CN203448979U - 用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，该装置包括有支撑底座，支撑底座上设有直线往复移动的工作平台，在工作平台上固定设有三个三维定位器，三个三维定位器的活动端均朝向工作平台移动方向的同一侧；各定位器的活动端分别设有一带三维传感器的球窝；该装置还包括有用于连接机翼壁板的保形架，保形架一侧固定设有与三个球窝对应设置的球头，各球头分别对应连接于球窝中。该自动调姿定位装置能够解决机翼装配中机翼壁板姿态调整困难、定位不准确的问题，实现机翼装配的自动化；不仅降低了安装、打磨和修边的难度，而且提高了装配速度和质量，同时降低了工人劳动强度，提高了劳动效率。

Description

用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置

技术领域

本实用新型是关于一种中小型飞机机翼壁板装配的通用工装，尤其涉及一种用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置。

背景技术

在飞机机翼壁板装配时，先要将包含机翼根部、钛合金梁和铝合金梁等部分的骨架安装到固定型架上，再将包含机翼蒙皮、墙和长桁等部分的复合材料整体壁板与骨架进行贴合，由于复合材料的加工难以达到一次到位，会存在与骨架相干涉的位置。对存在干涉的位置进行标定，分离之后对所标定的干涉位置进行修整，然后再次对合进行干涉位置检查、标定，再分离进行修整，直到修整完所有干涉位置，对整体壁板与骨架进行再次贴合定位，并对机翼壁板进行制孔，制孔完成后，将整体壁板从固定型架上与骨架脱离进行除尘、清屑、清洗和涂胶等工作，之后与骨架对合，进行壁板与骨架的连接。

国内现有对机翼壁板装配，大多采用手工方式进行机翼壁板与固定型架之间的调姿、定位贴合等工作，需先用吊装工具将机翼壁板吊在空中，采用绳索拉拽的方式，人工对壁板的姿态进行调整并进行壁板与骨架的贴合定位，对存在干涉的位置进行标定，再将机翼壁板吊起进行分离，分离之后对所标定的干涉位置进行修整，再次吊起进行机翼壁板的对合，进行干涉位置检查、标定，将壁板吊起分离进行修整，直到修整完所有干涉位置；最后，人工将壁板与骨架进行对合、连接。这种手工方式不仅需要的工装多、操作人员多，而且机翼和工装间协调关系复杂，需多次反复协调；另外机翼壁板姿态调整困难、定位准确度差，严重影响了机翼装配效率和装配质量，无法满足高效率、高质量的要求。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，以解决机翼装配中机翼壁板姿态调整困难、定位不准确的问题，实现机翼装配的自动化。

本实用新型的目的是这样实现的，一种用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，所述自动调姿定位装置包括有支撑底座，该支撑底座上设有直线往复移动的工作平台，在该工作平台上固定设有三个三维定位器，所述三个三维定位器的活动端均朝向工作平台移动方向的同一侧；所述各定位器的活动端分别设有一带三维传感器的球窝；该自动调姿定位装置还包括有用于连接机翼壁板的保形架，所述保形架一侧固定设有与所述三个球窝对应设置的球头，各球头分别对应连接于所述球窝中。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述三个三维定位器在工作平台上呈品字形设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支撑底座上沿移动方向设有导轨，所述工作平台底部设有滑动连接于导轨上的滑块。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支撑底座上设有与导轨平行设置的齿条，所述工作平台底部设有与齿条啮合的齿轮；所述齿轮由一减速器连接于一驱动电机。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述机翼壁板固定连接于保形架的另一侧。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述保形架的形状及尺寸与连接的机翼壁板的形状及尺寸相对应。

由上所述，本实用新型用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，能够解决机翼装配中机翼壁板姿态调整困难、定位不准确的问题，实现机翼装配的自动化；不仅降低了安装、打磨和修边的难度，而且提高了装配速度和质量，同时降低了工人劳动强度，提高了劳动效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置的立体结构示意图。

