CN111673350A - 一种组焊装置及装配组焊装置的数控化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航空制造技术领域，公开了一种定位焊夹具的数控化方法，主要使用组焊装置、数控拼装站，组焊装置由装置主体和多组定位单元组成，组焊装置可通过数控拼装站调节，数控拼装站内部有各类标准元件与定位元件、数控模块控制系统、定向移动气爪等装置。工作时，可通过数控拼装站调节数控夹具组件将数控夹具组件改装成专用于某项零件的定位焊夹具。本发明克服了传统大量的专用夹具产生了巨额的设计制造、维护维修、管理存放等各类费用，克服了拼装夹具所需标准元件较多，装夹调整过程较为繁琐，依靠手工拼装易产生误差积累等缺点。

Description

一种组焊装置及装配组焊装置的数控化方法
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，涉及一种定位焊夹具的数控化方法，具体涉及一种组焊装置及装配组焊装置的数控化方法。
背景技术
在飞机零组件加工制造过程中，焊接件的加工往往需要先将各构件在定位焊夹具上修配、定位，并进行定位焊接后，再对焊缝处进行整体焊接，因此焊接件中各构件之间的定位尺寸主要依赖定位焊夹具保证。由于飞机内部形状尺寸各异的各类焊接件数量较多，大量焊接件的制造生产就需要对应制造大量的定位焊夹具。
目前零件焊接主流选用的定位焊夹具主要为专用的刚性夹具或手工拼装的拼装夹具，大量的专用夹具产生了巨额的设计制造、维护维修、管理存放等各类费用，而拼装夹具所需标准元件较多，装夹调整过程较为繁琐，依靠手工拼装易产生误差积累。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种组焊装置及装配组焊装置的数控化方法，通过数控方法快速制造定位焊夹具，并且制造的定位焊夹具精度高、使用快捷方便，制造夹具通用性强。
本发明的技术方案是：一种组焊装置，包括主体框架和多组定位模块，多组定位模块通过横向调节机构和纵向调节机构装配在主体框架上，定位模块上设有升降机构，定位模块通过前后角度调节机构和转动角度调节机构连接气爪；还设有多个伺服电机，伺服电机控制多组定位模块的横向调节机构、纵向调节机构、升降机构、前后角度调节机构和转动角度调节机构。
一种装配组焊装置的数控化方法，包括以下步骤：
步骤一，将组焊装置与数控拼装站对接；
步骤二，通过数控程序对组焊装置进行测试，并调整组焊装置内各伺服电机，使各定位模块点位归零；
步骤三，在数据控制面板内调取待加工零件信息；
步骤四，数控拼装站内对应定位元件放置盒运行到定位元件速换组件附近，定位元件速换组件按程序抓取相应定位元件并安装在组焊装置的气爪内，组焊装置按程序驱动各伺服电机，调整组焊装置内各定位模块的位置，控制定位元件移动和偏移到程序要求的空间位置和角度位置；
步骤五，取出组焊装置；
步骤六，组焊装置使用完成后，再次将使用完成的组焊装置与数控拼装站对接，通过控制程序控制数控拼装站拆解组焊装置的定位元件，并将各定位模块的位置归零。
进一步的，组焊装置与数控拼装站对接后，调整组焊装置与数控拼装站的相对位置，使组焊装置与数控拼装站的机械原点对正归零。组焊装置应当与数控拼装站内的配合位置完全贴合，也就是机械原点对正归零，因为后续数控拼装站的工作是根据程序内的坐标来控制的，坐标基点是数控拼装站的位置，如果有误差将影响到导致装配效果。
进一步的，步骤一中，将组焊装置与数控拼装站的电缆对接。除了机械对接外，还包括电缆对接，电缆的对接端可以设计在机械对接口面上，通过机械对接一个动作就可以完成机械对接和电缆对接。
进一步的，步骤六中，控制程序按照原装配顺序的反顺序拆解组焊装置的定位元件。这样将装配逻辑反向编辑就成了拆解逻辑，便于拆解逻辑的编写。
进一步的，数控拼装站包括对接口、机械装置、操作终端和数控程序，操作终端设在机械装置外，操作终端通过调取数控程序控制机械装置对组焊装置进行装配和拆解，数控程序通过对接口控制组焊装置的伺服电机进行组焊装置上定位模块的调整。
