CN116060785A - 一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置 - Google Patents

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CN116060785A CN202310060536.1A CN202310060536A CN116060785A CN 116060785 A CN116060785 A CN 116060785A CN 202310060536 A CN202310060536 A CN 202310060536A CN 116060785 A CN116060785 A CN 116060785A
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Abstract

本申请属于飞机蒙皮制造技术领域，为一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置，包括蒙皮柔性夹持装置、龙门式五轴装置、W轴随动装置、激光切割及测量装置和控制系统；对待刻型蒙皮进行化铣时，控制系统按照设定程序，控制夹持单元和定位单元将待刻型蒙皮精准固定到蒙皮柔性夹持装置的设定位置，而后控制系统控制龙门式五轴装置工作，带动W轴随动装置、激光切割及测量装置移动至初始刻型位置，激光切割及测量装置内的激光发生器发生激光，经过W轴随动装置后射出激光至可刻型蒙皮上，直至完成第一个位置的刻型；而后控制系统按照设定程序控制龙门式五轴装置再次工作，如此反复，直至完成全部的刻型，结构配合高效、控制稳定。

Description

一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置
技术领域
本申请属于飞机蒙皮制造技术领域，特别涉及一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置。
背景技术
飞机蒙皮化铣工艺是大幅减轻飞机整体重量，提升飞机整体性能的重要技术之一。其中，保护胶刻型是化铣流程中最核心的步骤，往往采用手工或激光刻型的方式进行。目前，手工方法在刻型精度(位置度>2mm)和效率上存在不足且难以对大尺寸、大曲率的蒙皮件刻型，兼顾高效率和高精度的激光刻型技术已日渐取代手工刻型，成为保证飞机薄壁零件高质量生产的关键技术之一。
数控激光刻型是针对金属蒙皮表面涂敷的化铣保护胶，利用高能CO2激光束对其进行精准刻蚀且不伤及金属基底的过程。其主要的优点有：a.加工过程信息采用数字量传递，数控过程和参数控制，能够保证刻型的高精确性，位置精度达到0.5mm，且不会在零件表面留下刻痕，也不会有保护胶未刻透的情况；b.新零件和更改零件的工艺准备周期相比手工刻型缩短30天以上，加工效率约为手工刻型的3倍；c.节省零件工装样板制造及维护费用，降低飞机研制成本，数控激光刻型技术的应用对提高化铣零件制造精度，提高劳动生产率有着极大的优势，是实现蒙皮产品数字化制造的基础，在大飞机制造中尤为关键，也是未来各种型号飞机生产不可或缺的关键技术。
作为飞机蒙皮化铣刻型加工关键数字化装备，目前使用的激光刻型机及柔性装夹系统均为进口装备，该类装备价格昂贵，后期维修受到严重制约，装备结构复杂、维修周期长、成本高，而国内针对飞机蒙皮化铣精确刻型的方法研究较少，层次较低，更不存在应用实例，严重迟滞了飞机蒙皮化铣制造工艺中精确刻型的进程。
因此，为了满足生产需要，亟待研究一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置及实现方法。
