CN217914857U - 一种用于航空结构件的柔性工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及航空机械加工领域，特别是一种用于航空结构件的柔性工装，包括多个运动模块和静滑轨机构；所述运动模块包括吸盘装置、电缸模块和动滑轨机构；吸盘装置设置于电缸模块顶部，电缸模块包括电缸和电缸驱动装置，电缸模块与动滑轨机构连接；所述的动滑轨机构包括滑轨模块、动滑轨侧板、和动滑轨驱动装置，动滑轨机构与静滑轨机构连接；静滑轨机构包括大滑轨、静滑轨侧板、大滚珠丝杠，本实用新型的优点是可以根据加工件的曲面形状，调整每个电缸的高度，使每个吸盘贴合加工件的曲面，吸附固定加工件，且可根据加工件的壁厚和曲面形状的复杂程度，调整吸盘的位置和密度，为加工件提供更符合实际加工情况的支撑。

Description

一种用于航空结构件的柔性工装

技术领域

本实用新型涉及航空机械加工领域，特别是一种用于航空结构件的柔性工装。

背景技术

飞机零部件结构复杂，尤其是飞机零部件上存在很多曲面结构，目前国内飞机结构件的加工制造大多使用专用工装，这种一个部件对应一个工装的加工方法，效率低下，极大地延长了飞机的制造周期，不利于飞机的加工制造，目前也有小部分飞机结构件件采用点阵吸附式柔性工装制造，但这些柔性工装的吸附点的水平位置不可变或者只能改变一个方向，对于零件易变形的薄弱处不能很好地支撑。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于航空结构件的柔性工装。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于航空结构件的柔性工装，包括多个运动模块和静滑轨机构；所述运动模块包括吸盘装置、电缸模块和动滑轨机构；

所述的吸盘装置设置于电缸模块顶部，所述的电缸模块包括电缸1和电缸驱动装置，所述电缸驱动装置设置于电缸1两侧；所述的动滑轨机构包括滑轨模块、动滑轨侧板12、和动滑轨驱动装置，两个所述滑轨模块上下分布设置在两个所述动滑轨侧板12之间，所述滑轨模块包括两个小滑轨4，所述小滑轨4固定在动滑轨侧板12之间，多个所述电缸模块的中部和底部分别滑动设置在对应的滑轨模块的小滑轨4之间，所述滑轨模块还包括设置在动滑轨侧板12之间的小滚珠丝杠5，所述小滚珠丝杠5上螺纹连接有多个小滚珠丝杠螺母22，多个所述小滚珠丝杠螺母22与对应的电缸1转动连接，所述小滚珠丝杠螺母22与所述电缸驱动装置连接，所述的动滑轨驱动装置设置于所述动滑轨侧板12上；

所述的静滑轨机构包括大滑轨9、静滑轨侧板6、运动模块驱动装置和大滚珠丝杠11，两个所述静滑轨侧板6设置在多个运动模块的两侧，两根所述大滑轨9设置在多个运动模块的另外两侧，所述大滑轨9与小滑轨4垂直，所述大滑轨9的两端分别固定在静滑轨侧板6上，所述大滑轨9与多个所述动滑轨机构的动滑轨侧板12滑动连接，所述静滑轨侧板6之间还设置有大滚珠丝杠11，所述大滚珠丝杠11上螺纹连接有大滚珠丝杠螺母13，所述运动模块驱动装置固定在动滑轨侧板12上且与大滚珠丝杠螺母13连接。

具体的，所述吸盘装置包括负压接头和吸盘，所述负压接头设置于所述电缸模块顶部，所述负压接头底部为圆盘结构，顶部为球形结构，所述负压接头底部圆盘侧面还设置有吸气接口，所述吸气接口连接外界真空源，所述负压接头内部还设置有气道，所述气道连通所述吸气接口和负压接头顶部，所述吸盘顶部为圆盘形，所述吸盘中间位置设置有一球形空间，所述吸盘通过所述球形空间连接于所述负压接头上。

具体的，所述电缸驱动装置包括小伺服电机、小同步带轮和小同步带，所述小伺服电机固定在所述电缸上，所述电缸侧壁上设置有多个小螺母挡块，所述小滚珠丝杠螺母两端转动设置于所述小螺母挡块上，所述小滚珠丝杠螺母外表面设置有小同步带轮齿，所述小同步带轮设置于所述小伺服电机上，所述小同步带与所述小同步带轮和小同步带轮齿啮合。

