CN112977872B - 一种用于进气道安装的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于进气道安装的装置，包括升降放置车、进气道固持架和六自由度机械臂；基于用于进气道安装装置的方法，步骤如下：将待安装进气道放置于升降放置车上，连接待安装进气道与进气道固持架；飞机翼身装配的操作平台向后撤退，操作平台上的伸缩板收回，预留升降放置车的工作空间；将升降放置车置于机械臂下方，升起进气道放置平台至所述操作平台的二层平台高度；操作六自由度机械臂抓取进气道固持架并调整进气道至理论竖直位置；所述操作平台运行将进气道置于安装工位，拆除进气道固持架，进行进气道与飞机翼身的壁板骨架的安装。本发明可以实现飞机复材整体进气道的安装，满足安装精度要求；配合传统装配站位使用，自动化程度高。

Description

一种用于进气道安装的装置及方法

技术领域

本发明涉及飞机数字化装配领域，特别是涉及一种用于进气道安装的装置及方法。

背景技术

在飞机翼身装配中，进气道安装是重要的环节之一。传统的进气道由进气道蒙皮、纵向加强件、加强环框和带板等零件组成，相应的安装方法及设备已经较为成熟，但传统的进气道的性能已经无法满足目前飞机的要求，以复合材料制造的整体式进气道性能相比于传统进气道更强，但对安装也提出了更高的要求。

现阶段对于飞机复材整体进气道的安装方法，需满足在安装精度、安装效率的前提下，辅助复材整体进气道的拆装工作；在飞机翼身装配中，可以同时兼顾左右两个复材整体进气道的安装。

公开号为CN109465791B的说明书公开了一种直升机进气道组件装配型架，装配型架包括：底座框架、连接法兰、安装支座、第一滑块、第二滑块、第三滑块、滑块安装座、第一蒙皮定位检测块和第二蒙皮定位检测块，连接法兰与进气道的发动机对接端面相配合，安装支座配合于进气道的左连接角盒、右连接角盒的装机位置，第一滑块、第二滑块和第三滑块具有与进气道进气端第一位置、进气端第二位置、进气端第三位置曲率相同的支撑面以支撑进气道，滑块安装座可相对滑动以调整支撑平面的半径，第一蒙皮定位检测块、第二蒙皮定位检测块具有与进气道蒙皮第一位置和第二位置外形相匹配的外形。该发明主要针对于直升机进气道的装配，由于其进气道尺寸较小，故采用装配型架进行进气道的安装，但如进气道尺寸较大时该装配型架将不再适用。

公开号为CN208842637U的说明书公开了一种带中心锥体的小直径进气道结构，包括中心锥、整流叶片、进气道蒙皮与隔框，进气道直径小，属于一种复杂小直径进气道结构。通过采用将中心锥结构合理分段、整流叶片组件整体机加制造与依靠定位孔装配定位；中心锥中部细长回转体零件分段制造和带防松措施的螺接连接，并靠前后整流叶片组件安装限位；蒙皮上下分段，在进气道外侧通过L型连接件机械连接组合成整体等方式该发明主要针对铣孔，特别是先偏心后倾角铣孔和先倾角后偏心铣孔的加工。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种用于进气道安装的装置，实现了在自动化装配生产线的各个传统装配站位的使用，同时也兼顾了左右两个复材整体进气道的安装工作。

一种用于进气道安装的装置，包括：

升降放置车，与装配工装、栈桥相兼容，用于运输进气道及对进气道进行自动上下架；

进气道固持架，用于进气道的固持，包括吸盘组件、与吸盘组件连接的吸盘安装架、抓取骨架和设于抓取骨架上端的机械臂抓取座，所述吸盘安装架与所述抓取骨架的下端连接；

六自由度机械臂，与所述机械臂抓取座相配合，用于进气道的取置。

所述升降放置车包括设有脚轮和把手的车体、各端部均设有滑块的交叉腿和升降放置板；所述车体和升降放置板均设有与交叉腿的端部的滑块相配合的滑槽，所述升降放置板上设有若干个V形支撑块，所述V形支撑块的上端与进气道相抵。设置V形支撑块与进气道相配合，方便进气道的取置，同时也使进气道在运输过程更为稳固。

优选地，所述升降放置车通过蓄电池和液压缸的配合进行上下架驱动，所述蓄电池和液压缸的配合工作噪声小，且无需厂房独立供电。

所述的吸盘组件包括真空吸盘安装座、球关节、可调节螺杆和真空吸盘；所述真空吸盘置于可调节螺杆的上端，可调螺杆的下端通过球关节与真空吸盘安装座连接；采用球关节和可调节螺杆保证了真空吸盘与复材进气道表面的高度贴合。