发明内容
本申请的目的是提供一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置，以解决现有的飞机蒙皮激光刻型结构复杂的问题。
本申请的技术方案是：一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置，包括蒙皮柔性夹持装置、龙门式五轴装置、W轴随动装置、激光切割及测量装置和控制系统；所述控制系统与蒙皮柔性夹持装置、龙门式五轴装置、W轴随动装置、激光切割及测量装置电连接，所述龙门式五轴装置设于蒙皮柔性夹持装置上方，待刻型蒙皮设于蒙皮柔性夹持装置和龙门式五轴装置之间并且待刻型蒙皮安装于蒙皮柔性夹持装置上，所述蒙皮柔性夹持装置包括夹持单元和定位单元，所述夹持单元能够对待刻型蒙皮进行夹紧，所述定位单元能够对待刻型蒙皮在三维空间方向分别进行调整，直至移动待刻型蒙皮至设定位置；所述W轴随动装置安装于龙门式五轴装置上，所述龙门式五轴装置能够带动W轴随动装置沿空间六自由度移动，所述激光切割及测量装置设于待刻型蒙皮的正上方，所述激光切割及测量装置安装于W轴随动装置上并且激光切割及测量装置与W轴随动装置同步运动。
优选地，所述定位单元包括Y向运动机构、X向运动机构和Z向运动机构；所述X向运动机构包括第一支撑件、第一动力件和第一传动件，所述第一支撑件共有两组并且两组第一支撑件沿纵向水平并排设置，所述第一传动件共有多组并且多组第一传动件沿着纵向均匀布设，所述第一动力件设于第一传动件和第一支撑件之间，所述第一动力件能够带动第一传动件沿纵向运动；所述Y向运动机构设于第一传动件上，所述Y向运动机构包括第二动力件和第二传动件，所述第二动力件能够带动第二传动件沿横向运动；所述Z向运动机构设于第二传动件上。
优选地，所述夹持单元包括万向定位机构和万向吸盘组件，所述万向定位机构包括万向动力件、万向定位件和万向支撑件，所述万向动力件通过万向支撑件能够带动万向定位件上下运动；所述万向吸盘组件设于Y向运动机构顶端，所述万向吸盘组件能够通过真空抽吸固定待刻型蒙皮。
优选地，所述第一支撑件包括X向基座、X向导轨和X向齿条；所述X向基座水平设置，所述X向导轨和X向齿条均设于X向基座上；所述第一动力件为X向驱动装置，所述X向驱动装置输出端设有第一齿轮，所述X向驱动装置能够带动第一齿轮转动，所述第一齿轮与X向齿条相互啮合。
优选地，所述第二动力件包括Y向导轨、Y向驱动装置、多丝母丝杠和带轮传动件；所述多丝母丝杠的丝杠设于第一传动件上，所述Y向驱动装置设于第二传动件上，所述Y向导轨设于X向移动梁上，所述带轮传动件的输入端与Y向驱动装置的输入端相连、输出端连接于多丝母丝杠的丝母上。
优选地，所述第一传动件包括垂直于X向基座设置并能够沿纵向移动的X向移动梁，所述X向移动梁上设有X向移动座，所述X向移动座滑移配合于X向导轨上。
优选地，所述第二传动件包括Y向支架和Y向移动板，所述Y向支架与多丝母丝杠的丝母转动连接，所述Y向移动板固定于Y向支架上，所述Y向移动板滑移配合于Y向导轨上。
优选地，所述万向动力件设于第二传动件上，所述万向支撑件设于万向动力件上，所述万向定位件转动配合于万向支撑件上；所述万向支撑件包括底座、旋转基座和角度基座，所述底座设于万向动力件上，所述旋转基座转动连接于底座上，所述角度基座固定连接于旋转基座上。
优选地，所述万向定位件包括角度仪、定位座和定位球头，所述角度基座内设有通轴，所述角度仪的侧壁上开设有与通轴转动配合的通孔，所述定位座固定连接于角度仪的顶部，所述定位球头固定连接于定位座的顶部，所述定位球头能够插入至待刻型蒙皮的定位孔内。
