CN113941809A - 一种大型薄壁自动压紧装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型薄壁自动压紧装置，涉及组合夹具技术领域。该自动压紧装置包括：安装平台，所述安装平台采用下型面加定位销的方式对翼面工件进行底面和两侧的定位；骨架周圈压紧部分，所述骨架周圈压紧部分采用杠杆夹紧气缸配合气缸压块压紧翼面工件的骨架的周圈；蒙皮内部筋压紧部分，所述蒙皮内部筋压紧部分采用气动夹钳气缸配合压块组件压紧翼面工件的蒙皮的内部筋。本发明采用气动夹钳气缸和旋转气缸联合工作，实现气动同步开合压紧翼面蒙皮，极大提高工作效率，适用于翼面工件批量化生产压紧。

Description

一种大型薄壁自动压紧装置及方法

技术领域

本发明涉及组合夹具技术领域，尤其涉及一种大型薄壁自动压紧装置及方法。

背景技术

目前，厂内焊接夹具多为非标工艺装备，自动化程度较低，随着规模化生产的迫切需求，需要对生产现场的一些手工工序占比大的生产环节及手工工序质量不稳定的环节进行梳理并改造提升。

某典型翼面类产品的制造生产流程中，翼前段与后段在工装上的装配全为手工操作，以翼前段为例，某工装压紧蒙皮，焊接蒙皮和骨架，蒙皮长1500mm，宽400mm，厚度在1mm左右，压力过大会使蒙皮变形，压力过小压紧力不足，又会使焊接不牢，工装近40组压板需手动螺栓拧紧，同时蒙皮与骨架之间在装配后，为保证蒙皮与骨架之间的贴合，目前为钳工人员采用手动按压的方式进行焊接压紧，压紧力不能定量保证，压紧效率也较低，因此，迫切需要改进对现有焊接工装进行优化，实现自动化压紧，保证压紧力均衡，提高蒙皮和骨架焊接质量，提高压紧工作效率。

发明内容

针对现有技术中存在的技术缺陷或者不足，本方提供一种大型薄壁自动压紧装置及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种大型薄壁自动压紧装置，所述自动压紧装置用于压紧翼面工件，所述翼面工件包括蒙皮和骨架，所述自动压紧装置包括：

安装平台，所述安装平台采用下型面加定位销的方式对翼面工件进行底面和两侧的定位；

骨架周圈压紧部分，所述骨架周圈压紧部分采用杠杆夹紧气缸配合气缸压块压紧翼面工件的骨架的周圈；

蒙皮内部筋压紧部分，所述蒙皮内部筋压紧部分采用气动夹钳气缸配合压块组件压紧翼面工件的蒙皮的内部筋。

进一步地，通过所述安装平台采用下型面加定位销的方式对翼面工件进行底面和两侧的定位后，翼面工件的上表面蒙皮处于水平位置。

进一步地，所述骨架周圈压紧部分包括杠杆夹紧气缸和气缸压块，所述杠杆夹紧气缸以杠杆的方式推动气缸压块俯仰压紧翼面工件。

进一步地，所述蒙皮内部筋压紧部分包括气动夹钳气缸和压块组件。

进一步地，所述压块组件包括滑动槽、移动球杆、弹簧、多块仿形压板、调节螺母。

进一步地，仿形压板上设有球头与移动球杆球形套配合，移动球杆球形套下方有仿形卡环，用于固定仿形压板的球头，使球头能在球形套中转动但又不会脱落；弹簧套在移动球杆上，并顶在滑动槽的下方，中间隔有垫片，移动球杆穿过滑动槽，利用调节螺母拧紧锁死。

进一步地，仿形压板的形状能够避让蒙皮上的焊接点，蒙皮上的焊接点周围避让距离单边约为5mm，分布按压翼面工件的不同区域。

进一步地，所述蒙皮内部筋压紧部分，能够通过在气动夹钳气缸的滑动槽内滑动压块组件，从而调节仿形压块所压蒙皮的位置。

进一步地，气动夹钳气缸设有自锁结构，自锁结构在气缸断气后，能够通过自锁结构锁紧工件，防止翼面工件移动。

根据本发明的第二方面，提供一种大型薄壁自动压紧方法，所述自动压紧方法包括：

使自动压紧装置上所有气缸处于松开状态；

将翼面工件放入所述自动压紧装置；

翼面工件装入到位后，骨架周圈压紧部分的杠杆夹紧气缸压紧翼面工件的骨架周圈，压紧后进行内部蒙皮与骨架筋的定位连续焊接，直至所有焊缝按顺序定位焊接完成；

定位焊接完成后，蒙皮内部筋压紧部分的气动夹钳气缸松开，杠杆夹紧气缸继续压紧，焊接机械臂进行所有焊缝的满焊，直至全部焊接完成；

气动夹钳气缸打开，操作在合适的位置将翼面工件取出。

本发明的有益效果

1、本发明采用气动夹钳气缸和旋转气缸联合工作，实现气动同步开合压紧翼面蒙皮，极大提高工作效率，适用于此系列翼面批量化生产压紧。

2、本发明的各部分压块形状随翼面焊点分布随型调整，保证足够的按压接触面积，使压力相对分散；压块组件，能够根据蒙皮贴合情况进行自适应调整，有效避免了压紧力过大会使蒙皮变形，压力过小压紧力不足，又会使焊接不牢的问题，提高了焊接质量。

