CN111390603A - 薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法，真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元和至少一个真空吸附模块；至少一个真空吸附模块拼接使用并且所述真空吸附模块一端的抽气孔与抽真空单元相连且另一端的抽气孔与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接。薄板类零件数控加工装夹方法采用上述薄板类零件真空吸附工装进行薄板类零件的数控加工装夹。本发明的薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法能满足飞机结构件大尺寸薄板的零件装夹要求，局部吸附到位且操作效率高，装夹操作便捷以及装夹状态稳定可靠，能够实现大尺寸薄板零件稳定可靠装夹。

Description

薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法

技术领域

本发明属于数控加工领域，更具体地讲，涉及一种薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法。

背景技术

在飞机结构件数控加工过程中，需要使用工装实现零件可靠的定位装夹，从而保证零件加工质量，对于薄板类飞机结构件，例如蒙皮、壁板等零件，由于零件厚度薄、尺寸大，如果仅使用压板压紧端头的方式会导致薄板类零件存在部分区域翘起的现象，因此对于大尺寸的薄板零件，需要使用真空吸附工装，利用气压产生对薄板的压紧力，实现薄板下表面与工装上表面贴合。

真空吸附工装是在工装平台上开设密封槽、抽气孔，在密封槽内铺设密封条，使用真空泵通过抽气孔抽出零件、工装平台和密封条形成空腔内的空气，形成负压状态，在空气压力作用下零件贴紧工装。但是对于尺寸较大的薄板类零件，例如长度大于2000mm、宽度大于2000mm的蒙皮薄板零件，密封腔的面积大，存在真空状态受切削振动等因素影响易泄漏的问题，而且大尺寸薄板零件的刚性弱，存在真空吸附压力不均衡的问题，产生局部鼓包(零件和工装未贴合)现象。而且部分大尺寸薄板零件具有曲率，装夹时需要先展平再吸附装夹，由于零件本身弹性回复以及内部应力的影响，零件局部吸附不到位的现象更为明显。

真空吸附工装上的密封条是操作人员手工铺设，对于大尺寸零件，铺设密封条的劳动量大。目前密封条主要为圆形截面橡胶材料的密封条，圆形密封条曲率表面与零件下表面贴合度不足，容易导致负压损失，而且圆形密封条容易从密封槽内脱落。圆形密封条受真空吸附压力的作用弹性变形，当真空吸附压力较大时，密封条会产生一定程度的塑性变形，形状无法弹性回复，多次使用后密封条和零件贴合度变差，导致气密性不足。

由于现有工装不能满足飞机结构件大尺寸薄板零件装夹要求，存在局部吸附不到位、操作效率低等问题，亟需开发用于大尺寸薄板零件的真空吸附工装，实现装夹操作便捷以及装夹状态稳定可靠。

发明内容

由于现有工装不能满足飞机结构件大尺寸薄板零件需求，存在局部吸附不到位、操作效率低等问题，本发明提出了一种薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法，实现了大尺寸薄板零件稳定可靠装夹。

本发明的一方面提供了一种薄板类零件真空吸附工装，所述真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元、压板组件和至少一个真空吸附模块；

真空吸附模块包括工装基体和设置在工装基体的工作面上的密封组件，工装基体中设置有真空腔且真空腔的两端设置有抽气孔，密封组件包括密封槽和铺设在密封槽中的密封条并且所述密封槽围成密封区域，工装基体的工作面上每个密封区域内还设置有若干个与真空腔连通的接触阀，所述接触阀在无下压作用时关闭连通且在受到下压作用时开启连通；

所述至少一个真空吸附模块拼接使用并且所述真空吸附模块一端的抽气孔与抽真空单元相连且另一端的抽气孔与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接；所述压板组件设置在所述至少一个真空吸附模块的两侧以辅助装夹薄板类零件。

根据本发明薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述真空腔由设置在工装基体的非工作面上的盖板以及盖板与工装基体之间的密封圈密封形成密封腔体；所述真空吸附工装还包括压块组件，所述压块组件在需要时压覆在薄板类零件上。

根据本发明薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述抽真空单元包括真空泵、主管路、支管路和管路阀，真空泵与主管路连接，主管路通过管路阀与支管路连接，各真空吸附模块一端的抽气孔分别通过支管路并联连接到主管路。