进一步的，数控程序包括模型库和操控程序，操控程序调取模型库中的信息，按照模型库的信息要求对机械装置和伺服电机进行控制。操控程序可以根据操作人员的选择，自动调取模型库的信息，然后控制机械装置将要求的定位元件装夹在组焊装置上，然后驱动组焊装置的多个伺服电机，调整定位元件在组焊装置的水平位置、横向位置和纵向位置，再调整定位元件的倾斜角度和转动角度，完成定位元件的固定；多个定位元件的组合，形成所需零件的装夹机构，特别适用于导管类零件的装夹。
进一步的，模型库的信息通过以下方法录入：对零件实样采用试校法调整定位尺寸点位，然后录入定位元件、定位尺寸信息。
进一步的，模型库的信息通过以下方法录入：调取其他来源的数字模型，通过选择定位元件，生成定位坐标并生成参数，然后录入定位元件、定位尺寸信息。这样，操作人员在操作终端上选择需要加工的零件，数控拼装站就可以在组焊装置上将待加工零件的定位装夹装置制造出来，极为方便快捷。
本发明的优点是：通过数控拼装站控制通用的组焊装置，对组焊装置组件进行模块改造，形成专用与某零件的定位焊夹具。本发明解决了大量专用刚性定位焊夹具的设计制造、维护维修、管理存放等产生的各类费用，解决了拼装夹具所需标准元件较多，装夹调整过程较为繁琐，依靠手工拼装易产生误差积累的问题，降低了焊接件的生产制造成本、缩短了焊接件由试制到批产阶段的周期、提高了生产效率，使得焊接件的生产效率、产品精度大大提高。
附图说明
图1为本发明整体区域分布示意图；
图2为本发明组焊装置示意图；
图3为本发明技术方法流程图；
其中：1—组焊装置，2—数控拼装站，3—已拼装的组焊装置。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
本发明的一种组焊装置，包括主体框架和多组定位模块，多组定位模块通过横向调节机构和纵向调节机构装配在主体框架上，定位模块上设有升降机构，定位模块通过前后角度调节机构和转动角度调节机构连接气爪；还设有多个伺服电机，伺服电机控制多组定位模块的横向调节机构、纵向调节机构、升降机构、前后角度调节机构和转动角度调节机构。
一种装配上述组焊装置的数控化方法，包括以下步骤：
步骤一，将组焊装置与数控拼装站对接；
步骤二，通过数控程序对组焊装置进行测试，并调整组焊装置内各伺服电机，使各定位模块点位归零；
步骤三，在数据控制面板内调取待加工零件信息；
步骤四，数控拼装站内对应定位元件放置盒运行到定位元件速换组件附近，定位元件速换组件按程序抓取相应定位元件并安装在组焊装置的气爪内，组焊装置按程序驱动各伺服电机，调整组焊装置内各定位模块的位置，控制定位元件移动和偏移到程序要求的空间位置和角度位置；
步骤五，取出组焊装置；
步骤六，组焊装置使用完成后，再次将使用完成的组焊装置与数控拼装站对接，通过控制程序控制数控拼装站拆解组焊装置的定位元件，并将各定位模块的位置归零。
组焊装置与数控拼装站对接后，调整组焊装置与数控拼装站的相对位置，使组焊装置与数控拼装站的机械原点对正归零
步骤一中，将组焊装置与数控拼装站的电缆对接。
步骤六中，控制程序按照原装配顺序的反顺序拆解组焊装置的定位元件。
数控拼装站包括对接口、机械装置、操作终端和数控程序，操作终端设在机械装置外，操作终端通过调取数控程序控制机械装置对组焊装置进行装配和拆解，数控程序通过对接口控制组焊装置的伺服电机进行组焊装置上定位模块的调整。
数控程序包括模型库和操控程序，操控程序调取模型库中的信息，按照模型库的信息要求对机械装置和伺服电机进行控制。
模型库的信息通过以下方法录入：a、对零件实样采用试校法调整定位尺寸点位，然后录入定位元件、定位尺寸信息；b、调取其他来源的数字模型，通过选择定位元件，生成定位坐标并生成参数，然后录入定位元件、定位尺寸信息。
下面结合附图说明本发明另一个实施例。
本发明的数控化方法，用到了组焊装置1和数控拼装站2；
本方法准备的操作过程如下：
首先制造本发明中的所有零件，采购本发明中所需的标准元器件；
其次，进行组焊装置1的装配，通过滚珠丝杠副、蜗杆电动转台及电动螺旋滚珠丝杠升降机连接各类标准元件形成定位组件，将桌形框架与定位组件之间通过滚珠丝杠副、导轨、直线滑台连接，通过带断电自动锁死功能的伺服电机进行驱动及位置固定，即可形成通用的数控夹具组件；