图2：为本实用新型用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置的侧视结构示意图。

图3：为本实用新型用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置的主视结构示意图。

图4：为图2中A处局部结构放大示意图。

图5：为本实用新型中三维定位器的立体结构示意图。

图6：为本实用新型中三维定位器的仰视结构示意图。

图7：为图6中沿B-B的剖视结构示意图。

图8：为图6的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型提出一种用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置100，所述自动调姿定位装置100包括有支撑底座1，该支撑底座1上设有直线往复移动的工作平台2，在该工作平台2上固定设有三个三维定位器3，如图1、图5所示，所述三个三维定位器3的活动端31均朝向工作平台2移动方向的同一侧；如图1、图3所示，所述三个三维定位器3在工作平台2上呈品字形设置（即：呈等边三角形排列），所述各定位器的活动端31分别设有一个带三维传感器4的球窝51；该自动调姿定位装置100还包括有用于连接机翼壁板7的保形架6，所述保形架6一侧固定设有与所述三个球窝51对应设置的球头52，各球头52分别对应连接于所述球窝51中。

进一步，在本实施方式中，如图4所示，所述支撑底座1上沿移动方向设有导轨11，所述工作平台2底部固定设有滑动连接于导轨11上的滑块21；所述支撑底座1上设有与导轨11平行设置的齿条12，所述工作平台2底部设有与齿条12啮合的齿轮22；所述齿轮22由一减速器23连接于一驱动电机24。

在本实施方式中，所述机翼壁板7固定连接于保形架6的另一侧，可通过插销的方式将机翼壁板7与保形架6连接并互锁，所述保形架6与机翼壁板7的形状相吻合，所述保形架6的形状及尺寸与连接的机翼壁板7的形状及尺寸相对应，通过不同的保形架6可以实现不同型号、不同大小的机翼壁板的自动调姿定位。

本实用新型用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置的工作过程为：先将保形架6与机翼壁板7连接并互锁在一起；然后将机翼壁板及保形架吊起并将保形架6上的三个球头52安装到三个三维定位器3上的球窝51内，完成机翼壁板与自动调姿定位装置100的安装工作。由驱动电机24通过减速器23带动齿轮22沿着齿条12啮合转动，由此驱动工作平台2沿着导轨11移动至机翼型架8的位置，之后，对三个定位器3进行微调，通过不同X、Y、Z运动的组合实现机翼壁板空间六个自由度的姿态调整，使机翼壁板移动至安装位置，将机翼壁板7与型架8连接并夹紧，完成壁板与型架间的定位。当发现干涉时，将机翼壁板从型架8上卸下进行打磨和修边。

由上所述，本实用新型用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，能够解决机翼装配中机翼壁板姿态调整困难、定位不准确的问题，实现机翼装配的自动化；不仅降低了安装、打磨和修边的难度，而且提高了装配速度和质量，同时降低了工人劳动强度，提高了劳动效率。

在本实施方式中，所述带三维传感器的球窝和三维定位器均为本领域成熟技术。

下面以其中一个三维定位器为例，描述其如何实现X、Y、Z三个方向的定位和调整：

如图6、图7和图8所示，X向进给部分由X向驱动电机331、X向减速机332、X向丝杠333、X向螺母334、X向螺母座335、X向滑板338、X向导轨336、X向滑块337、X向轴承3309、X向轴承座3310等组成。其中X向驱动电机331通过X向减速机332与X向丝杠333相连接，X向丝杠333上安装有X向螺母334和X向螺母座335，X向滑板338安装在X向螺母座335上。需要定位器进行X方向运动时，X向驱动电机331通过X向减速机332带动X向丝杠333转动，驱动安装在X向丝杠333上的X向螺母334及X向螺母座335做直线运动，从而带动与X向螺母座335相连的X向滑板338通过X向滑块337沿X向导轨336滑动，使X向滑板338沿X向进给运动。