根据本发明薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述气压监控单元包括气压传感器、气压记录仪和管路阀控制器，真空吸附模块另一端的抽气孔分别通过气压传感器与气压记录仪和管路阀控制器相连，所述管路阀控制器与各管路阀电连接。

根据本发明薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述接触阀包括触发体、阀体、支撑体、活塞体和弹簧，阀体通过密封圈与工装基体密封连接，触发体和阀体上均设置有通气孔，支撑体固定连接在阀体上并与触发体内部的导向孔间隙配合，触发体上固定连接有活塞体，活塞体与支撑体之间安装弹簧并且活塞体与阀体间隙配合，其中，当薄板类零件未与触发体接触时，活塞体在弹簧作用与阀体接触，接触阀关闭，当薄板类零件与触发体接触后，触发体下移并带动活塞体下移与阀体分离，接触阀开启。

根据本发明薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述密封条设置有贴合结构、偏向结构和空腔，所述贴合结构设置在密封条的上部双侧并且能够在受压后与薄板类零件的下表面贴合；所述偏向结构设置在密封条的下部双侧，偏向结构下侧与竖直方向的角度小于偏向结构上侧与竖直方向的角度，其中，所述密封条还包括能够压入密封槽的T型转角中的T型转接密封条和拐角中的拐角转接密封条。

根据本发明薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述真空吸附工装还包括与密封条安装相匹配的密封条铺设装置，所述密封条铺设装置包括外壳、控制手柄、电机、缠线轮、过线轮、剪断器、主动轮、压线轮、从动轮、导向臂和支架；

控制手柄安装在外壳上并与电机电连接，缠线轮、过线轮和从动轮分别通过轴承安装在外壳上并且能够自由转动，电机通过齿轮传动驱动缠线轮转动；支架设置在外壳上，导向臂设置在支架中部并朝外伸出，主动轮和压线轮通过轴承安装在支架上并且能够自由转动，电机通过带传动驱动主动轮转动；

剪断器包括穿线座和剪断刀，穿线座设置在外壳上，剪断刀设置有梯形和三角形组合形成的刀刃并且通过导向柱和弹簧与穿线座连接，剪断刀受力后朝向穿线座运动并剪断从穿线器穿过的密封条；

其中，未使用的密封条缠绕在缠线轮上储存，密封条的一端通过过线轮引导方向并穿过穿线座后通过压线轮压在主动轮上。

本发明的另一方面提供了一种薄板类零件数控加工装夹方法，采用上述薄板类零件真空吸附工装进行薄板类零件的数控加工装夹，所述方法包括以下步骤：

第一步：根据零件尺寸选用至少一个真空吸附模块以及两侧的压板组件，拼接形成真空吸附工装；

第二步：分别将各真空吸附模块一端的抽气孔连接抽真空单元并将另一端的抽气孔连接气压监控单元，将气压监控单元与抽真空单元电连接；

第三步：在各真空吸附模块的工装基体的工作面上铺设密封条；

第四步：将薄板类零件悬挂在真空吸附工装上并使用一侧压板组件压紧薄板类零件的一个侧边，对于有曲率的薄板零件同时使用压块组件对薄板类零件施加压力进行展平，控制抽真空单元的开关状态并通过气压监控单元检测各真空吸附模块种真空腔的压强，对薄板零件进行真空吸附并展平，最后使用另一侧压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边完成装夹。

根据本发明薄板类零件数控加工装夹方法的一个实施例，在第三步中，分别选用T型转接密封条和拐角转接密封条铺设在密封槽的T型转角和拐角处，使用密封条铺设装置将直线密封条铺设在密封槽内并将接口处连接，其中，使用密封条铺设装置进行密封条的铺设时，控制电机驱动主动轮和缠线轮转动，将导向臂放置在密封槽内保证密封条铺设装置沿密封槽运动，主动轮转动将密封条压在密封槽内实现密封条铺设，在转角处将密封条剪断并与T型转接密封条或拐角转接密封条连接。