优选地，所述的吸盘组件还包括真空泵、保压装置、报警装置与压力测量装置，保证自适应吸盘数目可调和吸附力可调，实现了复材进气道的稳定抓取。

优选地，所述的抓取骨架上设有限位件，吸盘安装架通过限位件固定于抓取骨架的下端，所述的吸盘安装架根据进气道的上下端面以及进气道的外形进行设计，通过限位件的定位，使得吸盘安装架与抓取骨架的连接耗时短，定位精度高。

所述吸盘安装架的下端连接有束带，所述束带在六自由度机械臂抓取、旋转以及调姿进气道时起到辅助保护进气道的作用，所述束带不仅可以保证连接稳定可靠，还不会损伤进气道。

所述六自由度机械臂包括夹具和机械助力臂，所述夹具固定于机械助力臂的端面，所述夹具采用常闭式气动锁紧法兰，保证与机械臂抓取底座的稳定连接。

所述机械助力臂设有若干个回转关节，所述各个回转关节处均设有刹车装置，回转关节的设置实现了广域范围内的产品取置，刹车装置可以防止六自由度机械臂在闲置状态下的偏移。

本发明还提供了基于所述用于进气道安装装置的方法，该用于进气道安装的方法适用于复材整体进气道，提高了飞机翼身装配的安装精度和安装效率。

一种用于进气道安装的方法，包括如下步骤：

(1)将待安装进气道放置于升降放置车上，连接待安装进气道与进气道固持架；

(2)飞机翼身装配的操作平台向后撤退，所述操作平台上的伸缩板收回，预留升降放置车的工作空间；

(3)将升降放置车置于机械臂下方，升起进气道放置平台至所述操作平台的二层平台高度；

(4)操作六自由度机械臂抓取进气道固持架并调整进气道至理论竖直位置；

(5)所述操作平台运行将进气道置于安装工位，拆除进气道固持架，进行进气道与飞机翼身的壁板骨架的安装。

本发明相比现有技术，优点在于：

1)实现飞机复材整体进气道的安装，满足了安装精度要求；

2)可以配合传统装配站位使用，自动化程度高，兼容性强且工作效率高；

3)与进气道采用柔性连接，可以针对对不同产品进行调姿安装。

附图说明

图1为本发明实施例升降放置车的结构示意图；

图2为本发明实施例进气道固持架的结构示意图；

图3为本发明实施例六自由度机械臂的结构示意图；

图4为图2所示的吸盘组件的结构示意图。

具体实施方式

用于进气道安装的装置，包括：

升降放置车1，如图1所示，与装配工装、栈桥相兼容，用于运输进气道及对进气道进行自动上下架；

进气道固持架5，如图2所示，用于进气道的固持，包括吸盘组件9、与吸盘组件9连接的吸盘安装架8、抓取骨架7和设于抓取骨架7的上端的机械臂抓取座6，吸盘安装架8与所述抓取骨架7的下端连接；

六自由度机械臂11，如图3所示，与机械臂抓取座6相配合，用于进气道的取置。

升降放置车1包括固定有脚轮和把手的车体2、交叉腿3、升降放置板4、蓄电池和液压缸。车体2的两侧内壁和升降放置板4的底端两边均设有滑槽，交叉腿3包括两组相互铰接的交叉连杆和连接于两组交叉连杆之间的五个加强杆，交叉腿3的端面均铰接有滑块，滑块与滑槽配合连接。升降放置板4上固定有五个V形支撑块，V形支撑块的上端弧面根据进气道的不同框圆外形进行设计。车体2的四角处固定有脚轮，车体2外壁两侧垂直于滑槽方向固定有把手。升降放置车1通过蓄电池和液压缸的配合进行上下架驱动，蓄电池和液压缸的配合工作噪声小，且无需厂房独立供电。

如图4所示，吸盘组件9包括真空吸盘安装座14、球关节15、可调节螺杆16、真空吸盘17、真空泵、保压装置、报警装置与压力测量装置。真空吸盘17置于可调节螺杆16的上端，可调螺杆的下端通过球关节15与真空吸盘安装座14连接；采用球关节15和可调节螺杆16保证了真空吸盘17与复材进气道表面的高度贴合。

抓取骨架7的两端对称设有限位件，吸盘安装架8通过限位件的定位固定于抓取骨架7的下端，吸盘安装架8根据进气道的上下端面以及进气道的不同框圆外形进行设计，通过限位件的定位，使得吸盘安装架8与抓取骨架7的连接耗时短，定位精度高。

吸盘安装架8的下端连接有束带10，束带10两端设有可以调节长度的卡扣，束带10在六自由度机械臂11抓取、旋转以及调姿进气道时可以起到辅助保护进气道的作用，束带10不仅可以保证连接稳定可靠，还不会损伤进气道。