优选地，所述角度基座为凹形刚性体，所述角度基座的两侧均开设有扇形凹槽，所述角度仪为扇形刚性体，所述角度仪的两侧设有扇形凸环，所述扇形凸环滑移配合于对应的扇形凹槽内；所述定位座为圆锥体结构，所述角度仪的顶部中心位置开设有锥形槽，所述定位座插设于锥形槽内，所述定位座的边缘位置与角度基座之间开设有对应设置的多个螺孔，所述螺孔内螺纹连接有能够将角度基座与定位座同轴固定的螺栓；所述定位球头的底部设有定位销，所述定位座的中心位置同轴开设有销孔，所述定位销与定位座同轴设置并且定位销插设于销孔内。
本申请的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，包括蒙皮柔性夹持装置、龙门式五轴装置、W轴随动装置、激光切割及测量装置和控制系统；对待刻型蒙皮进行化铣时，控制系统按照设定程序，控制夹持单元和定位单元将待刻型蒙皮精准固定到蒙皮柔性夹持装置的设定位置，而后控制系统控制龙门式五轴装置工作，带动W轴随动装置、激光切割及测量装置移动至初始刻型位置，激光切割及测量装置内的激光发生器发生激光，经过W轴随动装置后射出激光至可刻型蒙皮上，直至完成第一个位置的刻型；而后控制系统按照设定程序控制龙门式五轴装置再次工作，带动W轴随动装置、激光切割及测量装置移动至第二刻型位置，如此反复，直至完成全部的刻型，结构配合高效、控制稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为蒙皮柔性夹持装置结构示意图；
图2为蒙皮柔性夹持装置与龙门式五轴装置、W轴随动装置和激光切割及测量装置连接结构示意图；
图3为柔性夹具装置X1向运动组件结构示意图；
图4为柔性夹具装置Y1向运动组件结构示意图；
图5为柔性夹具装置Y1向运动组件局部结构示意图；
图6为万向吸盘组件外观示意图；
图7为万向吸盘组件内部结构示意图；
图8为万向定位组件结构示意图；
图9为龙门式五轴装置X2方向结构示意图；
图10为龙门式五轴装置结构示意图；
图11为龙门式五轴装置Z2方向结构示意图；
图12为W轴随动装置侧视结构示意图；
图13为W轴随动装置剖视结构示意图；
图14为W轴随动装置局部结构示意图；
图15为激光切割及测量装置结构示意图。
1、蒙皮柔性夹持装置；2、龙门式五轴装置；3、W轴随动装置；4、激光切割及测量装置；5、X1向运动机构；6、Y1向运动机构；7、Y1向支架；8、万向吸盘组件；9、万向定位机构；10、X1向基座；11、X1向导轨；12、X1向齿条；13、X1向驱动装置；14、X1向移动座；15、X1向移动梁；16、Y1向导轨；17、多丝母丝杠；18、丝杠固定座；19、Y1向移动板；20、从动带轮；21、同步带；22、主动带轮；23、真空吸盘；24、吸盘连接杯；25、旋转杯；26、固定杯；27、气管；28、上挡块；29、胶条；30、锁紧套；31、底座；32、旋转基座；33、角度基座；34、角度仪；35、定位座；36、定位球头；37、X2向导轨；38、X2向齿条；39、X2向驱动装置；40、光栅尺；41、龙门框架；42、Y2向导轨；43、Y2向丝杠驱动装置；44、Y2向滑板；45、Z2向滑枕；46、Z2向导轨；47、Z2向丝杠驱动装置；48、平衡油缸；49、C轴固定座；50、C轴旋转模块；51、A轴固定座；52、A轴旋转模块；53、W轴固定座；54、W轴导轨；55、W轴伺服电动缸；56、W轴滑板；57、聚焦镜组件；58、保护镜组件；59、激光喷嘴；60、电容测距传感器；61、CO2激光器；62、光路传输模块；63、C轴反射镜模块；64、A轴反射镜模块；65、激光扫描仪。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置，如图1和2所示，包括蒙皮柔性夹持装置1、龙门式五轴装置2、W轴随动装置3、激光切割及测量装置4和控制系统。