根据本发明薄板类零件数控加工装夹方法的一个实施例，在第四步中，先控制抽真空单元对第一个真空吸附模块抽真空并通过气压监控单元监测第一个真空吸附模块中真空腔内的压强；当第一个真空吸附模块中真空腔内的压强增大达到阈值后，气压监控单元发送信号至抽真空单元停止第一个真空吸附模块的抽真空处理并且保持和实时监测第一个真空吸附模块中真空腔内的压强；

以此类推，在薄板类零件的展平过程中依次控制剩下的真空吸附模块进行真空吸附并且保持和实时监测剩下的真空吸附模块中真空腔内的压强，直至实现整个薄板类零件的展平，最后使用另一侧压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边完成装夹。

本发明的薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法能满足飞机结构件大尺寸薄板的零件装夹要求，局部吸附到位且操作效率高，装夹操作便捷以及装夹状态稳定可靠，能够实现大尺寸薄板零件稳定可靠装夹。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装的结构示意图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装在装夹薄板类零件时的结构示意图。

图3A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的工装基体的结构示意图，图3B示出了图3A的A-A剖视图以及局部放大图。

图4A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的接触阀的结构示意图，图4B示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的接触阀安装时的结构示意图。

图5A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中密封条铺设装置的整体结构示意图及剪断器的局部放大结构示意图，图5B示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中密封条铺设装置的局部结构示意图及支架的局部放大结构示意图。

图6A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的密封条的剖视结构示意图，图6B示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的T型转接密封条的安装结构示意图，图6C示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的拐角转接密封条的安装结构示意图。

附图标记说明：

1、真空泵；2、管路；3、管路阀；4、压板组件；5、螺钉；6、密封槽；7、接触阀；8、气压传感器；9、导线；10、气压记录仪；11、管路阀控制器；12、工装基体；13、薄板类零件；14、压块组件；15、抽气孔；16、真空腔；17、盖板；18、密封圈；19、触发体；20、阀体；21、支撑体；22、弹簧；23、通气孔；24、活塞体；25、控制手柄；26、电机开关；27、外壳；28、过线轮；29、密封条；30、穿线座；31、导向臂；32、主动轮；33、缠线轮；34、从动轮；35、电机；36、剪断刀；37、压线轮；38、支架；39、贴合结构；40、偏向结构；41、空腔；42、T型转接密封条；43、拐角转接密封条。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

图1示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装的结构示意图，图2示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装在装夹薄板类零件时的结构示意图。

如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例，所述薄板类零件真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元、压板组件和至少一个真空吸附模块，其中，真空吸附模块是主要的零件展平装夹组件，压板组件辅助真空吸附模块进行零件的固定和展平，抽真空单元对真空吸附模块抽真空处理并使零件能够展平和装夹在真空吸附模块上，气压监控单元用于对真空吸附模块中的真空度进行实时监测。

下面对本发明工装的各组件进行具体说明。

图3A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的工装基体的结构示意图，图3B示出了图3A的A-A剖视图以及局部放大图。

如图3A和图3B所示，根据本发明，真空吸附模块包括工装基体12和设置在工装基体12的工作面上的密封组件，其中，工装基体的工作面是指直接与薄板类零件13接触的表面。工装基体12中设置有真空腔16且真空腔16的两端设置有抽气孔15，密封组件包括密封槽6和铺设在密封槽6中的密封条并且密封槽6围成密封区域，密封条和密封区域的设置是为了保证薄板类零件在真空吸附作用下能够更为稳固地展平和固定在真空吸附模块上，避免空气的进入而破坏真空吸附的效果。工装基体12的工作面上每个密封区域内还设置有若干个与真空腔16连通的接触阀7，接触阀7在无下压作用时关闭连通且在受到下压作用时开启连通，由此能够通过控制薄板类零件放置在真空吸附模块中工装基体的工作面上的下压作用来控制接触阀的开闭，继而控制真空吸附。

如图1和图2所示，至少一个真空吸附模块拼接使用并且真空吸附模块一端的抽气孔15与抽真空单元相连且另一端的抽气孔15与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接以实现相应的反馈控制，压板组件4设置在至少一个真空吸附模块的两侧以辅助装夹薄板类零件13。