具体的，所述运动模块驱动装置包括大伺服电机、大同步带轮和大同步带，所述大伺服电机固定在所述动滑轨侧板上，所述动滑轨侧板上设置有两个大螺母挡块，所述大滚珠丝杠螺母两端转动设置于大螺母挡块上，所述大滚珠丝杠螺母外表面设置有大同步带轮齿，所述大同步带轮设置于所述大伺服电机上，所述大同步带与所述大同步带轮和大同步带轮齿啮合。

具体的，所述大滑轨和小滑轨均为双轴心直线导轨。

具体的，所述静滑轨侧板与大滑轨之间连接处还设置有加强筋板。

本实用新型具有以下优点：

1、采用可伸缩的电缸，使位于电缸顶部的吸盘装置的垂直位置可改变，多个吸盘装置的垂直位置改变后，能够贴合存在复杂曲面的航空零件，真空吸附将零件牢牢固定，并且经过调整，一个柔性工装能够适应多种零件。

2、通过动滑轨机构和静滑轨机构配合工作，使每个吸盘装置的水平位置可以纵向和横向改变，进而可改变吸盘装置的密度，使零件易发生变形的薄弱处能够得到更多支撑。

附图说明

图1 为本实用新型的航空结构件的柔性工装结构示意图；

图2 为本实用新型的运动模块结构示意图；

图3 为本实用新型的运动模块驱动装置结构示意图；

图4 为本实用新型的电缸驱动装置结构示意图；

图5 为本实用新型的吸盘装置剖视图；

图中：1-电缸，2-吸盘，3-负压接头，4-小滑轨，5-小滚珠丝杠，6-静滑轨机构侧板，7-小伺服电机，8-大伺服电机，9-大滑轨，10-加强筋板，11-大滚珠丝杠，12-动滑轨机构侧板，13-大滚珠丝杠螺母，14-大螺母挡块，15-大同步带轮齿，16-大同步带，17-大同步带轮，18-小同步带轮，19-小同步带，20-小同步带轮齿，21-小螺母挡块，22-小滚珠丝杠螺母，23-气道，24-吸气接口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1-图5所示，一种用于航空结构件的柔性工装，它包括多个运动模块和静滑轨机构；所述运动模块包括吸盘装置、电缸模块和动滑轨机构；

所述的吸盘装置设置于电缸模块顶部，所述的电缸模块包括电缸1和电缸驱动装置，所述电缸驱动装置设置于电缸1两侧；所述的动滑轨机构包括滑轨模块、动滑轨侧板12、和动滑轨驱动装置，两个所述滑轨模块上下分布设置在两个所述动滑轨侧板12之间，所述滑轨模块包括两个小滑轨4，两个所述小滑轨4固定在动滑轨侧板12之间，多个所述电缸模块的中部和底部分别滑动设置在对应的滑轨模块的小滑轨4之间，所述滑轨模块还包括设置在动滑轨侧板12之间的小滚珠丝杠5，所述小滚珠丝杠5上螺纹连接有多个小滚珠丝杠螺母22，多个所述小滚珠丝杠螺母22与对应的电缸1转动连接，所述小滚珠丝杠螺母22与所述电缸驱动装置连接，所述的动滑轨驱动装置设置于所述动滑轨侧板12上；

所述的静滑轨机构包括大滑轨9、静滑轨侧板6、运动模块驱动装置和大滚珠丝杠11，两个所述静滑轨侧板6设置在多个运动模块的两侧，两根所述大滑轨9设置在多个运动模块的另外两侧，所述大滑轨9的两端分别固定在静滑轨侧板6上，所述大滑轨9与多个所述动滑轨机构的动滑轨侧板12连接，所述静滑轨侧板6设置于大滑轨9的两端，所述静滑轨侧板6之间还设置有大滚珠丝杠11，所述大滚珠丝杠11上螺纹连接有大滚珠丝杠螺母13，所述运动模块驱动装置固定在动滑轨侧板12上且与大滚珠丝杠螺母13连接，所述与小滚珠丝杠螺母22连接的电缸驱动装置可以驱动电缸模块在所述小滑轨4上做横向移动，所述与大滚珠丝杠螺母13连接的运动模块驱动装置可以驱动所述运动模块构沿大滑轨9做纵向移动，进而带动电缸模块做纵向运动，所述电缸模块可以使吸盘装置做垂直运动，在使用工装时，通过将吸盘装置在纵向、横向和垂直方向上的调整，使吸盘装置完全贴合零件的曲面，且可根据零件不同强度的不同部位，改变贴合于零件各个部位的吸盘装置的密度，在吸盘装置贴合零件曲面后，给吸盘装置提供负压，将零件吸附固定于工装。

