CN219443711U - 一种蒙皮切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蒙皮切割装置，其包括支撑座和设置在所述支撑座侧边的切割头组件，所述支撑上设置有升降单元、边缘限位件和成型模块，所述升降单元以阵列排布的方式支撑在所述支撑座上，所述边缘限位件按照能够倾斜夹持具有弧度的蒙皮的边缘的方式支撑在所述升降单元的外围；所述升降单元的轴向上方设置有能够跟随其发生升降联动的成型模块，从而使所述成型模块能够在所述升降单元的支撑下构建出与蒙皮弧度相匹配的可重构式支撑曲面。本实用新型能够对整个蒙皮曲面进行支撑限位以保持蒙皮的原有曲面形态，从而防止蒙皮被夹紧和切割过程时出现形变，避免蒙皮的原有表面轮廓被破坏。

Description

一种蒙皮切割装置

技术领域

本实用新型涉及蒙皮切割加工设备技术领域，尤其涉及一种蒙皮切割装置。

背景技术

飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外部，用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞机气动力外形的维形构件。飞机蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻，起到承受和传递起动载荷的作用。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。

飞机蒙皮是一种薄壁形飞机表面构件，现有的蒙皮切割装置通常是采用气缸推力径向夹紧。通常，该类蒙皮切割装置通过三个气缸构件从蒙皮的正面及两个侧面对蒙皮径向夹紧，该类气缸构件是直接固定安装在装置的底座上的，其通过推动气缸构件端部的压块发生相向运动的方式以完成对具有曲面形状的蒙皮的夹紧，但是受到气缸构件自身的结构局限，使得其无法有效地通过压块将蒙皮限定为其本身所具备的曲面形态，尤其是压块在接触蒙皮的时候，压块会对蒙皮产生一定的冲击力，使蒙皮与压块接触的产生一定的形变，并且气缸构件夹紧运动还会破坏蒙皮表面轮廓，使得蒙皮所具备的曲面形状发生变化。此外，由于蒙皮属于薄壁板体，其自身刚性较弱，极易在外力作用下发生多余的变形，因此，现有的蒙皮切割装置在夹紧和切割过程中改变了蒙皮的原有参数，致使蒙皮表面粗糙度和轮廓度发生额外的变化，使得蒙皮无法正常进行装配。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于实用新型人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种能够对整个蒙皮曲面进行支撑限位以保持蒙皮的原有曲面形态的蒙皮切割装置，以解决现有蒙皮切割装置在对蒙皮进行夹紧和切割过程中容易致使蒙皮发生形变，从而破坏蒙皮表面轮廓的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：一种蒙皮切割装置，其包括支撑座和设置在所述支撑座侧边的切割头组件，所述支撑上设置有升降单元、边缘限位件和成型模块，所述升降单元以阵列排布的方式支撑在所述支撑座上，所述边缘限位件按照能够倾斜夹持具有弧度的蒙皮的边缘的方式支撑在所述升降单元的外围；所述升降单元的轴向上方设置有能够跟随其发生升降联动的成型模块，从而使所述成型模块能够在所述升降单元的支撑下构建出与蒙皮弧度相匹配的可重构式支撑曲面。

根据一种优选的实施方式，所述成型模块包括弹性层、弯曲层和覆膜表层，其中，所述弹性层能够依据所述升降单元所提供的支撑力而构建出动态变换的可重构式支撑曲面；所述弯曲层按照能够在跟随所述弹性层弯曲的同时提供曲面弯曲刚度的方式铺设在所述弹性层上。

根据一种优选的实施方式，所述弹性层包括硅胶体和弹性杆，所述硅胶体包括两个叠放的层状结构，并且该层状结构中间隔开设有多个相互平行的贯穿孔，其中分设在不同层状结构中的贯穿孔相互垂直；所述弹性杆按照能够在所述硅胶体发生弯曲形变时与所述硅胶体发生相对滑移的方式插设在所述贯穿孔中。

根据一种优选的实施方式，所述弯曲层包括由若干菱形拼接单元进行堆叠铺设所形成的至少两个能够发生相对偏转的平面层体，并且所述平面层体表面包覆有弹性贴附层；叠放的所述菱形拼接单元通过贯穿面心的转动轴进行连接，并且构成不同平面层体的所述菱形拼接单元按照其对角线存在夹角的方式进行设置。