如图3B所示，工装基体12的真空腔16由设置在工装基体12的非工作面上的盖板17以及盖板17与工装基体12之间的密封圈18密封形成密封腔体，其中，工装基体12的非工作面是指不与薄板类零件接触并且与工作面相对的表面。真空吸附工装还包括压块组件14，压块组件14在需要时压覆在薄板类零件13上，通常对于有曲率的薄板类零件而言需要辅助使用压块组件14。

本发明的抽真空单元优选地包括真空泵1、管路2和管路阀3，管路2又包括主管路和支管路，真空泵1与主管路连接，主管路通过管路阀3与支管路连接，各真空吸附模块一端的抽气孔15分别通过支管路并联连接到主管路上，真空泵1启动后抽出管路2和真空腔16内的空气并在工装内部形成负压状态。

气压监控单元优选地包括气压传感器8、气压记录仪10和管路阀控制器11，真空吸附模块另一端的抽气孔15分别通过气压传感器8与气压记录仪10和管路阀控制器11相连，管路阀控制器11与各管路阀3电连接。具体地，气压传感器8通过导线9连接气压记录仪10，分别读取各气压传感器8的测试数值并根据装夹需要设定监测阈值。气压记录仪10连接管路阀控制器11分别控制各管路阀3，实现主管路或者支管路的开关。

图4A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的接触阀的结构示意图，图4B示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的接触阀安装时的结构示意图

如图4A和图4B所示，真空吸附模块上设置有通过薄板类零件的放置与否来控制真空吸附开启的接触阀7，接触阀7包括触发体19、阀体20、支撑体21、活塞体24和弹簧22，阀体20通过密封圈与工装基体12密封连接，触发体19和阀体20上均设置有通气孔23，支撑体21固定连接在阀体20上并与触发体19内部的导向孔间隙配合，触发体19上固定连接有活塞体24，活塞体24与支撑体21之间安装弹簧22并且活塞体24与阀体20间隙配合。其中，当薄板类零件13未与触发体19接触时，活塞体24在弹簧作用与阀体20接触，接触阀7关闭，当薄板类零件13与触发体19接触后，触发体19下移并带动活塞体24下移与阀体20分离，接触阀7开启。由此，实现薄板类零件放置时从接触位置开始依次开启真空吸附，从而减少真空吸附的不均匀性。

此外，为了提高薄板类零件13与真空吸附模块之间的密封性并避免现有密封条的缺陷，本发明中的密封条也采用了特殊的结构。

图6A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的密封条的剖视结构示意图，图6B示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的T型转接密封条的安装结构示意图，图6C示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中真空吸附模块的拐角转接密封条的安装结构示意图。

如图6A至图6B所示，密封条29设置有贴合结构39、偏向结构40和空腔40，贴合结构39设置在密封条29的上部双侧并且能够在受压后与薄板类零件13的下表面贴合；偏向结构40设置在密封条29的下部双侧，偏向结构40下侧与竖直方向的角度小于偏向结构上侧与竖直方向的角度，由此便于向下压入密封槽内并且不利于向上移动脱离密封槽；空腔40设置在密封条的中部，以提供一定的变形空间。此外，本发明的密封条还包括能够压入密封槽6的T型转角中的T型转接密封条42和拐角中的拐角转接密封条43，能够有效防止密封条在各种转角处受到拉伸或者压缩导致气密封不足及易脱离的问题。

并且，考虑到现有真空吸附工装上的密封条是操作人员手工铺设，对于大尺寸零件而言铺设密封条的劳动量大。本发明中的真空吸附工装还包括与密封条安装相匹配的密封条铺设装置，从而有效提高密封条铺设效率。

图5A示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中密封条铺设装置的整体结构示意图及剪断器的局部放大结构示意图，图5B示出了根据本发明示例性实施例的薄板类零件真空吸附工装中密封条铺设装置的局部结构示意图及支架的局部放大结构示意图。

如图5A和图5B所示，本发明的密封条铺设装置包括外壳27、控制手柄25、电机35、缠线轮33、过线轮28、剪断器、主动轮32、压线轮37、从动轮34、导向臂31和支架38。具体地，控制手柄25安装在外壳27上并与电机35电连接，控制手柄25上设置有用于控制电机35启停的电机开关26，缠线轮33、过线轮28和从动轮34分别通过轴承安装在外壳27上并且能够自由转动，电机35通过齿轮传动驱动缠线轮33转动；支架38设置在外壳27上，导向臂31设置在支架38中部并朝外伸出，主动轮32和压线轮37通过轴承安装在支架38上并且能够自由转动，电机35通过带传动驱动主动轮32转动。

