CN213615447U - 一种圆筒状飞机零件夹持工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆筒状飞机零件夹持工装，包括控制处理器模块、图像采集模块、传感器模块、警示模块、执行模块、按键模块；所述图像采集模块包括摄像机、图像采集卡，所述传感器模块包括压力传感器、温度传感器、振动传感器，所述警示模块包括工作指示灯、报警指示灯、报警器，所述执行模块包括电磁阀、气缸、气压比例调节阀、气源，所述电磁阀与气缸连接，所述按键模块包括启停按键、紧急制动按键、报警取消按键。本实用新型实现了夹持工装夹持力的精确控制，使得圆筒状零件侧壁受力均匀，避免筒状零件受损，实现了高度的稳定调节，满足多样化的需求。

Description

一种圆筒状飞机零件夹持工装

技术领域

本实用新型涉及夹具技术领域，尤其涉及一种圆筒状飞机零件夹持工装。

背景技术

无论是民用飞机还是军用飞机，其零件均需要进行单个加工后组装，但是在实际的生产加工中，对于其中一些零件加工需要进行设置专门的定位夹具对其进行夹持，才能进行后续的加工，在对圆筒状的零件进行打孔或者铣槽时，需要对零件进行固定。

然而圆筒状飞机零件夹持工装，大多采用两组对称设置夹持机构对圆筒状飞机零件进行夹持，两组对称结构并不是最稳定的结构，并且分别控制夹持机构动作，驱动量无法保持一致，驱动量过大、过小都会导致零件位置的偏移，现有技术大多采用位移传感器来测量夹持机构的运动行程，整体机构与成本相对增加，且现有的夹持工装无法实现整体高度的稳定升降，不适用于复杂的工业环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有技术问题，圆筒状飞机零件夹持工装，大多采用两组对称设置夹持机构对圆筒状飞机零件进行夹持，两组对称结构并不是最稳定的结构，并且分别控制夹持机构动作，驱动量无法保持一致，驱动量过大、过小都会导致零件位置的偏移，现有技术大多采用位移传感器来测量夹持机构的运动行程，整体机构与成本相对增加，且现有的夹持工装无法实现整体高度的稳定升降，不适用于复杂的工业环境。

一种圆筒状飞机零件夹持工装，包括控制处理器模块、传感器模块、第一执行模块、第二执行模块、报警模块、人机交互模块；

所述控制处理器模块包括控制处理器、电源模块、数据存储模块、无线通信模块，所述电源模块、数据存储模块、无线通信模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括压力传感器、工件传感器、红外测距传感器、转速传感器，所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、工件传感器、红外测距传感器、转速传感器分别与控制处理器连接，所述第一压力传感器用于检测第一夹持机构对筒状零件的压力，所述第二压力传感器用于检测第二夹持机构对筒状零件的压力，所述第三压力传感器用于检测第三夹持机构对筒状零件的压力；

所述第一执行模块包括第一驱动器、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸均与所述第一驱动器连接，所述第一驱动器与控制处理器连接；

所述第二执行模块包括第二驱动器、升降电机、支撑腿，所述第二驱动器、升降电机、支撑腿依次连接，所述第二驱动器与控制处理器连接；

所述报警模块、人机交互模块与控制处理器连接。

进一步的，所述报警模块为声光报警器。

进一步的，所述人机交互模块包括参数设置模块、数据显示模块、按钮模块，所述参数设置模块、数据显示模块、按钮模块分别与控制处理器连接。

进一步的，所述压力传感器为DATA-52系列扩散硅压力变送器。

进一步的，所述转速传感器采用激光式转速传感器。

进一步的，所述数据存储模块包括零件数据存储模块、夹持数据存储模块，所述零件数据存储模块、夹持数据存储模块分别与控制处理器连接。

进一步的，所述无线通信模块包括WIFI、4G、5G网络中的一种或者多种。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为西门子S7-300。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型一种圆筒状飞机零件夹持工装，通过三组夹持机构与液压缸的设计，实现了筒状零件受力的稳定性，通过三组压力传感器的设计，实现了三组夹持机构压力值的实时检测，通过第一驱动器的设计，由同时驱动三组液压缸，保证了三组液压缸驱动值的一致性，从而保证了液压缸带动三组夹紧件动作的一致性，即位移的一致性。