进一步的，所述吸盘装置包括负压接头3和吸盘2，所述负压接头3设置于所述电缸模块顶部，所述负压接头3底部为圆盘结构，顶部为球形结构，所述负压接头3底部圆盘侧面还设置有吸气接口24，所述吸气接口24连接外界真空源，所述负压接头3内部还设置有气道23，所述气道23连通所述吸气接口24和负压接头3顶部，所述吸盘2顶部为圆盘形，所述吸盘2中间位置设置有一球形空间，所述吸盘2通过所述球形空间连接于所述负压接头3上，负压接头3上球形结构连接吸盘2，使吸盘2可以朝各个方向转动一定的角度，使吸盘2贴合零件曲面，吸盘2贴合零件曲面后，外界真空源向吸气接口24提供负压，使零件被吸附于吸盘上。

进一步的，所述电缸驱动装置包括小伺服电机7、小同步带轮18和小同步带19，所述小伺服电机7固定在所述电缸1上，所述电缸1侧壁上对应一个小滚珠丝杠螺母22设置有两个小螺母挡块21，所述小滚珠丝杠螺母22两端转动设置于所述小螺母挡块21上，所述小滚珠丝杠螺母22外表面设置有小同步带轮齿20，所述小同步带轮18设置于所述小伺服电机7上，所述小同步带19与所述小同步带轮18和小同步带轮齿20啮合，通过电信号驱动小伺服电机7，小伺服电机7带动小同步带19，小同步带19与小滚珠丝杠螺母22上的小同步带轮齿20啮合，带动小滚珠丝杠螺母22转动，小滚珠丝杠螺母22转动后，沿小滚珠丝杠5运动，由于小滚珠丝杠螺母22两端设置有小螺母挡块21，小螺母挡块21与小滚珠丝杠螺母22转动连接处设置有推力球轴承，使小滚珠丝杠螺母22转动的同时可推动小螺母挡块21，进而推动电缸模块，实现电缸模块的横向运动。

进一步的，所述运动模块驱动装置包括大伺服电机8、大同步带轮17和大同步带16，所述大伺服电机8固定在所述动滑轨侧板12上，所述动滑轨侧板12上对应一个大滚珠丝杠螺母13设置有两个大螺母挡块14，所述大滚珠丝杠螺母13两端转动设置于大螺母挡块14上，所述大滚珠丝杠螺母13外表面设置有大同步带轮齿15，所述大同步带轮17设置于所述大伺服电机8上，所述大同步带16与所述大同步带轮17和大同步带轮齿15啮合，通过电信号驱动大伺服电机8，大伺服电机8带动大同步带16，大同步带16与大滚珠丝杠螺母13上的大同步带轮齿15啮合，带动大滚珠丝杠螺母13转动，大滚珠丝杠螺母13转动后，沿大滚珠丝杠11运动，由于大滚珠丝杠螺母13两端设置有大螺母挡块14，大螺母挡块14与大滚珠丝杠螺母13转动连接处设置有推力球轴承，使大滚珠丝杠螺母13转动的同时可推动大螺母挡块14，进而带动运动模块构沿大滑轨9纵向运动，进而实现电缸模块的纵向运动。

进一步的，所述大滑轨9和小滑轨4均为双轴心直线导轨，双轴心直线导轨的额定负载比直线轴承更高，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。

进一步的，所述大滑轨侧板6与大滑轨9之间连接处还设置有加强筋板10，加强筋板10使整个工装更加稳定。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于航空结构件的柔性工装，其特征在于：包括多个运动模块和静滑轨机构；所述运动模块包括吸盘装置、电缸模块和动滑轨机构；