其中，剪断器包括穿线座30和剪断刀36，穿线座30设置在外壳27上，剪断刀36设置有梯形和三角形组合形成的刀刃并且通过导向柱和弹簧与穿线座30连接，剪断刀36受力后朝向穿线座30运动并剪断从穿线器30穿过的密封条29。未使用的密封条29缠绕在缠线轮33上储存，密封条29的一端通过过线轮28引导方向并穿过穿线座30后通过压线轮37压在主动轮32上。

密封条铺设装置使用时通过电机开关26控制电机35驱动主动轮32和缠线轮33转动，通过将导向臂31放置在密封槽6内保证装置沿密封槽6运动，主动轮32转动将密封条29压在密封槽6内，实现密封条快速简易铺设，在转角处使用剪断刀将密封条剪断，进而与T型转接密封条或拐角转接密封条连接。

本发明同时还提供了薄板类零件数控加工装夹方法，采用上述薄板类零件真空吸附工装进行薄板类零件的数控加工装夹，具体包括以下步骤：

第一步：根据零件尺寸选用至少一个真空吸附模块以及两侧的压板组件，拼接形成真空吸附工装。

第二步：分别将各真空吸附模块一端的抽气孔连接抽真空单元并将另一端的抽气孔连接气压监控单元，将气压监控单元与抽真空单元电连接。

第三步：在各真空吸附模块的工装基体的工作面上铺设密封条。

第四步：将薄板类零件悬挂在真空吸附工装上并使用一侧压板组件压紧薄板类零件的一个侧边，对于有曲率的薄板零件同时使用压块组件对薄板类零件施加压力进行展平，控制抽真空单元的开关状态并通过气压监控单元检测各真空吸附模块种真空腔的压强，对薄板零件进行真空吸附并展平，最后使用另一侧压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边完成装夹。

在第三步中，分别选用T型转接密封条和拐角转接密封条铺设在密封槽的T型转角和拐角处，使用密封条铺设装置将直线密封条铺设在密封槽内并将接口处连接。其中，使用密封条铺设装置进行密封条的铺设时，控制电机驱动主动轮和缠线轮转动，将导向臂放置在密封槽内保证密封条铺设装置沿密封槽运动，主动轮转动将密封条压在密封槽内实现密封条铺设，在转角处将密封条剪断并与T型转接密封条或拐角转接密封条连接。

在第四步中，先控制抽真空单元对第一个真空吸附模块抽真空并通过气压监控单元监测第一个真空吸附模块中真空腔内的压强；当第一个真空吸附模块中真空腔内的压强增大达到阈值后，气压监控单元发送信号至抽真空单元停止第一个真空吸附模块的抽真空处理并且保持和实时监测第一个真空吸附模块中真空腔内的压强；以此类推，在薄板类零件的展平过程中依次控制剩下的真空吸附模块进行真空吸附并且保持和实时监测剩下的真空吸附模块中真空腔内的压强，直至实现整个薄板类零件的展平，最后使用另一侧压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边完成装夹。

其中，在使用压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边后，在此时关闭所有的支管路，使用气压传感器监测各真空腔的负压值，如果负压值小于使用要求，暂停加工零件，修正装夹状态满足要求并对零件进行检测后再加工，防止因真空吸附不可靠导致腹板铣薄等零件质量问题的产生。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

(1)根据薄板类零件13的尺寸选用真空吸附模块数量并拼装形成真空吸附工装。若要装夹展开尺寸为2000mm*2000mm的薄板类零件13，则需要选用5个真空吸附模块(单个真空吸附模块的尺寸约为2100mm*400mm)和两侧的压板组件4拼接，真空吸附模块结构如上所述。然后在真空吸附模块上连接管路2和气压传感器8，用导线9连接气压传感器8、气压记录仪10、管路阀控制器11和管路阀3；将每个真空吸附模块一端通过管路2连接管路阀3，另一端连接气压传感器8。各真空吸附模块连接管路阀3的管路2并联到主管路2上，而且主管路2连接真空泵1，启动后抽出管路2和真空腔16内的空气，在工装内部形成负压状态。气压传感器8通过导线9连接气压记录仪10，分别读取各气压传感器8的测试数值并根据装夹需要设定监测阈值。气压记录仪10连接管路阀控制器11，分别控制各管路阀3，实现主管路或者支管路的开关。

