CN109764848A - 一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装,由多个柔性工装单元组成，多个柔性工装单元排列呈直线阵列分布；柔性托架加装于底座的导轨上，实现柔性托架的水平移动。柔性托架为扇环形，两端连线与地面成45度，使得蒙皮与水平面成一定倾角，便于使用扫描设备进行扫描测量。柔性托架上安装吸盘。柔性托架的水平移动以及可改变高度的吸盘实现空间分布的吸盘多点支撑。使柔性托架可用于承载不同尺寸规格、不同曲率的蒙皮。电动推杆的伸缩移动以及滑板的滑动实现吸盘的空间排布，对蒙皮有多点支撑作用。电动推杆空间排布为扇形，多个吸盘在电动推杆推进长度相同时形成曲面。柔性工装易于拆卸，节省空间且便于测量，适用性广泛。

Description

一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装

技术领域

本发明涉及航空、航天制造技术领域，特别是涉及一种用于航空、航天制造业解决成形后蒙皮型面扫描的柔性工装。

背景技术

蒙皮零件通常是具有自由曲面外形的薄壁壳体。在加工制造过程中，蒙皮需经过多道工序，最后还需对其检测。对于最终的检测阶段，操作人员需要使用三维扫描仪对蒙皮进行扫描检测。传统的刚性托架难以保持蒙皮的曲率，难以满足蒙皮型面扫描检测的要求。

在中国发明专利CN104586114A中，公开了一种组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置。该发明主要用于蒙皮支撑，且柔性立柱为同一水平面排列，其支撑点的高度调节是通过钉高调整单元实现的，而钉高调整单元的调整范围受到很大限制。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:面向蒙皮型面扫描的柔性工装，由多个柔性工装单元组成，多个柔性工装单元排列呈直线阵列分布；其特征在于柔性工装单元包括步进电机、挡板、底座、导轨、滑块、联轴器、滑板、丝杠螺母、丝杠、托架、支柱、定位板、吸盘、立柱、电动推杆和托盘，所述底座为上述各部件提供支撑，底座两端有相同宽度的挡板，两根导轨平行固定在底座上位于两块挡板之间，且与底座同轴向；丝杠位于两根导轨之间，步进电机固定在底座端部的挡板外侧，联轴器位于底座端部的挡板内侧，步进电机输出轴与丝杠通过联轴器连接，滑板与滑块固连，步进电机带动丝杠转动，并通过丝杠螺母带动滑板的滑动，滑块与导轨配合，滑板带动滑块在导轨上滑动；

所述支柱固连在滑板上，支柱与托架通过螺栓紧固连接，定位板位于托架上端部，定位板上端为定位销用于固定蒙皮；托架为扇环形结构，两端连线与地面成45度，使得蒙皮与水平面成一定倾角，以用于三维扫描设备进行扫描测量；

所述托盘与托架通过螺栓紧固连接，电动推杆底部与托盘链接，电动推杆由电机驱动，可控制伸缩的长度，立柱一端与电动推杆顶端连接，立柱另一端与吸盘连接，立柱为空心铝管，侧面开有通气孔用于抽气吸紧蒙皮，电动推杆的上下移动与滑板的滑动，实现吸盘的空间排布，对蒙皮有多点支撑的作用。

所述托盘为多个,且多个托盘等间距排列在托架上。

柔性工装单元数量由被扫描的蒙皮尺寸所决定。

有利效果

本发明提出的一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装，该柔性工装通过将柔性托架加装于底座的导轨上，实现柔性托架的水平移动；柔性托架为扇环形，两端连线与地面成45度，使得蒙皮与水平面形成一定倾角，便于使用扫描设备进行扫描测量；其上安装有可改变高度的吸盘。柔性托架的水平移动以及可改变高度的吸盘，实现空间分布的吸盘多点支撑；使柔性托架可用于承载不同尺寸规格、不同曲率的蒙皮。该柔性工装易于拆卸，节省空间，便于测量。

本发明面向蒙皮型面扫描的柔性工装，通过电动推杆的上下伸缩移动以及滑板的滑动,实现吸盘的空间排布，对蒙皮有多点支撑作用。同时托架采用45度倾斜设计以便于三维扫描设备的工作，同时避免过度垂直于地面受重力作用使之变形。柔性托架为扇环形结构，推杆空间排布亦为扇形，多个吸盘在推杆推进长度相同时便可形成曲面。因蒙皮成形后为曲面，在推杆行程相同的情况下，相对于平面排布，吸盘组成的曲面曲率半径范围更大，适用性更广泛。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装作进一步详细说明。

图1为本发明面向蒙皮型面扫描的柔性工装主视图。

图2为本发明面向蒙皮型面扫描的柔性工装俯视图。

图3为本发明面向蒙皮型面扫描的柔性工装侧视图。

图4为本发明面向蒙皮型面扫描的柔性工装轴测图。

图5为本发明的柔性工装单元轴测图。

图6为本发明的底座、导轨及步进电机安装部位示意图。

图7为本发明的支柱、托架安装部位示意图。

图8为本发明的电动推杆、吸盘、托盘安装部位示意图。

图中:

1.步进电机 2.挡板 3.底座 4.导轨 5.滑块 6.联轴器 7.滑板 8.丝杠螺母 9.丝杠 10.柔性托架 11.支柱 12.定位板 13.吸盘 14.立柱 15.电动推杆 16.托盘

