CN211543931U - 一种轻量化复合材料数控定位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种轻量化复合材料数控定位器。包含层叠且互相垂直设置的X向运动机构、Y向运动机构、Z向运动机构，X向运动机构为定位器的基座，与Y向运动机构通过滑轨滑块结构连接，Z向运动机构与Y向运动机构通过滑轨滑块结构连接，Y向运动机构可在X向运动机构上表面沿X向滑动，Z向运动机构在Y向运动机构上表面沿Y向滑动,Z向运动机构自身可沿Z向做垂直运动，保证在飞机大部件精确装配过程中，既满足飞机大部件装配调姿精度，又不降低数控定位器的刚性和强度。满足飞机大部件精确装配的要求，减轻数控定位器的重量，增加数控定位器的可移动性，使未来数字化集成装备朝着可移动式、轻量化等方向发展。

Description

一种轻量化复合材料数控定位器

技术领域

本申请涉及航空制造业中飞机大部件数字化调姿装配领域，具体是一种用于飞机机身、机翼等大部件的快速精确调姿装配技术所用的复合材料数控定位器。

背景技术

现阶段，飞机机身、机翼等飞机大部件调姿对接过程中，一般采用固定式的刚性数控定位器为飞机大部件提供调姿和承载平台。数控定位器是一种3个方向相互垂直运动、定位精度高、工作可靠的模块化单元，主要由底座、移动箱体、立柱、升降箱体、夹紧机构等组成。其中X/Y/Z方向的运动由伺服电机、减速器、滚珠丝杠传动和光栅尺反馈构成全闭环控制。传统的数控定位器通常采用钢制铸件材料，重量可达几顿，甚至几十吨。数控定位器前期加工存在资金投入大，制造周期长，制造费用高等不利因素，后期还存在运输费用高，安装调整困难、维护不方便等其它问题。

根据厂房对飞机生产线可重构性的规划，满足飞机大部件精确装配的要求，减轻数控定位器的重量，增加数控定位器的可移动性，需要设计出一种可移动式、轻量化的数控定位器。

发明内容

为了解决上述问题本申请的目的在于提供一种轻量化的复合材料数控定位器。保证在飞机大部件精确装配过程中，既满足飞机大部件装配调姿精度，又不降低数控定位器的刚性和强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轻量化复合材料数控定位器，包含X向运动机构、Y向运动机构、Z向运动机构、X向底座、吊环、X向导轨、滑块、丝杠、丝母座、电机、Y向底座、Y向导轨、Z向立柱、Z向滑枕，Z向导轨，其特征在于X向运动机构、Y向运动机构和Z向运动机构层叠且互相垂直设置，X向运动机构为定位器的基座，包含X向底座、吊环、X向导轨、滚珠丝杠、丝母座和电机，作为复合材料的X向底座是一个槽型结构，底部四周安装有吊环，上表面纵向两侧设有一组平行的X向导轨，与Y向运动机构通过滑轨滑块结构连接，Y向运动机构可在X向运动机构上表面沿X向滑动，滚珠丝杠的两端被固定在槽型结构内部，与丝杠相配合的丝母上端安装有复合材料的丝母座，滚珠丝杠的传动端一侧连接有电机；Y向运动机构包含Y向底座、Y向导轨、滑块、滚珠丝杠、丝母座和电机，作为复合材料的Y向底座是一个凹型机构，上表面横向两侧设有一组与X向导轨平行的Y向导轨，滚珠丝杠的两端被固定在槽型结构内部，与丝杠相配合的丝母上端安装有丝母座，滚珠丝杠的传动端一侧连接有电机，Y向运动机构的下表面纵向两侧有与X向导轨配合的滑块；Z向运动机构与Y向运动机构通过滑轨滑块结构连接，Z向运动机构在Y向运动机构上表面沿Y向滑动，作为复合材料的Z向立柱为一个内部有空腔的方形柱，Z向滑枕位于Z向立柱的中心空腔内，作为复合材料的Z向滑枕为一个空心圆柱体，圆柱外部两侧相对位置固定有Z向导轨，Z向导轨上分布与之相配的滑块，滑块的顶端被固定在Z向立柱的内侧，滚珠丝杠一端被固定在Z向滑枕内腔内，滚珠丝杠的丝母被固定在Z向滑枕的底部，滚珠丝杠的传动端连接有电机，电机带动滚珠丝杠使Z向滑枕沿Z向导轨上下运动，Z向立柱下表面纵向两侧有与Y向运动机构导轨配合的滑块。

有益效果：本申请提出一种轻量化复合材料数控定位器，利用整体复合材料结构替代传统钢铸件结构，采用易制造的创新设计概念，减少零、组件的数量，减少或使用更少量的紧固件，使用新技术降低了制造成本。使用复合材料能够明显减重，可以降低成本或者提高成本效益，整体复合材料机构完全能够满足数控定位器结构的环境使用要求，对环境温度和湿度的敏感性远远低于金属铸件结构。

整体复合材料结构相对于金属铸件结构拥有重量轻、耐腐蚀、抗疲劳损伤能力强等特点，还存在机械加工少、锥形截面与复杂外形易于实现，可减少装配件和紧固件的数量，热膨胀几乎为零，减少在外层空间使用中出现的热问题。让未来数字化集成装备朝着可移动式、轻量化等方向发展。