在真空吸附模块上铺设密封条29，分别选用T型转接密封条42和拐角转接密封条43放置在密封槽6的T型转角和拐角处，使用密封条铺设装置将直线密封条29放置在密封槽6内并将接口处连接，密封条29上设置有贴合结构39、偏向结构40和空腔41，密封条铺设装置如上所述。

将薄板类零件13悬挂并使用压板组件压紧薄板类零件13的一个侧边，对于有曲率的薄板零件13，使用压块组件14对薄板类零件13施加压力进行展平，同时控制管路阀3的开关并检测真空腔16的压强，对薄板类零件13进行真空吸附，展平后使用零件13另一侧边的压板4压紧薄板类零件13。

在展平过程中，首先控制V1管路阀3打开其相应的支管路并关闭主管路，真空泵1抽出第一个真空吸附模块真空腔16内的空气，而且薄板类零件13受压力向下移动打开接触阀7后，抽出薄板类零件13下表面和第一个真空吸附模块之间的空气，同时使用S1气压传感器8监测真空腔16内的负压值，并在气压记录仪10内设置负压阈值(负压阈值设置为-0.09Mpa)，当真空腔16负压增大并达到阈值后，发送信号至管路阀控制器11，控制V1管路阀3关闭该支管路并打开主管路。

按照第一个真空吸附模块的管路控制顺序，在薄板类零件展平过程中依次使用剩下的真空吸附模块，直至实现薄板类零件的展平和真空吸附，然后再使用压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边并在此时关闭所有的支管路，使用各气压传感器8分别监测各真空腔16的负压值，如果负压值小于使用要求，暂停加工薄板类零件，修正装夹状态满足要求并对薄板类零件进行检测后再加工，防止因真空吸附不可靠导致腹板铣薄等零件质量问题的产生。

综上所述，本发明的薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法能满足飞机结构件大尺寸薄板的零件装夹要求，局部吸附到位且操作效率高，装夹操作便捷以及装夹状态稳定可靠，能够实现大尺寸薄板零件稳定可靠装夹。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元、压板组件和至少一个真空吸附模块；

真空吸附模块包括工装基体和设置在工装基体的工作面上的密封组件，工装基体中设置有真空腔且真空腔的两端设置有抽气孔，密封组件包括密封槽和铺设在密封槽中的密封条并且所述密封槽围成密封区域，工装基体的工作面上每个密封区域内还设置有若干个与真空腔连通的接触阀，所述接触阀在无下压作用时关闭连通且在受到下压作用时开启连通；

所述至少一个真空吸附模块拼接使用并且所述真空吸附模块一端的抽气孔与抽真空单元相连且另一端的抽气孔与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接；所述压板组件设置在所述至少一个真空吸附模块的两侧以辅助装夹薄板类零件。

2.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述真空腔由设置在工装基体的非工作面上的盖板以及盖板与工装基体之间的密封圈密封形成密封腔体；所述真空吸附工装还包括压块组件，所述压块组件在需要时压覆在薄板类零件上。

3.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述抽真空单元包括真空泵、主管路、支管路和管路阀，真空泵与主管路连接，主管路通过管路阀与支管路连接，各真空吸附模块一端的抽气孔分别通过支管路并联连接到主管路。

4.根据权利要求3所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述气压监控单元包括气压传感器、气压记录仪和管路阀控制器，真空吸附模块另一端的抽气孔分别通过气压传感器与气压记录仪和管路阀控制器相连，所述管路阀控制器与各管路阀电连接。