根据一种优选的实施方式，所述菱形拼接单元按照其能够作为动态偏转的运动单元并且形成偏转幅度均匀的封闭面的方式带动所述弯曲层发生与所述弹性层相同弧度的起伏，从而构建出单曲面或双曲面形状。

根据一种优选的实施方式，所述弹性层、弯曲层和覆膜表层按照叠放的方式进行连接，并且所述弹性层远离所述弯曲层的表面贴附有能够与所述升降单元活动连接的底部安装层，并且所述底部安装层远离所述弹性层的表面按照与所述升降单元的分布位置相对应的方式开设有用于安装所述升降单元的自由旋转头的安装槽。

根据一种优选的实施方式，所述覆膜表层的上表面设置能够支撑蒙皮的定位柱，所述定位柱是通过连接帽安装在所述覆膜表层上的，并且所述定位柱能够跟随所述覆膜表层进行升降，以形成支撑高度存在差异的支撑结构。

根据一种优选的实施方式，所述升降单元包括伸缩件、连接杆和所述自由旋转头，其中，所述伸缩件支撑在所述支撑座上，并且在所述支撑座上阵列排布的若干所述伸缩件通过连接杆进行连接，所述伸缩件远离所述支撑座的一端通过所述自由旋转头与所述弹性层进行连接。

根据一种优选的实施方式，所述边缘限位件包括分设在所述支撑座的四个侧面的限位柱体、设置在限位柱体的轴向上端的限位槽以及与所述限位槽连接以限定蒙皮边缘的压紧件，其中，所述限位柱体能够绕其余所述支撑座的连接位置发生可调节转动，并且其能够通过改变自身长度及倾斜参数的方式是将所述限位槽定位在指定的工作位置。

根据一种优选的实施方式，所述限位槽能够相对于所述限位柱体进行可调节转动，以使得其槽体的槽口方向与蒙皮的曲面斜度相匹配。

本实用新型的有益效果是：

本装置所设置的阵列排布的若干升降单元能够根据所需要支撑的蒙皮的形状和面积选择性地部分发生升降运动，使得其所构建的曲面轮廓与蒙皮形态相契合。此外，每个边缘限位件独立发生长度及倾斜参数改变，从而对蒙皮不同方向的不同区段边缘进行夹紧固定，从而在夹紧蒙皮以限定其待切割摆放位置的同时维持蒙皮原有的曲面形态，并且边缘限位件的限位槽的高度和倾斜角度均能够根据需求进行调节，使得其能够对具有不同大小和曲面弯曲弧度的蒙皮边缘进行不改变蒙皮形态轮廓的夹持，以使得蒙皮被定位在成型模块上，防止蒙皮发生偏移或移位。

本装置的成型模块在跟随升降单元发生不同点位的高度变化时，其点位附近的层体结构能够依据相邻点位之间的高度差以及自身的刚度形成一个连贯且具有弧度的坡度面，从而多个坡度面的拼接形成了所需要的曲面形态。位于不同层状结构中的弹性杆以在轴向投影面内构建出相互交错式的网格投影的方式形成至少两个拉伸方向交错的弹性刚度层。弹性杆能够为变形弯曲成的硅胶体提供反向回弹力，以使得硅胶体形成一个具有一定结构强度的曲面，从而限定硅胶体的形变具有一个连续性，使得其在升降单元的带动下产生具有稳定性和支撑强度的曲面。最后，相邻两个平面层体上的菱形拼接单元是以叠放的方式构建的，两个堆叠的菱形拼接单元的区域中心点相互连接，从而限定处于同一区域内的两个菱形拼接单元之间的相对转动。相邻两个平面层体上同一区域内的菱形拼接单元是以一定交角交错设置的，使得不同平面层体能够沿不同方向提供弯曲刚度。

附图说明

图1是本实用新型所提出的一种优选的蒙皮切割装置的结构示意图；

图2是本实用新型所提出的一种优选的蒙皮切割装置的弯曲层的剖析图。

附图标记列表

1：支撑座；2：升降单元；3：边缘限位件；4：成型模块；5：切割头组件；21：伸缩件；22：连接杆；23：自由旋转头；31：限位柱体；32：限位槽；33：压紧件；41：弹性层；42：弯曲层；43：覆膜表层；44：底部安装层；45：连接帽；46：定位柱；411：硅胶体；412：弹性杆；413：贯穿孔；421：菱形拼接单元；422：弹性贴附层；441：安装槽；51：第一杆体；52：第二杆体；53：切割头。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接和间接连接(联接)。