蒙皮柔性夹持装置1用于对待刻型蒙皮进行定位、保型和夹紧；龙门式五轴装置2用于调整激光切割及测量装置4中激光发射器以及激光导向器件的位置和角度，W轴随动装置3用于跟随激光切割及测量装置4运动，实现激光的聚焦和输出；控制系统与蒙皮柔性夹持装置1、龙门式五轴装置2、W轴随动装置3、激光切割及测量装置4电连接，用于分别控制各装置的行程。
龙门式五轴装置2设于蒙皮柔性夹持装置1上方，待刻型蒙皮设于蒙皮柔性夹持装置1和龙门式五轴装置2之间并且待刻型蒙皮安装于蒙皮柔性夹持装置1上，蒙皮柔性夹持装置1包括夹持单元和定位单元，夹持单元能够对待刻型蒙皮进行夹紧，定位单元能够对待刻型蒙皮在三维空间方向分别进行调整，直至移动待刻型蒙皮至设定位置。
W轴随动装置3安装于龙门式五轴装置2上，龙门式五轴装置2能够带动W轴随动装置3沿空间六自由度移动，激光切割及测量装置4设于待刻型蒙皮的正上方，激光切割及测量装置4安装于W轴随动装置3上并且激光切割及测量装置4与W轴随动装置3同步运动。
对待刻型蒙皮进行化铣时，控制系统按照设定程序，控制夹持单元和定位单元将待刻型蒙皮精准固定到蒙皮柔性夹持装置1的设定位置，而后控制系统控制龙门式五轴装置2工作，带动W轴随动装置3、激光切割及测量装置4移动至初始刻型位置，激光切割及测量装置4内的激光发生器产生激光，经过W轴随动装置3后射出激光至可刻型蒙皮上，直至完成第一个位置的刻型；而后控制系统按照设定程序控制龙门式五轴装置2再次工作，带动W轴随动装置3、激光切割及测量装置4移动至第二刻型位置，如此反复，直至完成全部的刻型，结构配合高效、控制稳定。
优选地，定位单元包括Y1向运动机构6、X1向运动机构5和Z1向运动机构；X1向运动机构5包括第一支撑件、第一动力件和第一传动件，第一支撑件共有两组并且两组第一支撑件沿纵向水平并排设置，第一传动件共有多组并且多组第一传动件沿着纵向均匀布设，第一动力件设于第一传动件和第一支撑件之间，第一动力件能够带动第一传动件沿纵向运动；Y1向运动机构6设于第一传动件上，Y1向运动机构6包括第二动力件和第二传动件，第二动力件能够带动第二传动件沿横向运动；Z1向运动机构设于第二传动件上，采用作动筒的方式驱动夹持单元上下运动；夹持单元包括万向定位机构9和万向吸盘组件8，万向定位机构9包括万向动力件、万向定位件和万向支撑件，万向动力件通过万向支撑件能够带动万向定位件上下运动；万向吸盘组件8设于Y1向运动机构6顶端，万向吸盘组件8能够通过真空抽吸固定待刻型蒙皮。
待刻型蒙皮固定时，万向定位机构9插入至待刻型蒙皮的定位孔内，万向吸盘组件8通过抽真空吸附至待刻型蒙皮的底部壁面上，而后X1向运动机构5工作，将待刻型蒙皮移动至纵向指定位置；Y1向运动机构6工作，将待刻型蒙皮移动至横向指定位置。
如图3-4所示，优选地，第一支撑件包括X1向基座10、X1向导轨11和X1向齿条12；X1向基座10水平设置，X1向导轨11和X1向齿条12均设于X1向基座10上；X1向驱动装置13输出端设有第一齿轮，X1向驱动装置13能够带动第一齿轮转动，第一齿轮与X1向齿条12相互啮合，X1向齿条12别安装于X1向基座10的侧面；第一传动件包括垂直于X1向基座10设置并能够沿纵向移动的X1向移动梁15，X1向移动梁15上设有X1向移动座14，X1向移动座14滑移配合于X1向导轨11上。
第一动力件为X1向驱动装置13，X1向驱动装置13可以采用电机、电动推杆等动力件，X1向驱动装置13工作时，带动第一齿轮转动，第一齿轮通过与X1向齿条12的反作用力带动X1向移动梁15沿X1方向运动，工作稳定。