然后，进行数控拼装站2的装配，将多个定位元件放置盒、定位元件速换组件及数据控制面板等装置安装在框架式主体内。其中元件放置盒可依靠数控程序和相关机构在框架式主体结构内循环；
最后，进行信息录入，对于可按数模尺寸定位的焊接件，首先读取数模信息，分析选择定位夹紧元件，在系统内生成数模定位坐标及参数，并将信息录入系统；对于按零件实样生产的焊接件，首先分析选择定位夹紧元件，然后用试校法调整定位尺寸点位，最后将信息录入系统。
本方法的过程如下：
一、将组焊装置1与数控拼装站2进行机械对接，调整数控夹具组件1位置，使两组件机械原点对正归零。
二、将组焊装置1与数控拼装站2进行电缆对接，通过数控程序对组焊装置1进行测试，并调整组焊装置1内各电机，使各机构点位归零；
三、在数据控制面板内调取待加工零件信息；
四、数控拼装站2内对应定位元件放置盒运行到定位元件速换组件附近，定位元件速换组件按程序抓取相应定位元件并安装在组焊装置1气爪内，数控拼装站2按程序驱动伺服电机，调整组焊装置1内各构件位置，使定位元件的空间位置、角度满足程序要求，多组定位元件即可定位尺寸结构不同的各类零件；
五、将调整后的组焊装置1关机、分离取出待用；
六、将使用后的组焊装置1返回拼装站按拼装顺序拆解，并将各构件归零；
七、将归零后的组焊装置1复位，待下次使用。

Claims (9)

1.一种组焊装置，其特征在于，包括主体框架和多组定位模块，多组定位模块通过横向调节机构和纵向调节机构装配在主体框架上，定位模块上设有升降机构，定位模块通过前后角度调节机构和转动角度调节机构连接气爪；还设有多个伺服电机，伺服电机控制多组定位模块的横向调节机构、纵向调节机构、升降机构、前后角度调节机构和转动角度调节机构。
2.一种装配组焊装置的数控化方法，其特征在于，用于装配如权利要求1所述的组焊装置，包括以下步骤：
步骤一，将组焊装置与数控拼装站对接；
步骤二，通过数控程序对组焊装置进行测试，并调整组焊装置内各伺服电机，使各定位模块点位归零；
步骤三，在数据控制面板内调取待加工零件信息；
步骤四，数控拼装站内对应定位元件放置盒运行到定位元件速换组件附近，定位元件速换组件按程序抓取相应定位元件并安装在组焊装置的气爪内，组焊装置按程序驱动各伺服电机，调整组焊装置内各定位模块的位置，控制定位元件移动和偏移到程序要求的空间位置和角度位置；
步骤五，取出组焊装置；
步骤六，组焊装置使用完成后，再次将使用完成的组焊装置与数控拼装站对接，通过控制程序控制数控拼装站拆解组焊装置的定位元件，并将各定位模块的位置归零。
3.根据权利要求1所述的一种装配组焊装置的数控化方法，其特征在于，组焊装置与数控拼装站对接后，调整组焊装置与数控拼装站的相对位置，使组焊装置与数控拼装站的机械原点对正归零。
4.根据权利要求1所述的一种装配组焊装置的数控化方法，其特征在于，步骤一中，将组焊装置与数控拼装站的电缆对接。
5.根据权利要求1所述的一种装配组焊装置的数控化方法，其特征在于，步骤六中，控制程序按照原装配顺序的反顺序拆解组焊装置的定位元件。
6.一种数控拼装站，其特征在于，用于权利要求2所述的一种装配组焊装置的数控化方法，数控拼装站包括对接口、机械装置、操作终端和数控程序，操作终端设在机械装置外，操作终端通过调取数控程序控制机械装置对组焊装置进行装配和拆解，数控程序通过对接口控制组焊装置的伺服电机进行组焊装置上定位模块的调整。
7.根据权利要求6所述的一种数控拼装站，其特征在于，所述的数控程序包括模型库和操控程序，操控程序调取模型库中的信息，按照模型库的信息要求对机械装置和伺服电机进行控制。
8.根据权利要求7所述的一种数控拼装站，其特征在于，所述的模型库的信息通过以下方法录入：对零件实样采用试校法调整定位尺寸点位，然后录入定位元件、定位尺寸信息。
9.根据权利要求7所述的一种数控拼装站，其特征在于，所述的模型库的信息通过以下方法录入：调取其他来源的数字模型，通过选择定位元件，生成定位坐标并生成参数，然后录入定位元件、定位尺寸信息。
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