CN112362095B - 一种起落架组装和检测一体化设备 - Google Patents

Abstract

一种起落架组装和检测一体化设备，包括机械系统、测量系统和控制系统，机械系统包括底板、下工作台、立柱、滑块、上工作台和快换定位块；下工作台滑动安装在底板上，立柱固定安装在底板上，滑块通过丝杆结构连接到立柱正面，上工作台和滑块固定连接；下工作台上设置有快换定位块；测量系统包括拉压力传感器、位移传感器、光栅尺和数据处理器组成；拉压力传感器设置在滑块或上工作台上，位移传感器也设置在滑块或上工作台上，光栅尺设置在立柱上，可准确检测滑块上下移动的位置；拉压力传感器、位移传感器和光栅尺采集到的数据上传给数据处理器进行数据处理；控制系统包括依次电性连接的电机、运动控制器、PLC和上位机。

Description

一种起落架组装和检测一体化设备

技术领域

本发明涉及起落架支柱领域，特别涉及一种起落架组装和检测一体化设备。

背景技术

飞机起落架支柱由于结构紧凑复杂，以在深孔内部装入筒、套、密封圈等形成多层结构，组装难度大。缓冲器组装过程通常分为初装、精装和试验三个阶段，初装流程大致包括：分部组合（不装密封件）-试装对合-检测尺寸-修配调整-运动检测-拆卸清洗；精装流程大致包括：装密封件-分部精装-筒杆对合精装-检测尺寸；试验主要包括：检测气密-充填油气-磨合试验-高、低温试验-静压曲线试验等。

目前在起落架制造行业仍主要依靠技术工人采用简单的夹具和手工工具进行装配，通常是将缓冲器的两主要结构大件（外筒或活塞杆）之一固定在夹具上，分部组装后由人工抬举或吊车辅助进行对合装配，组装后再整体搬运到专用检验夹具上检测行程、长度、角度等技术指标，检测过程也主要依靠人工推拉活塞杆，采用普通检具量具进行测量，数字化水平低，工作中反复搬运工作量大，人工劳动强度大；装配时不能准确判断密封件入筒后是否完好，仅依靠操作人员的经验和感觉判断，时常造成后续气密检测不合格，甚至带缺陷交付。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种起落架组装和检测一体化设备，使得缓冲器可以在该一体化设备上组装和在线检测，提高装配和检测效率，并且使用数字化控制方法替代了人力，提高了装配的自动化水平，节约了人力成本，解决了上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种起落架组装和检测一体化设备，包括机械系统、测量系统和控制系统，所述机械系统包括底板、下工作台、立柱、滑块、上工作台和快换定位块；所述下工作台滑动安装在底板上，所述立柱固定安装在底板上，所述滑块通过丝杆结构连接到立柱正面，上工作台和滑块固定连接；所述下工作台上设置有快换定位块，用于实现夹具快速装卸；

所述测量系统包括拉压力传感器、位移传感器、光栅尺和数据处理器组成；所述拉压力传感器设置在滑块或上工作台上，位移传感器也设置在滑块或上工作台上，所述光栅尺设置在立柱上，可准确检测滑块上下移动的位置；另外，滑块正面下端还开有多个安装孔，用于安装夹具等，用于将带密封件的活塞、轴套等压入外筒内；所述拉压力传感器、位移传感器、光栅尺均和数据处理器电性连接，拉压力传感器、位移传感器和光栅尺采集到的数据上传给数据处理器进行数据处理；