所述的吸盘装置设置于电缸模块顶部，所述的电缸模块包括电缸（1）和电缸驱动装置，所述电缸驱动装置设置于电缸（1）两侧；所述的动滑轨机构包括滑轨模块、动滑轨侧板（12）、和动滑轨驱动装置，两个所述滑轨模块上下分布设置在两个所述动滑轨侧板（12）之间，所述滑轨模块包括两个小滑轨（4），所述小滑轨（4）固定在动滑轨侧板（12）之间，多个所述电缸模块的中部和底部分别滑动设置在对应的滑轨模块的小滑轨（4）之间，所述滑轨模块还包括设置在动滑轨侧板（12）之间的小滚珠丝杠（5），所述小滚珠丝杠（5）上螺纹连接有多个小滚珠丝杠螺母（22），多个所述小滚珠丝杠螺母（22）与对应的电缸（1）转动连接，所述小滚珠丝杠螺母（22）与所述电缸驱动装置连接，所述的动滑轨驱动装置设置于所述动滑轨侧板（12）上；

所述的静滑轨机构包括大滑轨（9）、静滑轨侧板（6）、运动模块驱动装置和大滚珠丝杠（11），两个所述静滑轨侧板（6）设置在多个运动模块的两侧，两根所述大滑轨（9）设置在多个运动模块的另外两侧，所述大滑轨（9）与小滑轨（4）垂直，所述大滑轨（9）的两端分别固定在静滑轨侧板（6）上，所述大滑轨（9）与多个所述动滑轨机构的动滑轨侧板（12）滑动连接，所述静滑轨侧板（6）之间还设置有大滚珠丝杠（11），所述大滚珠丝杠（11）上螺纹连接有大滚珠丝杠螺母（13），所述运动模块驱动装置固定在动滑轨侧板（12）上且与大滚珠丝杠螺母（13）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于航空结构件的柔性工装，其特征在于：所述吸盘装置包括负压接头（3）和吸盘（2），所述负压接头（3）设置于所述电缸模块顶部，所述负压接头（3）底部为圆盘结构，顶部为球形结构，所述负压接头（3）底部圆盘侧面还设置有吸气接口（24），所述吸气接口（24）连接外界真空源，所述负压接头（3）内部还设置有气道（23），所述气道（23）连通所述吸气接口（24）和负压接头（3）顶部，所述吸盘（2）顶部为圆盘形，所述吸盘（2）中间位置设置有一球形空间，所述吸盘（2）通过所述球形空间连接于所述负压接头（3）上。

3.根据权利要求1所述的一种用于航空结构件的柔性工装，其特征在于：所述电缸驱动装置包括小伺服电机（7）、小同步带轮（18）和小同步带（19），所述小伺服电机（7）固定在所述电缸（1）上，所述电缸（1）侧壁上设置有小螺母挡块（21），所述小滚珠丝杠螺母（22）两端转动设置于所述小螺母挡块（21）上，所述小滚珠丝杠螺母（22）外表面设置有小同步带轮齿（20），所述小同步带轮（18）设置于所述小伺服电机（7）上，所述小同步带（19）与所述小同步带轮（18）和小同步带轮齿（20）啮合。

4.根据权利要求1所述的一种用于航空结构件的柔性工装，其特征在于：所述运动模块驱动装置包括大伺服电机（8）、大同步带轮（17）和大同步带（16），所述大伺服电机（8）固定在所述动滑轨侧板（12）上，所述动滑轨侧板（12）上设置有大螺母挡块（14），所述大滚珠丝杠螺母（13）两端转动设置于大螺母挡块（14）上，所述大滚珠丝杠螺母（13）外表面设置有大同步带轮齿（15），所述大同步带轮（17）设置于所述大伺服电机（8）上，所述大同步带（16）与所述大同步带轮（17）和大同步带轮齿（15）啮合。

5.根据权利要求1所述的一种用于航空结构件的柔性工装，其特征在于：所述大滑轨（9）和小滑轨（4）均为双轴心直线导轨。

6.根据权利要求1所述的一种用于航空结构件的柔性工装，其特征在于：所述静滑轨侧板（6）与大滑轨（9）之间连接处还设置有加强筋板（10）。

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