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本申请提供一种蒙皮切割装置，其包括支撑座1、升降单元2、边缘限位件3、成型模块4和切割头组件5。

根据图1示出的一种具体的实施方式，在支撑座1上分区安装有升降单元2、边缘限位件3和切割头组件5。若干升降单元2按照阵列排布的方式支撑在支撑座1的上表面。边缘限位件3按照围绕升降单元2以对被升降单元2所支撑的蒙皮的边缘进行夹持的方式设置在支撑座1的上表面靠近边缘的区域。边缘限位件3能够倾斜夹持具有弧度的蒙皮的边缘。切割头组件5通过平移轨道或步进轨道安装在支撑座1的侧边，并且将其工作端悬置在支撑座1的上方空间，并且通过设置的多向平移机构而将其可调节地运动至支撑座1的上方空间的任意位置。升降单元2远离支撑座1的高度可调节的一端连接有成型模块4。成型模块4的底面与阵列排布的升降单元2连接，从而将成型模块4的不同点位被不同的升降单元2支撑在不同的高度上，从而受到成型模块4自身的弯曲刚度和一体平面层级结构的限制，使得不同高度点位之间的成型模块4的层体以发生一定倾斜度的弯曲的方式形成特定的曲面，从而使其所构建的曲面能够与蒙皮的形态轮廓相契合，进而以无支撑间隙的方式支撑定位蒙皮，使得蒙皮能够在成型模块4上被切割头组件5切割。

优选地，阵列排布在支撑座1上的若干升降单元2的顶端能够可调节地构建出具有多种弧度的曲面。具体地，升降单元2包括伸缩件21、连接杆22和自由旋转头23。优选地，伸缩件21支撑在支撑座1上，并且在支撑座1上阵列排布的若干伸缩件21通过连接杆22进行连接，使得若干连接杆22在若干伸缩杆21之间形成连接网格，以辅助限定若干绳索杆21之间的相对位置和支撑稳定性。伸缩件21远离支撑座1的一端通过自由旋转头23与弹性层41进行连接，使得弹性层41被不同的升降单元2支撑在不同的高度的情况下，相邻两个高度不同的升降单元2所能够支撑的弹性层41的区域层体是具有一个倾斜坡度的，使得层体区域被支撑在不同高度以构建具有连续倾斜坡度的曲面。优选地，若干升降单元2能够独立发生不同数值的升降，从而将其顶部断面所设置的自由旋转头23支撑定位在不同的高度位置上，从而若干阵列排布的自由旋转头23能够形成具有起伏形态的曲面轮廓。

优选地，若干升降单元2能够根据所需要支撑的蒙皮的形状和面积选择性地部分发生升降运动，使得其所构建的曲面轮廓与蒙皮形态相契合，尤其是针对异形蒙皮时，升降单元2仅仅只有部分与异形蒙皮的摆放区域相对应的伸缩件21发生升降，剩余的伸缩杆21始终为所构建的曲面轮廓的延展面部分所对应的成型模块4的非曲面成型支撑的非工作状态。优选地，伸缩杆21可以是气缸伸缩结构或其他可发生轴向长度变化的伸缩式支撑结构。

优选地，边缘限位件3包括分设在支撑座1的四个侧面的限位柱体31、设置在限位柱体31的轴向上端的限位槽32以及与限位槽32连接以限定蒙皮边缘的压紧件33。进一步优选地，限位柱体31能够绕其余支撑座1的连接位置发生可调节转动，并且其能够通过改变自身长度及倾斜参数的方式是将限位槽32定位在指定的工作位置，从而使限位槽32的槽口能够卡套在具有不同大小和面积的蒙皮边缘。进一步优选地，倾斜参数可以是倾斜方向及倾斜角度。优选地，限位槽32能够相对于限位柱体31进行可调节转动，以使得其槽体的槽口方向与蒙皮的曲面斜度相匹配。限位槽32的高度和倾斜角度均能够根据需求进行调节，使得其能够对具有不同大小和曲面弯曲弧度的蒙皮边缘进行不改变蒙皮形态轮廓的夹持，以使得蒙皮被定位在成型模块4上，防止蒙皮发生偏移或移位。本申请所设置的限位槽32及穿设在限位槽32上的压紧件33对蒙皮的边缘轮廓进行适配性夹持。限位槽32和压紧件33的抵靠表面可以设置为具有一定变形和回弹系数的硅胶材料，使得两者在与蒙皮的边缘区域表面发生接触时，两者是以适配蒙皮的层体形态的方式对蒙皮进行夹紧。优选地，支撑座1的四个侧边缘分别设置有至少一个边缘限位件3。进一步优选地，每个侧边缘可以设置有三个边缘限位件3，并且每个边缘限位件3独立发生长度及倾斜参数改变，从而对蒙皮不同方向的不同区段边缘进行夹紧固定，从而在夹紧蒙皮以限定其待切割摆放位置的同时维持蒙皮原有的曲面形态。