所述控制系统包括依次电性连接的电机、运动控制器、PLC和上位机；所述电机固定在立柱上，电机控制上工作台和滑块的滑动，所述运动控制器用于控制电机，所述PLC向运动控制器下发控制信号，所述上位机用于向PLC下发控制信号和显示控制系统的状态。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述机械系统还包括下夹具J1、上夹具J2和中夹具J3，所述下夹具J1固定在立柱上，所述上夹具J2固定在上工作台，所述中夹具J3固定在滑块上。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述滑块和立柱连接的丝杆结构为：所述立柱上设置有丝杆和第一导轨，滑块上设置有套接在丝杆上的滚珠螺母，所述滑块套接在第一导轨上。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述上工作台和滑块通过T形支架连接，所述T形支架的顶面通过第一轴承结构连接滑块，所述T形支架的下端面通过第二轴承结构连接上工作台。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述第一轴承结构包括螺纹转轴和轴承，所述轴承套接在螺纹转轴上，所述螺纹转轴穿过轴承和T形支架的顶面，将T形支架固定到滑块上。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述第二轴承结构包括止推轴承、向心轴承和螺栓，所述止推轴承设置在T形支架的下端面表面，所述向心轴承设置在T形支架的下端面内，所述螺栓的螺栓心轴穿过止推轴承、向心轴承和上工作台，将上工作台固定在T形支架上。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述下工作台通过第二导轨连接到底板上，所述下工作台和底板之间还安装有导轨制动器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种起落架组装和检测一体化设备，使得缓冲器可以在该一体化设备上组装和在线检测，提高装配和检测效率，并且使用数字化控制方法替代了人力，提高了装配的自动化水平，节约了人力成本；

2.本发明所述的一种起落架组装和检测一体化设备，使用数字化设备检测缓冲器总长、行程、相对转角，提高检测准确性，避免人工记录数据；

3.本发明所述的一种起落架组装和检测一体化设备，通过数字化设备监测装配过程，通过上位机显示出来，可以判断密封件装配后是否完好；

4.本发明所述的一种起落架组装和检测一体化设备，多数部位可以通过导轨、丝杆等调节位置，可以适宜一定规格范围内多种缓冲器的装配。

附图说明

为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本发明的一体化设备结构示意图；

图2是本发明的一体化设备上端斜向上仰视视角示意图；

图3是本发明的一体化设备上端背面视角示意图；

图4是本发明的一体化设备的下工作台装配结构爆炸示意图；

图5是本发明的一体化设备下端结构示意图；

图6是本发明的一体化设备上工作台装配结构侧面视角示意图；

图7是本发明的前起落架支柱正面视角结构示意图；

图8是本发明的前起落架支柱侧面视角结构示意图；

图9是本发明的前起落架支柱俯视视角结构示意图；

图10是本发明的前起落架支柱内部缓冲器结构示意图；

图11是本发明的主起落架结构示意图；

图12是本发明的主起落架剖面结构示意图；

图13是本发明的主起落架俯视视角结构示意图；

图14是本发明的缓冲器组装及检测时组装完毕示意图；

图15是本发明的活塞安装示意图；

图16是本发明的柱塞杆安装示意图；

图17是本发明的下轴套安装入筒示意图；

图中，1-底板，2-导轨制动器，3-下工作台，4-立柱，5-光栅尺，6-滑块，7-上工作台，8-T形支架，9-丝杆，10-第一导轨，11-电机，12-拉压力传感器，13-滚珠螺母，14-快换定位块，15-第二导轨，16-位移传感器，17-螺栓，18-止推轴承，19-向心轴承，20-螺栓心轴，21-螺纹转轴，22-轴承。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图17对本发明作详细说明。

实施例1

一种起落架组装和检测一体化设备，如图1-图6，包括机械系统、测量系统和控制系统，所述机械系统包括底板1、下工作台3、立柱4、滑块6、上工作台7和快换定位块14；所述下工作台3滑动安装在底板1上，所述立柱4固定安装在底板1上，所述滑块6通过丝杆结构连接到立柱4正面，上工作台7和滑块6固定连接；所述下工作台3上设置有快换定位块14，用于实现夹具快速装卸；