附图说明

图1是本发明大型薄壁自动压紧装置俯视图；

图2是本发明气动夹钳气缸及压块组件结构正视图；

图3是本发明杠杆夹紧气缸结构正视图；

图4是本发明压块组件结构局部放大图；

图5是本发明翼面结构简化示意图。

图中，1-气动夹钳气缸；2-滑动槽；3-移动球杆；4-弹簧；5-仿形压板；6-调节螺母；10-气缸压块；12-杠杆夹紧气缸；30-翼面示意图；31-焊点；32-蒙皮；33-安装平台；34-翼面骨架；40-压块组件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下结合附图对本发明的具体实施例作详细说明。

根据本发明的大型薄壁自动压紧装置，包括安装平台、骨架周圈压紧部分及蒙皮内部筋压紧部分。安装平台采用下型面加定位销的方式对工件进行底面和两侧的定位；骨架周圈压紧部分采用杠杆夹紧气缸配合压块组件压紧工件，蒙皮内部筋压紧部分采用气动夹钳气缸配合压块组件压紧工件。

杠杆夹紧气缸能够实现杠杆气缸压块俯仰压紧工件；气动夹钳气缸设有自锁结构，自锁结构在气缸断气后，可通过自锁结构锁紧工件，防止工件移动。

压块组件，采用球形弹簧压紧的方式，能够根据蒙皮贴合情况进行360度自适应调整。仿形压板有不同的形状，压板外形避让焊接点，焊接点周围避让距离5mm左右，随翼面产品焊点的排布顺序，分布按压翼面产品不同区域。

压紧装置采用气动控制，实现周圈气缸一键式压紧和打开，可微调或者自动调节压力，压紧力可调节。

实施例

参见图1～图5，一种大型薄壁自动压紧装置，所述大型薄壁自动压紧装置包括分为安装平台33、骨架周圈压紧部分及蒙皮内部筋压紧部分。骨架周圈压紧部分包括杠杆夹紧气缸12和气缸压块10，蒙皮内部筋压紧部分包括动夹钳气缸1和压块组件40；

所述安装平台33采用下型面加定位销的方式对产品进行底面和两侧的定位，使工件上表面蒙皮处于水平位置；

所述骨架周圈压紧部分采用杠杆夹紧气缸12和气缸压块10压紧工件，杠杆夹紧气缸12以杠杆的方式推动气缸压块10俯仰压紧工件；蒙皮内部筋压紧部分采用气动夹钳气缸1配合压块组件40压紧工件，蒙皮内部筋压紧部分可调节压块组件40在气动夹钳气缸1滑动槽2的位置，从而调节仿形压块5所压翼面蒙皮32的位置。气动夹钳气缸1设有自锁结构，自锁结构在气缸断气后，可通过自锁结构锁紧工件，防止工件移动。

所述压块组件包括滑动槽2、移动球杆3、弹簧4、仿形压块5、调节螺母6。仿形压板5有不同形状，压板不同形状为了避让蒙皮焊接点，焊接点周围避让距离单边5mm左右，分布按压翼面不同区域。每块仿形压板上都有球头与移动球杆球形套配合，球形套下方有仿形压板的球头的仿形卡环(图中未画出)固定球头，使球头能在球形套中转动但又不会脱落；弹簧4套在移动球杆3上，使仿形压板在压紧蒙皮32时，有缓冲的作用；弹簧4顶在滑动槽2的下方，中间隔有垫片，移动球杆3穿过滑动槽2，用调节螺母6拧紧锁死。采用球形弹簧压紧的方式，能够根据蒙皮贴合情况进行360度自适应调整。

图5所示为翼面结构简化示意图，所述翼面包括蒙皮32和骨架34，焊点31不规则线性分布在翼面蒙皮32上。

具体操作步骤：翼面工件安装前，大型薄壁自动压紧装置上所有气缸处于松开状态，此时操作者从一侧将工件放入自动压紧装置；翼面装入到位后，杠杆夹紧气缸12先压紧工件骨架34周圈，压紧后进行产品内部蒙皮32与骨架34筋的定位连续焊接，直至所有焊缝按顺序定位焊接完成。定位焊接完成后，气动夹钳气缸1松开，翼面骨架34周围杠杆夹紧气缸继续压紧，焊接机械臂进行所有焊缝的满焊，直至全部焊接焊接完成，工件骨架周圈气动夹钳气缸打开，操作在合适的位置将翼面工件取出。