优选地，第二动力件包括Y1向导轨16、Y1向驱动装置、多丝母丝杠17和带轮传动件；多丝母丝杠17的丝杠均设于第一传动件上，Y1向导轨16设于X1向移动梁15上，Y1向驱动装置设于第二传动件上，带轮传动件的输入端与Y1向驱动装置的输入端相连、输出端连接于多丝母丝杠17的丝母上。
第二传动件包括Y1向支架7和Y1向移动板19，Y1向支架7与多丝母丝杠17的丝母转动连接，Y1向移动板19固定于Y1向支架7上，Y1向移动板19滑移配合于Y1向导轨16上。
结合图5，带轮传动件包括主动带轮22、从动带轮20和同步带21，为常规结构，具体不再赘述，Y1向驱动装置与主动轮相连，Y1向驱动装置可以采用电机、电动推杆等动力件，Y1向驱动装置工作时，通过带轮传动件带动多丝母丝杠17上的丝母转动，丝母在丝杠上移动，从而带动Y1向支架7沿Y1方向运动，工作稳定。
优选地，万向动力件设于第二传动件上，万向支撑件设于万向动力件上，万向定位件转动配合于万向支撑件上。
如图8所示，万向支撑件包括底座31、旋转基座32和角度基座33，底座31设于万向动力件上，旋转基座32转动连接于底座31上，角度基座33固定连接于旋转基座32上，角度基座33内设有通轴；万向定位件包括角度仪34、定位座35和定位球头36，角度基座33内设有通轴，角度仪34的侧壁上开设有与通轴转动配合的通孔，定位座35固定连接于角度仪34的顶部，定位球头36固定连接于定位座35的顶部，定位球头36能够插入至待刻型蒙皮的定位孔内。
优选地，角度基座33为凹形刚性体，角度基座33的两侧均开设有扇形凹槽，角度仪34为扇形刚性体，角度仪34的两侧设有扇形凸环，扇形凸环滑移配合于对应的扇形凹槽内；定位座35为圆锥体结构，角度仪34的顶部中心位置开设有锥形槽，定位座35插设于锥形槽内，定位座35的边缘位置与角度基座33之间开设有对应设置的多个螺孔，螺孔内螺纹连接有能够将角度基座33与定位座35同轴固定的螺栓；定位球头36的底部设有定位销，定位座35的中心位置同轴开设有销孔，定位销与定位座35同轴设置并且定位销插设于销孔内。
在定位球头36插入至待刻型蒙皮的定位孔后，通过旋转基座32能够进行水平方向360°的旋转，通过角度仪34能够实现竖直方向多角度的偏转，从而实现与待刻型蒙皮的稳定配合。同时扇形凹槽与扇形凸环、定位座与锥形槽、定位销与销孔的配合设计保证旋转基座转动或角度基座偏转时仍能够高效配合。
优选地，万向吸盘组件8包括万向连接件和万向吸合件，万向连接件设于第二传动件上，万向吸合件转动配合于万向连接件上。
如图6-7所示，万向连接件包括固定杯26和气管27；固定杯26为柱形中空结构，固定杯26的上端与万向吸合件相连、下端与第二传动件相连，固定杯26的下端设有圆管，气管27同轴设于固定杯26的内侧并且气管27与固定杯26下端的圆管相连，气管27与抽真空设备相连。
万向吸合件包括真空吸盘23、吸盘连接杯24、旋转杯25和胶条29。固定杯26的上表面设有球形凹槽，旋转杯25为半球结构并转动连接于球形凹槽上，旋转杯25为中空结构，吸盘连接杯24为半球结构并且吸盘连接杯24的外表面直径与旋转杯25的内表面直径相同，吸盘连接杯24设于旋转杯25上，真空吸盘23上设有多个透气通孔，中部设有圆形阶梯孔，其处于整个万向吸盘组件的顶部并能够与待刻型蒙皮的壁面相贴，胶条29为橡胶材质的圆棒，一端为倒圆锥型圆块，中部设有球状凸起，胶条29同轴插设于真空吸盘23、吸盘连接杯24和旋转杯25的内侧并插设于气管27内，胶条29上端与真空吸盘23之间连接有上挡块28、下端与固定杯26下端的圆管之间连接有锁紧套30；气管27与真空吸盘23的内部连通。
上挡块28为圆形板，中部设有埋头孔，锁紧套30为半个带翻边的柱状结构，中线上设有半个锥形型面，锁紧套30共有两组并且两组锁紧套30对称套在胶条29上。真空吸盘23、吸盘连接杯24、旋转杯25、固定杯26相互之间的贴合面贴合后形成密封，通过旋转杯25与固定杯26的转动配合实现真空吸盘23的360°旋转。
