工装200为多套，为施压工装300的表面加载部件，圆周排布在外框架主体101上，圆周排布的中心区域为圆周异形壳体400的装配区域；所述的施压工装300主体由四件分体式工装组成，分体式工装拼装后内壁形成用于装配圆周异形壳体防护材料600的仿形腔体；分体式工装上设置有施力装置，可对内壁的防护材料600进行加载及保压；所述的定位工作台500用于施压工装300与防护材料600的相对位置定位，设置在外框架100旁。

如附图2和附图3所示，每一套预压工装200，包括一套手轮201、一套丝杠机构202、多套导向机构203、多套限位块204、一件连接板一205、一件连接板二206、多件滑块207以及多根导杆208，所述导杆208安装在外框架主体101上，导杆208轴线与圆周异形壳体400的安装轴线平行；所述滑块207安装在导杆208上，连接板一205固定在滑块207上，可沿导杆208运动；所述的丝杠机构202设置在连接板一205和连接板二206，丝杠机构202的末端设置在连接板二206的轴承上，丝杠机构202的螺母设置在连接板一205；连接板一205和连接板二206之间设置有导向机构203；手轮201设置在丝杠机构202上，通过转动手轮201可推动连接板二206相对于连接板一205运动；限位块204设置在导杆208上，用于限制预压工装200在导杆208上的移动距离；

如附图4和附图5所示，所述的分体式工装由外夹具301、吸盘302、连接板三303、内夹具304、气囊305组成；外夹具301和内夹具304通过螺栓连接；内夹具304内部为中空腔体，内部设置有气囊305；内夹具304外壁为依据防护材料600外表面所制的仿形面，表面上设置有多组用于吸附防护材料600的吸盘302；连接板三303设置在外夹具301上，连接板三303上设置有与连接板二206连接的机械接口。所述的外夹具301上设置有用于锁紧相邻外夹具301的机械接口，可通过连接块306将相邻外夹具两两相连。

如附图4所示，所述的定位工作台500由边定位板501、调整螺母502和仿形工装503组成；每一件定位工作台500分别对应一套分体式工装；所述的仿形工装503上表面为依据圆周异形壳体400相应区段表面所制的仿形面；仿形工装503四周设置若干件边定位板501，每件边定位板501上设置若干个调整螺母502。

为了更好地理解本发明，下面对本发明的工作过程进行简要描述：

(1)将防护材料600放上定位工作台500，然后将装有气囊305(未充气)、吸盘302的内夹具304放上定位工作台500；再放上外夹具301和连接板三303组成施压工装300，通过调整螺母502和边定位板501将防护材料600、仿形工装503、内夹具304、外夹具301定位；

(2)将内夹具304与外夹具301通过螺栓固定，给吸盘302通气吸附相应防护材料600；此时，防护材料600、内夹具304、外夹具301组成的一件分体式工装在定位工作台500上预装配完成；

(3)将装配好的分体式工装运送到外框架100上，通过连接板三303与预压工装200上的连接板二206固定；在防护材料600和圆周异形壳体400待粘接区域涂粘接剂；

(4)沿导杆208滑动预压工装200，使防护材料600移动到圆周异形壳体400上方，通过限位块204定位；操纵手轮201推动施压工装300从四周向中间移动，使防护材料600贴在圆周异形壳体400相应位置；预压防护材料600，达到一定力值后，锁定手轮201；

(5)重复步骤(1)～(4)完成四组分体式工装装配；

(6)整圈防护材料600装配到位后，用螺栓通过连接块306将外夹具301固定好后，外夹具301连成一整圈；松开吸盘302的吸附力，然后向气囊305充气，达到所需压力后，持续保压；

(7)当圆周异形壳体400轴向有多圈防护材料600需要装配时，重复步骤(1)～(6)；

(8)达到保压时间后，卸下连接外夹具301的螺栓和连接块306，转动手轮201使工装脱开，卸下分体式工装，完成整圈防护材料600装配。

Claims (4)

1.一种手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，其特征在于，包含外框架(100)、预压工装(200)、施压工装(300)和定位工作台(500)；所述的外框架(100)为整套设备的机械支撑部件，包括用于安装预压工装(200)的外框架主体(101)以及用于安装圆周异形壳体(400)的安装底板(102)，安装底板(102)设置在外框架主体(101)上；

所述的预压工装(200)为多套，为施压工装(300)的表面加载部件，圆周排布在外框架主体(101)上，圆周排布的中心区域为圆周异形壳体(400)的装配区域；

所述的施压工装(300)主体由不少于两件分体式工装组成，分体式工装拼装后内壁形成用于装配圆周异形壳体防护材料(600)的仿形腔体，分体式工装上设置有施力装置，可对内壁的防护材料(600)进行加载及保压；

所述的定位工作台(500)用于施压工装(300)与防护材料(600)的相对位置定位，设置在外框架(100)旁；

所述的分体式工装由外夹具(301)、吸盘(302)、连接板三(303)、内夹具(304)、气囊(305)组成；

外夹具(301)和内夹具(304)通过螺栓连接，内夹具(304)内部为中空腔体，内部设置有气囊(305)，内夹具(304)外壁为依据防护材料(600)外表面所制的仿形面，表面上设置有多组用于吸附防护材料(600)的吸盘(302)；

连接板三(303)设置在外夹具(301)上，连接板三(303)上设置有与连接板二(206)连接的机械接口。

2.根据权利要求1所述的手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，其特征在于，每一套预压工装(200)包括一套手轮(201)、一套丝杠机构(202)、多套导向机构(203)、多套限位块(204)、一件连接板一(205)、一件连接板二(206)、多件滑块(207)以及多根导杆(208)；

所述导杆(208)安装在外框架主体(101)上，导杆(208)轴线与圆周异形壳体(400)的安装轴线平行；

所述滑块(207)安装在导杆(208)上，连接板一(205)固定在滑块(207)上，可沿导杆(208)运动；

所述的丝杠机构(202)设置在连接板一(205)和连接板二(206)，丝杠机构(202)的末端设置在连接板二(206)的轴承上，丝杠机构(202)的螺母设置在连接板一(205)，连接板一(205)和连接板二(206)之间设置有导向机构(203)；

手轮(201)设置在丝杠机构(202)上，通过转动手轮(201)可推动连接板二(206)相对于连接板一(205)运动；

限位块(205)设置在导杆(208)上，用于限制预压工装(200)在导杆(208)上的移动距离。

3.根据权利要求1所述的手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，其特征在于，所述的外夹具(301)上设置有用于锁紧相邻外夹具(301)的连接块(306)，可通过连接块(306)将相邻外夹具两两相连。

4.根据权利要求1所述的手动按压的气囊加载式圆周异形壳体防护材料装配工装，其特征在于，所述的定位工作台(500)由边定位板(501)、调整螺母(502)和仿形工装(503)组成；

每一件定位工作台(500)分别对应一套分体式工装，所述的仿形工装(503)上表面为依据圆周异形壳体(400)相应区段表面所制的仿形面，仿形工装(503)四周均匀设置有不少于三个边定位板(501)，且每个边定位板(501)上均设置调整螺母(502)。