所述测量系统包括拉压力传感器12、位移传感器16、光栅尺5和数据处理器组成；所述拉压力传感器12设置在滑块6或上工作台7上，位移传感器16也设置在滑块6或上工作台7上，所述光栅尺5设置在立柱4上，可准确检测滑块6上下移动的位置；另外，滑块6正面下端还开有多个安装孔，用于安装夹具等，用于将带密封件的活塞、轴套等压入外筒内；所述拉压力传感器12、位移传感器16、光栅尺5均和数据处理器电性连接，拉压力传感器12、位移传感器16和光栅尺5采集到的数据上传给数据处理器进行数据处理；

所述控制系统包括依次电性连接的电机11、运动控制器、PLC和上位机；所述电机11固定在立柱4上，电机11控制上工作台7和滑块6的滑动，所述运动控制器用于控制电机11，所述PLC向运动控制器下发控制信号，所述上位机用于向PLC下发控制信号和显示控制系统的状态。

工作原理：如图7-10，是本一体化设备能够进行安装的前起落架的结构示意图，如图11-13，是本一体化设备能够进行安装的主起落架的结构示意图，如图14-图17，是本一体化设备安装上缓冲器后的结构示意图，安装缓冲器时主要包括以下步骤：

步骤一、分部初装组合：暂不安装密封件，如图15-17，分别组装柱塞杆组件、活塞杆组件、转动接头组件等；

步骤二、将下工作台3拉出，将下工作台锁定；如图5所示快换定位块14装到下工作台3上；

步骤三、使用手工或吊车协助将缓冲器外筒装到上，用插销和半圆槽定位，卡箍夹紧；将未装密封件的柱塞杆组件装入外筒深孔内并拧紧下方固紧螺母，转动接头组件组件装到外筒上端外圆上；将活塞杆组件（未装密封件）装入外筒（手工或吊车协助），装上相关限位零件，拧紧螺帽；装上外部的上扭力臂和下扭力臂。

步骤四A、针对前起落架支柱：启动电机11驱动滑块6向上下移动，解除下工作台3锁定，推动下工作台3到适当位置，插上插销；启动伺服电机驱动滑块6上下运动，带动活塞杆沿外筒往复运动，设备自动记录缓冲器运动的阻力和上下死点坐标，上死点（活塞杆全伸出）坐标值即为缓冲器总长，上下死点差值即为缓冲器行程；在上死点位置，缓冲器内部凸轮啮合，带动活塞杆和上工作台7进行适应性转动，位移传感器16检测到上工作台7的转角数据，即测出活塞杆与外筒的相对转角；通过运动阻力的大小可判断运动是否灵活，如图14所示。

步骤四B、针对主起落架支柱：主起落架支柱活塞杆与外筒之间的转角通过铰接在一起的上扭力臂和下扭力臂确定，上工作台7进行适应性转动，位移传感器16检测到上工作台7的转角数据，即测出活塞杆与外筒的相对转角；启动伺服电机驱动滑块6上下运动，带动活塞杆沿外筒往复运动，设备自动记录缓冲器运动的阻力和上下死点坐标，上死点在活塞杆全伸出时的坐标值即为缓冲器总长，上下死点差值即为缓冲器行程；通过运动阻力的大小可判断运动是否灵活；

步骤五、根据步骤四的初装检测数据，设备生成初装检测报告；操作者根据报告判定故障原因，确定修配部位或排故方案；

步骤六、完全拧开缓冲器紧固螺母，启动伺服电机11驱动滑块6向上运动，直到活塞杆组件从外筒内全部拉出，拆卸后进行调整、修配、排故和清洗等工作；重复步骤四、五、六直到调整合格。

步骤七、将密封件装入所在零件的密封槽内，再分别组装柱塞杆组件、活塞杆组件；

步骤八、将下工作台3沿第二导轨15拉出以避免吊绳上工作台7干涉，按下锁紧按钮启动导轨制动器2将下工作台3锁定；使用手工或吊车协助将缓冲器外筒装上，用插销和半圆槽定位，卡箍夹紧；