附图说明

图1是复合材料数控定位器总体布局示意图

图2是复合材料X向运动机构示意图

图3是复合材料Y向运动机构示意图

图4是复合材料Z向运动机构横向剖视示意图

图5是复合材料Z向运动机构纵向剖视示意图

图中编号说明：1 X向运动机构；2 Y向运动机构；3 Z向运动机构；4 X向底座；5吊环；6 X向导轨；7滑块；8滚珠丝杠；9丝母座；10电机；11 Y向底座；12 Y向导轨；13 Z向立柱；14 Z向滑枕；15 Z向导轨。

以下结合实施例附图对本申请作进一步详细的描述。

具体实施方式

参看附图，本申请是一种轻量化复合材料数控定位器。

从图1中看，X向运动机构1、Y向运动机构2和Z向运动机构3是层叠且互相垂直设置的，X向运动机构1为定位器的基座，与Y向运动机构2通过导轨滑块结构连接，Z向运动机构3与Y向运动机构2通过导轨滑块结构连接，Y向运动机构2可在X向运动机构1上表面沿X向滑动，Z向运动机构3在Y向运动机构2上表面沿Y向滑动,Z向运动机构3自身可沿Z向做垂直运动。

从图2中看，X向运动机构1包含X向底座4、吊环5、X向导轨6、滚珠丝杠8、丝母座9和电机10，作为复合材料的X向底座4是一个槽型结构，底部四周安装有吊环5，上表面纵向两侧设有一组平行的X向导轨6，滚珠丝杠8的两端被固定在槽型结构内部，与滚珠丝杠8相配合的丝母上端安装有复合材料丝母座9，滚珠丝杠8的传动端一侧连接有电机10。

从图3中看，Y向运动机构2包含Y向底座11、Y向导轨12、滑块7、滚珠丝杠8、丝母座9和电机10，作为复合材料的Y向底座11为一个凹型机构，上表面横向两侧设有一组与X向导轨6平行的Y向导轨12，滚珠丝杠8的两端被固定在槽型结构内部，与滚珠丝杠8相配合的丝母上端安装有丝母座9，滚珠丝杠8的传动端一侧连接有电机10，Y向运动机构2的下表面纵向两侧有与X向导轨6配合的滑块7。

从图4中看，作为复合材料的Z向立柱13为一个内部有空腔的方形柱，Z向滑枕14位于Z向立柱13的中心空腔内，Z向滑枕14为一个空心圆柱体，滚珠丝杠8一端被固定在Z向滑枕14内腔内，滚珠丝杠8的丝母被固定在Z向滑枕14的底部，滚珠丝杠8的传动端连接有电机10，Z向立柱13的下表面横向两侧有与Y向导轨11配合的滑块7。

从图5中看，作为复合材料的Z向滑枕14为一个空心圆柱体，圆柱外部两侧相对位置固定有Z向导轨15，Z向导轨15上分布与之相配的滑块7，滑块7的顶端被固定在Z向立柱13的内侧，Z向滑枕14可沿Z向导轨15上下滑动，电机10带动滚珠丝杠8使Z向滑枕14沿Z向导轨15上下运动。

Claims (7)

1.一种轻量化复合材料数控定位器，包含层叠且互相垂直设置的X向运动机构、Y向运动机构、Z向运动机构，其特征在于X向运动机构为定位器的基座，与Y向运动机构通过滑轨滑块结构连接，Z向运动机构与Y向运动机构通过滑轨滑块结构连接，Y向运动机构可在X向运动机构上表面沿X向滑动，Z向运动机构在Y向运动机构上表面沿Y向滑动,Z向运动机构自身可沿Z向做垂直运动。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化复合材料数控定位器，其特征在于所述X向运动机构包含X向底座、吊环、X向导轨、滚珠丝杠、丝母座和电机，X向底座是一个槽型结构，底部四周安装有吊环，上表面纵向两侧设有一组平行的X向导轨，滚珠丝杠的两端被固定在槽型结构内部，与丝杠相配合的丝母上端安装有丝母座，滚珠丝杠的传动端一侧连接有电机。

3.根据权利要求2所述的一种轻量化复合材料数控定位器，其特征在于所述X向底座和丝母座均为复合材料。

4.根据权利要求1所述的一种轻量化复合材料数控定位器，其特征在于所述Y向运动机构包含Y向底座、Y向导轨、滑块、滚珠丝杠、丝母座和电机，Y向底座为一个凹型机构，上表面横向两侧设有一组与X向导轨平行的Y向导轨，滚珠丝杠的两端被固定在槽型结构内部，与丝杠相配合的丝母上端安装有丝母座，滚珠丝杠的传动端一侧连接有电机，Y向运动机构的下表面纵向两侧有与X向导轨配合的滑块。

5.根据权利要求4所述的一种轻量化复合材料数控定位器，其特征在于所述Y向底座和丝母座均为复合材料。

6.根据权利要求1所述的一种轻量化复合材料数控定位器，其特征在于所述Z向运动机构包含Z向立柱、Z向导轨、滑块、丝杠、Z向滑枕和电机，Z向立柱为一个内部有空腔的方形柱，Z向滑枕位于Z向立柱的中心空腔内，Z向滑枕为一个空心圆柱体，圆柱外部两侧相对位置固定有Z向导轨，Z向导轨上分布与之相配的滑块，滑块的顶端被固定在Z向立柱的内侧，滚珠丝杠一端被固定在Z向滑枕内腔内，滚珠丝杠的丝母被固定在Z向滑枕的底部，滚珠丝杠的传动端连接有电机，电机带动滚珠丝杠使Z向滑枕沿Z向导轨上下运动，Z向立柱下表面纵向两侧有与Y向运动机构导轨配合的滑块。

7.根据权利要求6所述的一种轻量化复合材料数控定位器，其特征在于所述Z向立柱和Z向滑枕均为复合材料。

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