优选地，龙门式五轴装置2包括X2向驱动机构、Y2向驱动机构和Z2向驱动机构；X2向驱动机构设于蒙皮柔性夹持装置1上，Y2向驱动机构设于X2向驱动机构上，Z2向驱动机构设于Y2向驱动机构上。X2向驱动机构、Y2向驱动机构和Z2向驱动机构分别用于实现激光切割及测量装置4和W轴随动装置3空间三个方向的移动。
如图9所示，X2向驱动机构包括X2向导轨37、X2向齿条38、X2向驱动装置39和龙门框架41；X2向导轨37和X2向齿条38均设于定位单元上，龙门框架41滑移配合于X2向导轨37上，X2向驱动装置39设于龙门框架41的侧壁上，第二驱动装置的输出端设有与X2向齿条38啮合的第二齿轮，定位单元上设有与X2向导轨37并排设置的光栅尺40，通过齿轮齿条的反作用力实现Y向驱动机构、Z向驱动机构、激光切割及测量装置4和W轴随动装置3的X2向移动。
如图10-11所示，Y2向驱动机构包括Y2向导轨42、Y2向丝杠驱动装置43和Y2向滑板44，Y2向导轨42和横向丝杆驱动装置水平设于龙门框架41上，Y2向滑板44设于Z向驱动机构上，Y2向滑板44与Y2向导轨42水平滑移配合，Y2向丝杠驱动装置43的输出端与Y2向滑板44相连，Y2向丝杠驱动装置43内部设置有电机、丝杠和丝母等，通过丝杠与丝母的配合实现Z向驱动机构、激光切割及测量装置4和W轴随动装置3的Y2向移动。
Z2向驱动机构包括Z2向滑枕45、Z2向导轨46、Z2向丝杠驱动装置47和平衡油缸48；Z2向滑枕45为长方体框架结构并与Y2向滑板44滑移配合，Z2向导轨46设于Z2向滑枕45上，Z2向丝杠驱动装置47的输入端设于Z2向滑枕45上、输出端与Y2向滑板44相连，平衡油缸48固定于Y2向滑板44上，平衡油缸48的活塞杆与Z2向滑枕45相连，Z2向丝杠驱动装置47内部设置有电机、丝杠和丝母等，从而控制其上的激光切割及测量装置4和W轴随动装置3的Z2方向移动。
龙门式五轴装置2还包括C轴旋转装置和A轴旋转装置，用于实现C轴和A轴的旋转。
C轴旋转装置包括C轴固定座49和C轴旋转模块50，C轴固定座49为L型角座，固定于Z2向滑枕45的底部侧壁上，C轴旋转模块50中部设有第一通孔，C轴固定座49对应设有第一安装立柱，C轴旋转模块50通过第一通孔安装于C轴固定座49的第一安装立柱上。
A轴旋转装置包括A轴固定座51和A轴旋转模块52；A轴固定座51为L型方管结构，固定于C轴旋转模块50下表面，在C轴旋转模块50的带动下可沿Z轴精确转动；A轴旋转模块52中部设有第二通孔，A轴固定座51对应设有第二安装立柱，并通过第二通孔水平安装于A轴固定座51的第二安装立柱上，A轴旋转模块52内设有动力并能够环绕第二安装立柱转动，A轴旋转模块52与第二安装立柱之间可以采用如电机与齿轮的配合来实现转动。
优选地，激光切割及测量装置4包括CO2激光器61和激光导向件，用于实现激光的发出与导向。
如图15所示，CO2激光器61固定于Z2向滑枕45侧面；激光导向件包括光路传输模块62、C轴反射镜模块63、A轴反射镜模块64、激光扫描仪65，光路传输模块62固定于Z2向滑枕45侧面，CO2激光器61光路输出位置与光路传输模块62输入位置相对，C轴反射镜模块63成45°安装于A轴固定座51直角位置，可将激光线路方向改变90°后处于A轴旋转装置的中心轴线上。
A轴反射镜模块64成45°安装于W轴随动装置3上，与C轴反射镜模块63相对，将激光线路方向改变90°后处于聚焦镜组件57、保护镜组件58、激光喷嘴59中心轴线上；激光扫描仪65安装于W轴随动装置3的W轴随动装置3上，配合光栅尺40用于进行激光刻型位置的测量。