由此，本发明改进传统的压板、压筋形式，采用气缸与型面压紧机构结合的形式，将能够实现精确定位的快卸夹钳与气缸连接起来，形成一种可快速夹紧的气动夹钳装置，即能实现快速加紧的功能，又具备快卸夹钳的自锁能力，充气后压紧装置工作，对产品进行夹紧后，装置完全自锁，不再受外界气压降的影响，有效的保证了装夹的稳定性及操作安全性。

另外，本发明改进传统的小压板加螺栓形式，采用气动夹钳气缸压紧装置及旋转气缸压紧装置联合工作，通过阀体将所有气动压紧装置的气路连接为一体，仅有一个进气开关控制所有压紧装置，一键式操作，即可实现所有蒙皮压紧装置的气动同步开合，极大的提高了工作效率，可适用及推广至所有翼面的批量化生产的压紧。同时促进了工艺布局的优化，由原本的单件生产，变为两件交叉同时焊接。具体可参见表1示出对比效果。

表1

此外，本发明采用球头球窝配合及弹簧预紧力调节的形式，根据产品的不同部位的角度偏差，球头在球窝内可实现360°旋转，压块组件能够根据产品蒙皮的型面形状进行自适应调整以实现大面积的贴合；同时弹簧预紧力的调整，避免了直接的刚性接触，缓解薄蒙皮表面的压紧力，有效避免了压紧力过大导致蒙皮变形，也防止因压力过小压紧力不足，导致的产品贴合不实造成焊接不牢或焊接不到一起的现象，有效保证了产品的焊接质量。

同时，本发明改进后的各部分压块形状随翼面焊点分布随型调整，保证足够的按压接触面积，使压紧张力相对分散，不会出现应力集中的现象，减小了局部的变形量，防止因为工艺装备造成的焊接质量隐患。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种大型薄壁自动压紧装置，其特征在于，所述自动压紧装置用于压紧翼面工件，所述翼面工件包括蒙皮和骨架，所述自动压紧装置包括：

安装平台，所述安装平台采用下型面加定位销的方式对翼面工件进行底面和两侧的定位；

骨架周圈压紧部分，所述骨架周圈压紧部分采用杠杆夹紧气缸配合气缸压块压紧翼面工件的骨架的周圈；

蒙皮内部筋压紧部分，所述蒙皮压紧部分采用气动夹钳与气缸组合，配合压块组件压紧翼面工件的蒙皮对应内部筋的位置。

2.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，通过所述安装平台采用下型面加定位销的方式对翼面工件进行底面和两侧的定位后，翼面工件的上表面蒙皮处于水平位置。

3.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，所述骨架周圈压紧部分包括杠杆夹紧气缸和气缸压块，所述杠杆夹紧气缸以杠杆的方式推动气缸压块俯仰压紧翼面工件。

4.根据权利要求1所述的自动压紧装置，其特征在于，所述蒙皮内部筋压紧部分包括气动夹钳、气缸和压块组件。

5.根据权利要求4所述的自动压紧装置，其特征在于，所述压块组件包括滑动槽、移动球杆、弹簧、多块仿形压板、调节螺母。

6.根据权利要求5所述的自动压紧装置，其特征在于，仿形压板上设有球头与移动球杆球形套配合，移动球杆球形套下方有仿形卡环，用于固定仿形压板的球头，使球头能在球形套中转动但又不会脱落；弹簧套在移动球杆上，并顶在滑动槽的下方，中间隔有垫片，移动球杆穿过滑动槽，利用调节螺母拧紧锁死。

7.根据权利要求5所述的自动压紧装置，其特征在于，仿形压板的形状能够避让蒙皮上的焊接点，蒙皮上的焊接点周围避让距离单边约为5mm，分布按压翼面工件的不同区域。

8.根据权利要求4所述的自动压紧装置，其特征在于，所述蒙皮压紧部分，通过在气动夹钳气缸的滑动槽内滑动以调节仿形压块的位置，以控制压块的压紧力以及产品压后的变形量在合适的范围内。

9.根据权利要求4所述的自动压紧装置，其特征在于，气动夹钳气缸设有自锁结构，自锁结构在气缸断气后，能够通过自锁结构锁紧工件，防止翼面工件移动。

10.一种大型薄壁自动压紧方法，其特征在于，所述自动压紧方法基于权利要求1至9中任一项所述的自动压紧装置进行操作，所述自动压紧方法包括：

使自动压紧装置上所有气缸处于松开状态；

将翼面工件放入所述自动压紧装置；

翼面工件装入到位后，骨架周圈压紧部分的杠杆夹紧气缸压紧翼面工件的骨架周圈，蒙皮压紧气缸组件压紧翼面工件的内部蒙皮，全部压紧后进行内部蒙皮与骨架筋的定位连续焊接，直至所有焊缝按顺序定位焊接完成；

定位焊接完成后，蒙皮内部筋压紧部分的气动夹钳气缸松开，杠杆夹紧气缸继续压紧，焊接机械臂进行所有焊缝的满焊，直至全部焊接完成；

气动夹钳气缸打开，操作在合适的位置将翼面工件取出。

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