Y向进给部分由Y向驱动电机311、Y向减速机312、Y向联轴器313、Y向减速机座314，Y向支撑轴承315、Y向平台连接板316、Y向螺母317、Y向螺母座318、Y向丝杠319、Y向轴承3110、Y向轴承座3111、Y向导轨3112、Y向滑块3113等组成。其中驱动电机311、Y向减速机312、Y向联轴器313及Y向支撑轴承315等通过Y向减速机座314和Y向轴承座3211安装在定位器滑枕上，Y向滑块3113安装在Y向平台连接板316上，Y向平台连接板316安装在平台上。需要定位器进行Y方向运动时，Y向驱动电机311带动Y向减速机312通过Y向联轴器313使Y向丝杠319转动，驱动安装在Y向丝杠319上的Y向螺母317及Y向螺母座318做直线运动，从而带动与Y向螺母座318相连的Y向平台连接板316通过Y向滑块3213沿Y向导轨3212滑动，使定位器滑枕与平台产生相对运动，从而实现Y向进给运动。

Z向进给部分由Z向驱动电机321、Z向减速机322、Z向支撑轴承323、Z向丝杠324、Z向螺母325、Z向螺母座326、Z向滑板327、Z向导轨328、Z向滑块329、Z向轴承3210、Z向轴承座3211等组成。其中Z向驱动电机321通过Z向减速机322与Z向丝杠324相连接，Z向丝杠324上安装有Z向螺母325和Z向螺母座326，Z向滑板327安装在Z向螺母座326上。需要定位器进行Z方向运动时，Z向驱动电机321通过Z向减速机322带动Z向丝杠324转动，驱动安装在Z向丝杠324上的Z向螺母325及Z向螺母座326做直线运动，从而带动与Z向螺母座326相连的Z向滑板327通过Z向滑块329沿Z向导轨328滑动，使Z向滑板327沿Z向进给运动。

本实用新型用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置与现有技术相比具有如下有益效果：

（1）三个定位器通过不同X、Y、Z运动的组合实现机翼壁板空间六个自由度的姿态调姿，可实现机翼壁板与安装在型架上的骨架进行精确定位和自动位姿调整，解决了传统方式位姿调整困难、定位不准确、机翼与工装间协调关系复杂等问题。

（2）保形架通过球头与定位器的球窝连接，拆装方便；壁板可在工作平台与保形架安装后，实现与机翼型架自动对合，发现干涉时退出进行打磨和修边，不仅降低了安装、打磨和修边的难度，而且提高了装配速度和质量，同时降低了工人劳动强度，提高了劳动效率。

（3）三个三维定位器“品”字形布置，呈等边三角形排列，使壁板重心落在三角形内，大大提高了系统刚度，另外此种排列方式还有效降低了调姿定位的难度，使调姿定位更为容易。

（4）通过不同的保形架可以实现不同型号、不同大小壁板的自动调姿定位。

（5）本装置还可与自动制孔系统组合，将机翼壁板自动上下架和翼面制孔协调进行，同时将各自优势发挥到最大，可大大提高装配速度和装配质量，实现机翼的自动化装配。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，其特征在于：所述自动调姿定位装置包括有支撑底座，该支撑底座上设有直线往复移动的工作平台，在该工作平台上固定设有三个三维定位器，所述三个三维定位器的活动端均朝向工作平台移动方向的同一侧；所述各定位器的活动端分别设有一带三维传感器的球窝；该自动调姿定位装置还包括有用于连接机翼壁板的保形架，所述保形架一侧固定设有与所述三个球窝对应设置的球头，各球头分别对应连接于所述球窝中。

2.如权利要求1所述的用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，其特征在于：所述三个三维定位器在工作平台上呈品字形设置。

3.如权利要求1所述的用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，其特征在于：所述支撑底座上沿移动方向设有导轨，所述工作平台底部设有滑动连接于导轨上的滑块。

4.如权利要求3所述的用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，其特征在于：所述支撑底座上设有与导轨平行设置的齿条，所述工作平台底部设有与齿条啮合的齿轮；所述齿轮由一减速器连接于一驱动电机。

5.如权利要求1所述的用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，其特征在于：所述机翼壁板固定连接于保形架的另一侧。

6.如权利要求5所述的用于机翼壁板装配的自动调姿定位装置，其特征在于：所述保形架的形状及尺寸与连接的机翼壁板的形状及尺寸相对应。

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