在CO2激光器61发出激光后通过C轴反射镜模块63和A轴反射镜模块64进行角度的调整，直至能够刻型至所需的位置。
优选地，W轴随动装置3包括W轴固定件、W轴伺服电动缸55和激光输出件。
如图12-14所示，W轴固定件包括W轴固定座53、W轴导轨54和W轴滑板56；W轴固定座53为Г型中空方管结构并且固定于龙门式五轴装置2上，W轴导轨54固定于W轴固定座53的侧壁上，W轴滑板56与W轴导轨54滑移配合；
W轴伺服电动缸55固定于W轴固定座53的外侧竖直侧面上，W轴伺服电动缸55与W轴滑板56相连，W轴伺服电动缸55能够带动W轴滑板56沿W轴导轨54长度方向精确移动。
激光输出件包括聚焦镜组件57、保护镜组件58、激光喷嘴59、电容测距传感器60；聚焦镜组件57、保护镜组件58均为中空的柱状结构，配合用于实现激光的聚焦，聚焦镜组件57固定于W轴滑板56下表面，保护镜组件58安装于聚焦镜组件57下表面；保护镜组件58轴线与聚焦镜组件57轴线一致；激光喷嘴59为中空的倒锥形壳结构，安装于保护镜组件58下表面，激光喷嘴59轴线与保护镜组件58轴线一致；电容测距传感器60安装于W轴滑板56侧面，且与激光喷嘴59连接，可精确测量激光喷嘴59与飞机蒙皮之间的距离。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：包括蒙皮柔性夹持装置(1)、龙门式五轴装置(2)、W轴随动装置(3)、激光切割及测量装置(4)和控制系统；所述控制系统与蒙皮柔性夹持装置(1)、龙门式五轴装置(2)、W轴随动装置(3)、激光切割及测量装置(4)电连接，所述龙门式五轴装置(2)设于蒙皮柔性夹持装置(1)上方，待刻型蒙皮设于蒙皮柔性夹持装置(1)和龙门式五轴装置(2)之间并且待刻型蒙皮安装于蒙皮柔性夹持装置(1)上，所述蒙皮柔性夹持装置(1)包括夹持单元和定位单元，所述夹持单元能够对待刻型蒙皮进行夹紧，所述定位单元能够对待刻型蒙皮在三维空间方向分别进行调整，直至移动待刻型蒙皮至设定位置；
所述W轴随动装置(3)安装于龙门式五轴装置(2)上，所述龙门式五轴装置(2)能够带动W轴随动装置(3)沿空间六自由度移动，所述激光切割及测量装置(4)设于待刻型蒙皮的正上方，所述激光切割及测量装置(4)安装于W轴随动装置(3)上并且激光切割及测量装置(4)与W轴随动装置(3)同步运动。
2.如权利要求1所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述定位单元包括Y1向运动机构(6)、X1向运动机构(5)和Z1向运动机构；所述X1向运动机构(5)包括第一支撑件、第一动力件和第一传动件，所述第一支撑件共有两组并且两组第一支撑件沿纵向水平并排设置，所述第一传动件共有多组并且多组第一传动件沿着纵向均匀布设，所述第一动力件设于第一传动件和第一支撑件之间，所述第一动力件能够带动第一传动件沿纵向运动；所述Y1向运动机构(6)设于第一传动件上，所述Y1向运动机构(6)包括第二动力件和第二传动件，所述第二动力件能够带动第二传动件沿横向运动；所述Z1向运动机构设于第二传动件上。
3.如权利要求2所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述夹持单元包括万向定位机构(9)和万向吸盘组件(8)，所述万向定位机构(9)包括万向动力件、万向定位件和万向支撑件，所述万向动力件通过万向支撑件能够带动万向定位件上下运动；所述万向吸盘组件(8)设于Y1向运动机构(6)顶端，所述万向吸盘组件(8)能够通过真空抽吸固定待刻型蒙皮。