2.本实用新型一种圆筒状飞机零件夹持工装，通过升降平台、升降支撑腿、升降电机、红外测距传感器的设计，实现了夹持工装的自动升降，使得工装高度能够自动调节，且通过转速传感器、温度传感器对整个调节过程进行监控，有利于提高升降电机的使用寿命，保证升降过程的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的整体系统图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种圆筒状飞机零件夹持工装，包括控制处理器模块、传感器模块、第一执行模块、第二执行模块、报警模块、人机交互模块；

所述控制处理器模块包括控制处理器、电源模块、数据存储模块、无线通信模块，所述电源模块、数据存储模块、无线通信模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括压力传感器、工件传感器、红外测距传感器、转速传感器，所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、工件传感器、红外测距传感器、转速传感器分别与控制处理器连接，所述第一压力传感器用于检测第一夹持机构对筒状零件的压力，所述第二压力传感器用于检测第二夹持机构对筒状零件的压力，所述第三压力传感器用于检测第三夹持机构对筒状零件的压力；

所述第一执行模块包括第一驱动器、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸均与所述第一驱动器连接，所述第一驱动器与控制处理器连接；

所述第二执行模块包括第二驱动器、升降电机、支撑腿，所述第二驱动器、升降电机、支撑腿依次连接，所述第二驱动器与控制处理器连接；

所述报警模块、人机交互模块与控制处理器连接。

进一步的，所述报警模块为声光报警器。

进一步的，所述人机交互模块包括参数设置模块、数据显示模块、按钮模块，所述参数设置模块、数据显示模块、按钮模块分别与控制处理器连接。

进一步的，所述压力传感器为DATA-52系列扩散硅压力变送器。

进一步的，所述转速传感器采用激光式转速传感器。

进一步的，所述数据存储模块包括零件数据存储模块、夹持数据存储模块，所述零件数据存储模块、夹持数据存储模块分别与控制处理器连接。

进一步的，所述无线通信模块包括WIFI、4G、5G网络中的一种或者多种。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为西门子S7-300。

本方案的工作原理简述：

控制处理器控制处理器用于连接各个模块，接收各模块发送的信息，并且向各模块发送控制指令；电源模块用于为加工夹具的正常运行提供电源；存储模块用于存储工况信息、夹具相关数据、控制信息等；无线通信模块模块用于过各个模块与控制处理器之间数据的无线传输以及夹具的远程控制；所述人机交互模块用于设置夹具运行参数，还用于实现可实现夹具的自动、手动的切换，监控各个零件的夹紧状态以及显示相应部位的报错信息。

本实用新型包括升降平台，设置于升降平台下方的升降支撑腿以及设置于升降平台上的三组夹持机构，所述三组夹持机构呈三角形设置，所述夹紧臂由液压缸驱动，三角设置，使得夹持更加稳定，液压缸驱动动作快速。

红外测距传感器用于获取初始距离并发送至控制处理器，控制处理器根据初始距离确定电机的运动方向，根据确定的运动方向生成高度调节指令，并将高度调节指令发送至电第二驱动器。第二驱动器控升降制电机按照高度调节指令设定的运动方向进行工作，从而调节升降支撑腿的高度，从而调节升降平台的高度，实现了夹具高度的调节，使得夹具能够满足用户全方面的需求，增加了夹具的适用范围。在具体实现时，工作人员在发出预设指令后，可以将一只手放在红外测距传感器的上方某处，使红外测距传感器根据手与升降平台的距离确定初始距离，也可以通过人机交互模块设定初始距离。同时还设置由转速传感器，转速传感器用于实时检测升降电机的转速，用户可以通过人机交互模块设定升降的电机的转速，当转速过高或者过低时，控制报警器报警，提醒工作人员升降电机故障，便于及时进行维修。

第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸用于驱动第一夹持机构、第二夹持机构、第三夹持机构进行直线收缩，一般而言需要装置位移传感器来量测其收缩量，但若每个运动轴上皆装置位移传感器时，整体机构与成本亦会相对增加，而且在控制上也将较为复杂，为了克服此缺点，本实用新型采用同一个驱动器驱动三组液压缸，保证了三组液压缸驱动值的一致性，从而保证了液压缸带动三组夹紧件动作的一致性，即位移的一致性，首先，工作人员通过人机交互模块输入待加工筒状飞机零件的直径，工件传感器实时检测待加工的飞机零件是否在预先设定的位置，若不在进行报警，若在，控制处理器根据夹紧件与筒状零件中心位置的距离和筒状零件的直径计算位移量，根据位移量输出液压缸的驱动值，控制处理器控制第一驱动器驱动三组液压缸同时动作，即使最初防止零件的时候，零件与设定的中心位置有一定差异，也能通过呈三角设置的液压缸推动的夹持机构运动相同的行程后，将带夹持件保保证待加工圆筒状飞机零件处于平台中心位置，便于后续开槽、钻孔第操作，同时设置有三组夹持机构与筒体接触的位置设置有防滑垫，用于增大摩擦，防止相对滑动，所述防滑垫远离所述圆筒状零件的一侧还设有压力传感器，三组压力传感器实时监控，夹持机构对零件的压力，若三组压力，并计算一定时间内的平均压力，若其中任意一组平均压力值大于或者小于预设的压力值，则表明该液压缸以及对应的夹持机构出现异常，控制处理器控制报警模块报警，若三组压力值处在一个相对稳定的状态，且均在预设的压力范围内，则不报警。