优选地，升降单元2的轴向上方设置有能够跟随其发生升降联动的成型模块4，从而使成型模块4能够在升降单元2的支撑下构建出与蒙皮弧度相匹配的可重构式支撑曲面。针对升降单元2仅能够提供具有大致曲面起伏态轮廓而无法构建完整且具有倾斜弧度面的曲面的缺陷，在其顶部铺设具有一定弯曲刚度的成型模块4，使得成型模块4在跟随升降单元2发生不同点位的高度变化时，其点位附近的层体结构能够依据相邻点位之间的高度差以及自身的刚度形成一个连贯且具有弧度的坡度面，从而多个坡度面的拼接形成了所需要的曲面形态。

优选地，成型模块4包括弹性层41、弯曲层42和覆膜表层43。弹性层41能够依据升降单元2所提供的支撑力而构建出动态变换的可重构式支撑曲面。弯曲层42按照能够在跟随弹性层41弯曲的同时提供曲面弯曲刚度的方式铺设在弹性层41上。进一步优选地，弹性层41、弯曲层42和覆膜表层43按照叠放的方式进行连接，并且弹性层41远离弯曲层42的表面贴附有能够与升降单元2活动连接的底部安装层44。底部安装层44远离弹性层41的表面按照与升降单元2的分布位置相对应的方式开设有用于安装升降单元2的自由旋转头23的安装槽441。

优选地，弹性层41包括硅胶体411和弹性杆412。硅胶体411包括两个叠放的层状结构，并且该层状结构中间隔开设有多个相互平行的贯穿孔413，其中分设在不同层状结构中的贯穿孔413相互垂直。进一步优选地，弹性杆412按照能够在硅胶体411发生弯曲形变时与硅胶体411发生相对滑移的方式插设在贯穿孔413中。具体地，位于不同层状结构中的弹性杆412以在轴向投影面内构建出相互交错式的网格投影的方式形成至少两个拉伸方向交错的弹性刚度层。弹性杆412能够为变形弯曲成的硅胶体411提供反向回弹力，以使得硅胶体411形成一个具有一定结构强度的曲面，从而限定硅胶体411的形变具有一个连续性，使得其在升降单元的带动下产生具有稳定性和支撑强度的曲面。

优选地，弯曲层42包括由若干菱形拼接单元421进行堆叠铺设所形成的至少两个能够发生相对偏转的平面层体，并且平面层体表面包覆有弹性贴附层422。如图2所示，堆叠铺设是指菱形拼接单元421按照无间隙拼接铺设形成平面层体的同时至少两个菱形拼接单元421是以叠放的方式进行设置的，使得弯曲层42至少存在两个平面层体。进一步优选地，叠放的菱形拼接单元421通过贯穿面心的转动轴进行连接，并且构成不同平面层体的菱形拼接单元421按照其对角线存在夹角的方式进行设置。具体地，相邻两个平面层体上的菱形拼接单元421是以叠放的方式构建的，其中，两个堆叠的菱形拼接单元421的区域中心点相互连接，从而限定处于同一区域内的两个菱形拼接单元421之间的相对转动。相邻两个平面层体上同一区域内的菱形拼接单元421是以一定交角交错设置的，使得不同平面层体能够沿不同方向提供弯曲刚度。

优选地，菱形拼接单元421按照其能够作为动态偏转的运动单元并且形成偏转幅度均匀的封闭面的方式带动弯曲层42发生与弹性层41相同弧度的起伏，从而构建出单曲面或双曲面形状。菱形拼接单元421的外形结构使得其能够绕面心连接杆发生偏转，并且在相邻菱形拼接单元421存在倾斜高度差时，与之投影交错的另一平面层中菱形拼接单元421能够提供一个刚性的倾斜弧度，从而使整个弯曲层42具有一个连续变化且倾斜弧度均匀的曲面形态。