4.如权利要求2所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述第一支撑件包括X1向基座(10)、X1向导轨(11)和X1向齿条(12)；所述X1向基座(10)水平设置，所述X1向导轨(11)和X1向齿条(12)均设于X1向基座(10)上；所述第一动力件为X1向驱动装置(13)，所述X1向驱动装置(13)输出端设有第一齿轮，所述X1向驱动装置(13)能够带动第一齿轮转动，所述第一齿轮与X1向齿条(12)相互啮合。
5.如权利要求2所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述第二动力件包括Y1向导轨(16)、Y1向驱动装置、多丝母丝杠(17)和带轮传动件；所述多丝母丝杠(17)的丝杠设于第一传动件上，所述Y1向驱动装置设于第二传动件上，所述Y1向导轨(16)设于X1向移动梁(15)上，所述带轮传动件的输入端与Y1向驱动装置的输入端相连、输出端连接于多丝母丝杠(17)的丝母上。
6.如权利要求2所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述第一传动件包括垂直于X1向基座(10)设置并能够沿纵向移动的X1向移动梁(15)，所述X1向移动梁(15)上设有X1向移动座(14)，所述X1向移动座(14)滑移配合于X1向导轨(11)上。
7.如权利要求2所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述第二传动件包括Y1向支架(7)和Y1向移动板(19)，所述Y1向支架(7)与多丝母丝杠(17)的丝母转动连接，所述Y1向移动板(19)固定于Y1向支架(7)上，所述Y1向移动板(19)滑移配合于Y1向导轨(16)上。
8.如权利要求2所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述万向动力件设于第二传动件上，所述万向支撑件设于万向动力件上，所述万向定位件转动配合于万向支撑件上；所述万向支撑件包括底座(31)、旋转基座(32)和角度基座(33)，所述底座(31)设于万向动力件上，所述旋转基座(32)转动连接于底座(31)上，所述角度基座(33)固定连接于旋转基座(32)上。
9.如权利要求8所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述万向定位件包括角度仪(34)、定位座(35)和定位球头(36)，所述角度基座(33)内设有通轴，所述角度仪(34)的侧壁上开设有与通轴转动配合的通孔，所述定位座(35)固定连接于角度仪(34)的顶部，所述定位球头(36)固定连接于定位座(35)的顶部，所述定位球头(36)能够插入至待刻型蒙皮的定位孔内。
10.如权利要求9所述的飞机蒙皮化铣精确刻型装置，其特征在于：所述角度基座(33)为凹形刚性体，所述角度基座(33)的两侧均开设有扇形凹槽，所述角度仪(34)为扇形刚性体，所述角度仪(34)的两侧设有扇形凸环，所述扇形凸环滑移配合于对应的扇形凹槽内；所述定位座(35)为圆锥体结构，所述角度仪(34)的顶部中心位置开设有锥形槽，所述定位座(35)插设于锥形槽内，所述定位座(35)的边缘位置与角度基座(33)之间开设有对应设置的多个螺孔，所述螺孔内螺纹连接有能够将角度基座(33)与定位座(35)同轴固定的螺栓；所述定位球头(36)的底部设有定位销，所述定位座(35)的中心位置同轴开设有销孔，所述定位销与定位座(35)同轴设置并且定位销插设于销孔内。
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