六自由度机械臂11包括夹具12和机械助力臂13，夹具12固定于机械助力臂13的端面，夹具12采用常闭式气动锁紧法兰，保证与机械臂抓取底座的稳定连接。

机械助力臂13设有五个回转关节，还依次设有沿X轴、Z轴和Y轴运动的滑轨，保证了机械助力臂13可以沿X轴、Z轴和Y轴进行直线运动调节，回转关节的设置实现了广域范围内的产品取置，各个回转关节处均设有刹车装置，刹车装置可以防止六自由度机械臂11在闲置状态下的偏移。

基于本实施例用于进气道安装的装置的方法，具体步骤如下：

(a).将待安装的复材整体进气道放置于升降放置车1上；

(b).将待安装进气道与进气道固持架5连接，调节吸盘组件9，系紧束带10；

(c).飞机翼身装配的操作平台向后撤退，操作平台上的伸缩板收回，预留升降放置车1的工作空间；

(d).将升降放置车1推至位于自动装配生产线上的六自由度机械臂11下方，操作升起升降放置车1的升降放置板4，将进气道送至飞机翼身装配的操作平台的二层平台高度；

(e).人工操作六自由度机械臂11，使用夹具12抓取进气道固持架5上的机械臂抓取座6；

(f).人工操作六自由度机械臂11调整进气道的位姿，直至调节至理论竖直位置；

(g).操作平台将进气道推至壁板骨架指定位置，安装复材整体进气道；

(h).人工解开束带10，取下进气道固持架5；

(i).将升降放置车1推离自动装配生产线，完成复材整体进气道的安装工作。

Claims (10)

1.一种用于进气道安装的装置，其特征在于，包括：

升降放置车(1)，与装配工装、栈桥相兼容，用于运输进气道及对进气道进行自动上下架；

进气道固持架(5)，用于进气道的固持，包括吸盘组件(9)、与吸盘组件(9)连接的吸盘安装架(8)、抓取骨架(7)和设于抓取骨架(7)上端的机械臂抓取座(6)，所述吸盘安装架(8)与所述抓取骨架(7)的下端连接；

六自由度机械臂(11)，与所述机械臂抓取座(6)相配合，用于进气道的取置。

2.根据权利要求1所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述升降放置车(1)包括设有脚轮和把手的车体(2)、各端部均设有滑块的交叉腿(3)和升降放置板(4)；所述车体(2)和升降放置板(4)均设有与交叉腿(3)的端部的滑块相配合的滑槽，所述升降放置板(4)上设有若干个V形支撑块，所述V形支撑块的上端与进气道相抵。

3.根据权利要求1所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述升降放置车(1)通过蓄电池和液压缸的配合进行上下架驱动。

4.根据权利要求1所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述的吸盘组件(9)包括真空吸盘安装座(14)、球关节(15)、可调节螺杆(16)和真空吸盘(17)；所述真空吸盘(17)置于可调节螺杆(16)的上端，可调节螺杆的下端通过球关节(15)与真空吸盘安装座(14)连接。

5.根据权利要求4所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述的吸盘组件(9)还包括真空泵、保压装置、报警装置与压力测量装置。

6.根据权利要求1所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述的抓取骨架(7)上设有限位件，吸盘安装架(8)通过限位件固定于抓取骨架(7)的下端，所述的吸盘安装架(8)根据进气道的上下端面以及进气道的外形进行设计。

7.根据权利要求1所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述吸盘安装架(8)的下端连接有束带(10)。

8.根据权利要求1所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述六自由度机械臂(11)包括夹具(12)和机械助力臂(13)，所述夹具(12)固定于机械助力臂(13)的端面，所述夹具(12)采用常闭式气动锁紧法兰。

9.根据权利要求8所述的用于进气道安装的装置，其特征在于：所述机械助力臂(13)设有若干个回转关节，所述各个回转关节处均设有刹车装置。

10.一种权利要求1～9任一用于进气道安装的装置所采用的用于进气道安装的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(I)将待安装进气道放置于升降放置车(1)上，连接待安装进气道与进气道固持架(5)；

(II)飞机翼身装配的操作平台向后撤退，所述操作平台上的伸缩板收回，预留升降放置车(1)的工作空间；

(III)将升降放置车(1)置于机械臂下方，升起进气道放置平台至所述操作平台的二层平台高度；

(IV)操作六自由度机械臂(11)抓取进气道固持架(5)并调整进气道至理论竖直位置；

(V)所述操作平台运行将进气道置于安装工位，拆除进气道固持架(5)，进行进气道与飞机翼身的壁板骨架的安装。

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