步骤九、推动下工作台3使外筒锁紧；将已装密封件的柱塞杆组件和活塞放入外筒深孔内，直到活塞遇阻；启动伺服电机11驱动滑块6向下运动；继续压柱塞杆组件到深孔底部，拧紧柱塞螺帽；在此过程中拉压力传感器12实时监测柱塞杆和活塞上密封件入筒的压入力，可根据力的大小变化情况判定密封件在压入过程中是否损坏；柱塞杆装入方法如图15、16所示。

步骤十、使半圆压块张开避免阻挡活塞杆组件入筒路径；启动电机11驱动滑块6向下运动，使活塞杆组件上的上轴套、凸轮等依次进入外筒深孔内部；上轴套入筒后应松开下工作台3的制动器，保证装配无干涉；凸轮入筒后，可暂停滑块6移动，安装凸轮防转销（或止动键）；

步骤十一、继续移动滑块6，拉压力传感器12实时监测下轴套上密封件入筒时压入力，可根据力的大小变化情况可判定密封件在压入过程中是否损坏；下轴套安装到位后，向上回退滑块6，轴套装入方法如图17所示。

步骤十二、启动伺服电机11驱动滑块6上下运动，设备通过传感器检测运动阻力和运动位置，绘制出位置关于力的曲线图，计算出总长、行程、和转角；根据运动阻力大小及其变化，可部分判断缓冲器制造和装配质量；

步骤十三、通过数据处理系统和专用软件生成检测报告，检测工作完成。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，如图5，所述机械系统还包括下夹具J1、上夹具J2和中夹具J3，所述下夹具J1固定在立柱4上，所述上夹具J2固定在上工作台7，所述中夹具J3固定在滑块6上。

所述滑块6和立柱4连接的丝杆结构为：所述立柱4上设置有丝杆9和第一导轨10，滑块6上设置有套接在丝杆9上的滚珠螺母13，所述滑块6套接在第一导轨10上。

所述上工作台7和滑块6通过T形支架8连接，所述T形支架8的顶面通过第一轴承结构连接滑块6，所述T形支架8的下端面通过第二轴承结构连接上工作台7。

所述第一轴承结构包括螺纹转轴21和轴承22，所述轴承22套接在螺纹转轴21上，所述螺纹转轴21穿过轴承22和T形支架的顶面，将T形支架8固定到滑块6上。

所述第二轴承结构包括止推轴承18、向心轴承19和螺栓17，所述止推轴承18设置在T形支架8的下端面表面，所述向心轴承19设置在T形支架8的下端面内，所述螺栓17的螺栓心轴20穿过止推轴承18、向心轴承19和上工作台7，将上工作台7固定在T形支架8上。

所述下工作台3通过第二导轨15连接到底板1上，所述下工作台3和底板1之间还安装有导轨制动器2。

工作原理：如图7-10，是本一体化设备能够进行安装的前起落架的结构示意图，如图11-13，是本一体化设备能够进行安装的主起落架的结构示意图，如图14-图17，是本一体化设备安装上缓冲器后的结构示意图，安装缓冲器时主要包括以下步骤：

步骤一、分部初装组合：暂不安装密封件，如图15-17，分别组装柱塞杆组件、活塞杆组件、转动接头组件等；

步骤二、将下工作台3沿第二导轨15拉出，按下锁紧按钮将下工作台锁定；如图5所示将夹具J1通过快换定位块14装到下工作台3上，将夹具J2固定在上工作台7上，夹具J3固定在滑块6下部安装孔内固紧；

步骤三、使用手工或吊车协助将缓冲器外筒装到夹具J1上，用插销和半圆槽定位，卡箍夹紧；将未装密封件的柱塞杆组件装入外筒深孔内并拧紧下方固紧螺母，转动接头组件组件装到外筒上端外圆上；将活塞杆组件（未装密封件）装入外筒（手工或吊车协助），装上相关限位零件，拧紧螺帽；装上外部的上扭力臂和下扭力臂。