5.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述接触阀包括触发体、阀体、支撑体、活塞体和弹簧，阀体通过密封圈与工装基体密封连接，触发体和阀体上均设置有通气孔，支撑体固定连接在阀体上并与触发体内部的导向孔间隙配合，触发体上固定连接有活塞体，活塞体与支撑体之间安装弹簧并且活塞体与阀体间隙配合，其中，当薄板类零件未与触发体接触时，活塞体在弹簧作用与阀体接触，接触阀关闭，当薄板类零件与触发体接触后，触发体下移并带动活塞体下移与阀体分离，接触阀开启。

6.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述密封条设置有贴合结构、偏向结构和空腔，所述贴合结构设置在密封条的上部双侧并且能够在受压后与薄板类零件的下表面贴合；所述偏向结构设置在密封条的下部双侧，偏向结构下侧与竖直方向的角度小于偏向结构上侧与竖直方向的角度，其中，所述密封条还包括能够压入密封槽的T型转角中的T型转接密封条和拐角中的拐角转接密封条。

7.根据权利要求6所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述真空吸附工装还包括与密封条安装相匹配的密封条铺设装置，所述密封条铺设装置包括外壳、控制手柄、电机、缠线轮、过线轮、剪断器、主动轮、压线轮、从动轮、导向臂和支架；

控制手柄安装在外壳上并与电机电连接，缠线轮、过线轮和从动轮分别通过轴承安装在外壳上并且能够自由转动，电机通过齿轮传动驱动缠线轮转动；支架设置在外壳上，导向臂设置在支架中部并朝外伸出，主动轮和压线轮通过轴承安装在支架上并且能够自由转动，电机通过带传动驱动主动轮转动；

剪断器包括穿线座和剪断刀，穿线座设置在外壳上，剪断刀设置有梯形和三角形组合形成的刀刃并且通过导向柱和弹簧与穿线座连接，剪断刀受力后朝向穿线座运动并剪断从穿线器穿过的密封条；

其中，未使用的密封条缠绕在缠线轮上储存，密封条的一端通过过线轮引导方向并穿过穿线座后通过压线轮压在主动轮上。

8.一种薄板类零件数控加工装夹方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述薄板类零件真空吸附工装进行薄板类零件的数控加工装夹，所述方法包括以下步骤：

第一步：根据零件尺寸选用至少一个真空吸附模块以及两侧的压板组件，拼接形成真空吸附工装；

第二步：分别将各真空吸附模块一端的抽气孔连接抽真空单元并将另一端的抽气孔连接气压监控单元，将气压监控单元与抽真空单元电连接；

第三步：在各真空吸附模块的工装基体的工作面上铺设密封条；

第四步：将薄板类零件悬挂在真空吸附工装上并使用一侧压板组件压紧薄板类零件的一个侧边，对于有曲率的薄板零件同时使用压块组件对薄板类零件施加压力进行展平，控制抽真空单元的开关状态并通过气压监控单元检测各真空吸附模块种真空腔的压强，对薄板零件进行真空吸附并展平，最后使用另一侧压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边完成装夹。

9.根据权利要求8所述薄板类零件数控加工装夹方法，其特征在于，在第三步中，分别选用T型转接密封条和拐角转接密封条铺设在密封槽的T型转角和拐角处，使用密封条铺设装置将直线密封条铺设在密封槽内并将接口处连接，其中，使用密封条铺设装置进行密封条的铺设时，控制电机驱动主动轮和缠线轮转动，将导向臂放置在密封槽内保证密封条铺设装置沿密封槽运动，主动轮转动将密封条压在密封槽内实现密封条铺设，在转角处将密封条剪断并与T型转接密封条或拐角转接密封条连接。

10.根据权利要求8所述薄板类零件数控加工装夹方法，其特征在于，在第四步中，先控制抽真空单元对第一个真空吸附模块抽真空并通过气压监控单元监测第一个真空吸附模块中真空腔内的压强；当第一个真空吸附模块中真空腔内的压强增大达到阈值后，气压监控单元发送信号至抽真空单元停止第一个真空吸附模块的抽真空处理并且保持和实时监测第一个真空吸附模块中真空腔内的压强；

以此类推，在薄板类零件的展平过程中依次控制剩下的真空吸附模块进行真空吸附并且保持和实时监测剩下的真空吸附模块中真空腔内的压强，直至实现整个薄板类零件的展平，最后使用另一侧压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边完成装夹。

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