具体实施方式

本实施例是一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装。

参阅图1～图8，本实施例面向蒙皮型面扫描的柔性工装，由多个柔性工装单元组成，柔性工装单元数量由被扫描的蒙皮尺寸规格所决定，多个柔性工装单元排列呈直线阵列分布。其中,柔性工装单元包括步进电机1、挡板2、底座3、导轨4、滑块5、联轴器6、滑板7、丝杠螺母8、丝杠9、柔性托架10、支柱11、定位板12、吸盘13、立柱14、电动推杆15和托盘16；底座3为上述各部件提供支撑；底座3两端有相同宽度的挡板2，两根导轨4平行固定在底座上位于两个挡板之间，且与底座3同轴向。丝杠位于两根导轨之间，步进电机1固定在底座端部挡板外侧，联轴器6位于底座端部挡板2内侧，步进电机1输出轴与丝杠9通过联轴器6连接，滑板7与滑块5固定连接，步进电机1带动丝杠9转动，并通过丝杠螺母8带动滑板7的滑动，滑块5与导轨4配合，滑板7带动滑块5在导轨4上滑动。

本实施例中,支柱11固连在滑板7上，支柱11与柔性托架10通过螺栓紧固连接；定位板12位于柔性托架10上端部，定位板12上端为定位销用于固定蒙皮；柔性托架10为扇环形结构，中间有三个通孔与支柱的通孔配合通过螺栓紧固连接。柔性托架10两端连线与地面成45度，使得蒙皮与水平面成一定倾角，便于使用扫描设备进行扫描测量。

托盘13为多个,多个托盘13等间距排列在柔性托架10上。托盘13与柔性托架10通过螺栓紧固连接，电动推杆15底部与托盘13链接，电动推杆15由电机驱动，可控制伸缩的长度；立柱14一端与电动推杆15顶端连接，立柱14另一端与吸盘13连接，立柱14为空心铝管，侧面开有通气孔用于抽气吸紧蒙皮。电动推杆15的伸缩移动以及滑板7的滑动实现吸盘的空间排布，对蒙皮有多点支撑的作用。

操作步骤

首先将步进电机、导轨安装组成稳定结构，滑块、滑板、丝杠螺母通过螺钉紧固连接，两部分通过滑块与导轨之间的导轨副连接。步进电机带动丝杠旋转，丝杠的转动通过丝杠螺母带动滑板的滑动。同时滑块与导轨配合，滑板带动滑块在导轨上滑动。

电动推杆的推动由计算机加以控制，伸出长度更精确，电动推杆底部与托盘通过四个螺栓连接，顶端与立柱通过螺栓连接，在电动推杆的推动下，吸盘可以上下调整位置，组成与蒙皮形状相称的吸盘空间排列。同时吸盘与立柱连接处有球面接触的转动装置，提高吸盘转动范围和适用性。立柱为空心铝管，侧面开有通气孔，连接抽气管道，抽气机抽吸空气使立柱内气压低于外界，蒙皮被紧紧吸住。多个托盘与托架通过螺栓紧密连接。

然后将蒙皮上的工艺耳片固定在定位板的定位销上，按照蒙皮曲面形状调节各个立柱的上升高度，使吸盘形成的多点支撑形成的曲面与蒙皮的曲面形状相吻合。

将蒙皮放置于吸盘阵列上，抽气机工作，蒙皮被紧紧吸附于吸盘上，将蒙皮的形状固定，并进行扫描检测工作。

Claims (3)

1.一种面向蒙皮型面扫描的柔性工装，由多个柔性工装单元组成，多个柔性工装单元排列呈直线阵列分布；其特征在于:柔性工装单元包括步进电机、挡板、底座、导轨、滑块、联轴器、滑板、丝杠螺母、丝杠、托架、支柱、定位板、吸盘、立柱、电动推杆和托盘，所述底座为上述各部件提供支撑，底座两端有相同宽度的挡板，两根导轨平行固定在底座上位于两块挡板之间，且与底座同轴向；丝杠位于两根导轨之间，步进电机固定在底座端部的挡板外侧，联轴器位于底座端部的挡板内侧，步进电机输出轴与丝杠通过联轴器连接，滑板与滑块固连，步进电机带动丝杠转动，并通过丝杠螺母带动滑板的滑动，滑块与导轨配合，滑板带动滑块在导轨上滑动；

所述支柱固连在滑板上，支柱与托架通过螺栓紧固连接，定位板位于托架上端部，定位板上端为定位销用于固定蒙皮；托架为扇环形结构，两端连线与地面成45度，使得蒙皮与水平面成一定倾角，以用于三维扫描设备进行扫描测量；

所述托盘与托架通过螺栓紧固连接，电动推杆底部与托盘链接，电动推杆由电机驱动，可控制伸缩的长度，立柱一端与电动推杆顶端连接，立柱另一端与吸盘连接，立柱为空心铝管，侧面开有通气孔用于抽气吸紧蒙皮，电动推杆的上下移动与滑板的滑动，实现吸盘的空间排布，对蒙皮有多点支撑的作用。

2.根据权利要求1所述的面向蒙皮型面扫描的柔性工装，其特征在于:所述托盘为多个,且多个托盘等间距排列在托架上。

3.根据权利要求1所述的面向蒙皮型面扫描的柔性工装，其特征在于:柔性工装单元数量由被扫描的蒙皮尺寸所决定。