步骤四A、针对前起落架支柱：启动电机11驱动滑块6向上下移动，解除下工作台3锁定，推动下工作台3到适当位置，使夹具J2耳孔与活塞杆连接孔对齐，插上插销；启动伺服电机驱动滑块6上下运动，带动活塞杆沿外筒往复运动，设备自动记录缓冲器运动的阻力和上下死点坐标，上死点（活塞杆全伸出）坐标值即为缓冲器总长，上下死点差值即为缓冲器行程；在上死点位置，缓冲器内部凸轮啮合，带动活塞杆、夹具J2和上工作台7进行适应性转动，位移传感器16检测到上工作台7的转角数据，即测出活塞杆与外筒的相对转角；通过运动阻力的大小可判断运动是否灵活，如图14所示。

步骤四B、针对主起落架支柱：主起落架支柱活塞杆与外筒之间的转角通过铰接在一起的上扭力臂和下扭力臂确定，在活塞杆上的轮轴与夹具J2定位固定式，上工作台7进行适应性转动，位移传感器16检测到上工作台7的转角数据，即测出活塞杆与外筒的相对转角；启动伺服电机驱动滑块6上下运动，带动活塞杆沿外筒往复运动，设备自动记录缓冲器运动的阻力和上下死点坐标，上死点在活塞杆全伸出时的坐标值即为缓冲器总长，上下死点差值即为缓冲器行程；通过运动阻力的大小可判断运动是否灵活；

步骤五、根据步骤四的初装检测数据，设备生成初装检测报告；操作者根据报告判定故障原因，确定修配部位或排故方案；

步骤六、完全拧开缓冲器紧固螺母，启动伺服电机11驱动滑块6向上运动，直到活塞杆组件从外筒内全部拉出，拆卸后进行调整、修配、排故和清洗等工作；重复步骤四、五、六直到调整合格。

步骤七、将密封件装入所在零件的密封槽内，再分别组装柱塞杆组件、活塞杆组件；

步骤八、将下工作台3沿第二导轨15拉出以避免吊绳上工作台7干涉，按下锁紧按钮启动导轨制动器2将下工作台3锁定；使用手工或吊车协助将缓冲器外筒装到夹具J1上，用插销和半圆槽定位，卡箍夹紧；

步骤九、将夹具J3装到滑块6下部对称中心位置；推动下工作台3使外筒对准夹具J3中心并锁紧；将已装密封件的柱塞杆组件和活塞放入外筒深孔内，直到活塞遇阻；启动伺服电机11驱动滑块6向下运动，直到夹具J3将活塞压入深孔内；装上夹具J2的压杆，继续压柱塞杆组件到深孔底部，拧紧柱塞螺帽；在此过程中拉压力传感器12实时监测柱塞杆和活塞上密封件入筒的压入力，可根据力的大小变化情况判定密封件在压入过程中是否损坏；柱塞杆装入方法如图15、16所示。

步骤十、取下夹具J2上的压杆，拔下夹具J3上两半圆压块的定位插销，使半圆压块张开避免阻挡活塞杆组件入筒路径；将用插销将活塞杆组件装到专用夹具J2上，使活塞杆对准外筒深孔，启动伺服电机11驱动滑块6向下运动，使活塞杆组件上的上轴套、凸轮等依次进入外筒深孔内部；上轴套入筒后应松开下工作台3的制动器，保证装配无干涉；凸轮入筒后，可暂停滑块6移动，安装凸轮防转销（或止动键）；

步骤十一、闭合夹具J3的两半圆压块，使其位于下轴套和压紧螺帽之间，并插上插销；继续移动滑块6，夹具J3将下轴套压入外筒孔内，拉压力传感器12实时监测下轴套上密封件入筒时压入力，可根据力的大小变化情况可判定密封件在压入过程中是否损坏；下轴套安装到位后，向上回退滑块6，退出夹具J3，张开两半圆压块，拧紧螺帽，完成缓冲器组装；轴套装入方法如图17所示。