优选地，覆膜表层43采用能够阻燃隔热并且具有较高表面平整度和可弯折度的硬质材料制成，并且覆膜表层43的上表面设置能够支撑蒙皮的定位柱46，定位柱46是通过连接帽45安装在覆膜表层43上的，并且定位柱46能够跟随覆膜表层43进行升降，以形成支撑高度存在差异的支撑结构。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种蒙皮切割装置，其包括支撑座(1)和设置在所述支撑座(1)侧边的切割头组件(5)，其特征在于，所述支撑座(1)上设置有升降单元(2)、边缘限位件(3)和成型模块(4)，所述升降单元(2)以阵列排布的方式支撑在所述支撑座(1)上，所述边缘限位件(3)按照能够倾斜夹持具有弧度的蒙皮的边缘的方式支撑在所述升降单元(2)的外围；

所述升降单元(2)的轴向上方设置有能够跟随其发生升降联动的成型模块(4)，从而使所述成型模块(4)能够在所述升降单元(2)的支撑下构建出与蒙皮弧度相匹配的可重构式支撑曲面。

2.如权利要求1所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述成型模块(4)包括弹性层(41)、弯曲层(42)和覆膜表层(43)，其中，

所述弹性层(41)能够依据所述升降单元(2)所提供的支撑力而构建出动态变换的可重构式支撑曲面；

所述弯曲层(42)按照能够在跟随所述弹性层(41)弯曲的同时提供曲面弯曲刚度的方式铺设在所述弹性层(41)上。

3.如权利要求2所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述弹性层(41)包括硅胶体(411)和弹性杆(412)，所述硅胶体(411)包括两个叠放的层状结构，并且该层状结构中间隔开设有多个相互平行的贯穿孔(413)，其中分设在不同层状结构中的贯穿孔(413)相互垂直；

所述弹性杆(412)按照能够在所述硅胶体(411)发生弯曲形变时与所述硅胶体(411)发生相对滑移的方式插设在所述贯穿孔(413)中。

4.如权利要求3所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述弯曲层(42)包括由若干菱形拼接单元(421)进行堆叠铺设所形成的至少两个能够发生相对偏转的平面层体，并且所述平面层体表面包覆有弹性贴附层(422)；

叠放的所述菱形拼接单元(421)通过贯穿面心的转动轴进行连接，并且构成不同平面层体的所述菱形拼接单元(421)按照其对角线存在夹角的方式进行设置。

5.如权利要求4所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述菱形拼接单元(421)按照其能够作为动态偏转的运动单元并且形成偏转幅度均匀的封闭面的方式带动所述弯曲层(42)发生与所述弹性层(41)相同弧度的起伏，从而构建出单曲面或双曲面形状。

6.如权利要求5所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述弹性层(41)、弯曲层(42)和覆膜表层(43)按照叠放的方式进行连接，并且所述弹性层(41)远离所述弯曲层(42)的表面贴附有能够与所述升降单元(2)活动连接的底部安装层(44)，并且所述底部安装层(44)远离所述弹性层(41)的表面按照与所述升降单元(2)的分布位置相对应的方式开设有用于安装所述升降单元(2)的自由旋转头(23)的安装槽(441)。

7.如权利要求6所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述覆膜表层(43)的上表面设置能够支撑蒙皮的定位柱(46)，所述定位柱(46)是通过连接帽(45)安装在所述覆膜表层(43)上的，并且所述定位柱(46)能够跟随所述覆膜表层(43)进行升降，以形成支撑高度存在差异的支撑结构。

8.如权利要求7所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述升降单元(2)包括伸缩件(21)、连接杆(22)和所述自由旋转头(23)，其中，

所述伸缩件(21)支撑在所述支撑座(1)上，并且在所述支撑座(1)上阵列排布的若干所述伸缩件(21)通过连接杆(22)进行连接，所述伸缩件(21)远离所述支撑座(1)的一端通过所述自由旋转头(23)与所述弹性层(41)进行连接。

9.如权利要求8所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述边缘限位件(3)包括分设在所述支撑座(1)的四个侧面的限位柱体(31)、设置在限位柱体(31)的轴向上端的限位槽(32)以及与所述限位槽(32)连接以限定蒙皮边缘的压紧件(33)，其中，

所述限位柱体(31)能够绕其余所述支撑座(1)的连接位置发生可调节转动，并且其能够通过改变自身长度及倾斜参数的方式是将所述限位槽(32)定位在指定的工作位置。

10.如权利要求9所述的蒙皮切割装置，其特征在于，所述限位槽(32)能够相对于所述限位柱体(31)进行可调节转动，以使得其槽体的槽口方向与蒙皮的曲面斜度相匹配。