进一步的，所述报警模块为声光报警器，声光报警器外壳为全不锈钢壳体，灯壳抗冲击能力强，180清晰可视超高亮LED发光管，配备超强蜂鸣器，具有工作稳定，使用寿命长，功耗低，不受污染物和水的影响等特点。

进一步的，所述人机交互模块包括参数设置模块、数据显示模块、按钮模块，所述参数设置模块、数据显示模块、按钮模块分别与控制处理器连接，通过人机交互模块实现夹具与用户数据的传输，便于工作人员监测与控制夹具作业。

进一步的，所述压力传感器为DATA-52系列扩散硅压力变送器，所述DATA-52系列扩散硅压力变送器具有体积小、质量轻、准确度。

进一步的，所述转速传感器采用激光式转速传感器，所述激光式转速传感器可测量转子的转速，特点是分辨率高，距离远，实用范围广，频响宽，可靠性高。

进一步的，所述数据存储模块包括零件数据存储模块、夹持数据存储模块，所述零件数据存储模块、夹持数据存储模块分别与控制处理器连接，通过零件数据存储模块存储各种筒状零件的直径信息，夹持数据存储模块用于存储不同直径筒状零件的夹持力信息。

进一步的，所述无线通信模块包括WIFI、4G、5G网络中的一种或者多种，实现无线传感器、用户手机、远程终端等设备与控制处理器之间的数据传输。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为西门子S7-300。

值得注意的是：本方案中的控制处理器、电源模块、无线通信模块、数据擦擦擦模块、转速传感器、红外测距传感器、温度传感器、压力传感器等均为现有技术中的常用电路或实物，本方案的创新不在于单个的电路上，而是数个模块以及电路的配合实现了夹持工装夹持力的精确控制，使得圆筒状零件侧壁受力均匀，避免筒状零件受损，实现了高度的稳定调节，满足多样化的需求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，包括控制处理器模块、传感器模块、第一执行模块、第二执行模块、报警模块、人机交互模块；

所述控制处理器模块包括控制处理器、电源模块、数据存储模块、无线通信模块，所述电源模块、数据存储模块、无线通信模块分别与控制处理器连接；

所述传感器模块包括压力传感器、工件传感器、红外测距传感器、转速传感器，所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、工件传感器、红外测距传感器、转速传感器分别与控制处理器连接，所述第一压力传感器用于检测第一夹持机构对筒状零件的压力，所述第二压力传感器用于检测第二夹持机构对筒状零件的压力，所述第三压力传感器用于检测第三夹持机构对筒状零件的压力；

所述第一执行模块包括第一驱动器、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸均与所述第一驱动器连接，所述第一驱动器与控制处理器连接；

所述第二执行模块包括第二驱动器、升降电机、支撑腿，所述第二驱动器、升降电机、支撑腿依次连接，所述第二驱动器与控制处理器连接；

所述报警模块、人机交互模块与控制处理器连接。

2.根据权利要求1所述的一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，所述报警模块为声光报警器。

3.根据权利要求1所述的一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，所述人机交互模块包括参数设置模块、数据显示模块、按钮模块，所述参数设置模块、数据显示模块、按钮模块分别与控制处理器连接。

4.根据权利要求1所述的一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，所述压力传感器为DATA-52系列扩散硅压力变送器。

5.根据权利要求1所述的一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，所述转速传感器采用激光式转速传感器。

6.根据权利要求1所述的一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，所述数据存储模块包括零件数据存储模块、夹持数据存储模块，所述零件数据存储模块、夹持数据存储模块分别与控制处理器连接。

7.根据权利要求1所述的一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，所述无线通信模块包括WIFI、4G、5G网络中的一种或者多种。

8.根据权利要求1所述的一种圆筒状飞机零件夹持工装，其特征在于，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为西门子S7-300。

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