步骤十二、启动伺服电机11驱动滑块6上下运动，设备通过传感器检测运动阻力和运动位置，绘制出位置关于力的曲线图，计算出总长、行程、和转角；根据运动阻力大小及其变化，可部分判断缓冲器制造和装配质量；

步骤十三、通过数据处理系统和专用软件生成检测报告，检测工作完成。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种起落架组装和检测一体化设备，包括机械系统、测量系统和控制系统，其特征在于：所述机械系统包括底板（1）、下工作台（3）、立柱（4）、滑块（6）、上工作台（7）和快换定位块（14）；所述下工作台（3）滑动安装在底板（1）上，所述立柱（4）固定安装在底板（1）上，所述滑块（6）通过丝杆结构连接到立柱（4）正面，上工作台（7）和滑块（6）固定连接；所述下工作台（3）上设置有快换定位块（14）；

所述测量系统包括拉压力传感器（12）、位移传感器（16）、光栅尺（5）和数据处理器组成；所述拉压力传感器（12）设置在滑块（6）或上工作台（7）上，位移传感器（16）也设置在滑块（6）或上工作台（7）上，所述光栅尺（5）设置在立柱（4）上；所述拉压力传感器（12）、位移传感器（16）、光栅尺（5）均和数据处理器电性连接，拉压力传感器（12）、位移传感器（16）和光栅尺（5）采集到的数据上传给数据处理器进行数据处理；

所述控制系统包括依次电性连接的电机（11）、运动控制器、PLC和上位机；所述电机（11）固定在立柱（4）上，电机（11）控制上工作台（7）和滑块（6）的滑动，所述运动控制器用于控制电机（11），所述PLC向运动控制器下发控制信号，所述上位机用于向PLC下发控制信号和显示控制系统的状态。

2.根据权利要求1所述的一种起落架组装和检测一体化设备，其特征在于：所述机械系统还包括下夹具（J1）、上夹具（J2）和中夹具（J3），所述下夹具（J1）固定在立柱（4）上，所述上夹具（J2）固定在上工作台（7），所述中夹具（J3）固定在滑块（6）上。

3.根据权利要求1所述的一种起落架组装和检测一体化设备，其特征在于：所述滑块（6）和立柱（4）连接的丝杆结构为：所述立柱（4）上设置有丝杆（9）和第一导轨（10），滑块（6）上设置有套接在丝杆（9）上的滚珠螺母（13），所述滑块（6）套接在第一导轨（10）上。

4.根据权利要求1所述的一种起落架组装和检测一体化设备，其特征在于：所述上工作台（7）和滑块（6）通过T形支架（8）连接，所述T形支架（8）的顶面通过第一轴承结构连接滑块（6），所述T形支架（8）的下端面通过第二轴承结构连接上工作台（7）。

5.根据权利要求4所述的一种起落架组装和检测一体化设备，其特征在于：所述第一轴承结构包括螺纹转轴（21）和轴承（22），所述轴承（22）套接在螺纹转轴（21）上，所述螺纹转轴（21）穿过轴承（22）和T形支架的顶面，将T形支架（8）固定到滑块（6）上。

6.根据权利要求4所述的一种起落架组装和检测一体化设备，其特征在于：所述第二轴承结构包括止推轴承（18）、向心轴承（19）和螺栓（17），所述止推轴承（18）设置在T形支架（8）的下端面表面，所述向心轴承（19）设置在T形支架（8）的下端面内，所述螺栓（17）的螺栓心轴（20）穿过止推轴承（18）、向心轴承（19）和上工作台（7），将上工作台（7）固定在T形支架（8）上。

7.根据权利要求1所述的一种起落架组装和检测一体化设备，其特征在于：所述下工作台（3）通过第二导轨（15）连接到底板（1）上，所述下工作台（3）和底板（1）之间还安装有导轨制动器（2）。

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