CN110480542B - 一种翻转定位支撑工装*** - Google Patents

Abstract

本发明是一种翻转定位支撑工装***，包括相对设置的翻转定位工装固定端和翻转定位工装移动端，翻转定位工装固定端和翻转定位工装移动端的中心轴同轴设置，翻转定位工装移动端和若干组可移动支撑台均可滑动的安装在导轨上，翻转定位工装固定端和翻转定位工装移动端采用四爪夹盘夹紧工件两端，工件两端预先固定安装保形工装；通过四爪夹盘和保形工装的配合使用，保证四爪夹盘带动工件转动时工件轴心能够与四爪夹盘轴心平行。该种翻转定位支撑工装***，能够实现对不同尺寸的柱状箱体进行定位、夹持和翻转。

Description

一种翻转定位支撑工装***

技术领域

本发明是涉及航天制造业自动化装配技术领域，具体的说是一种翻转定位支撑工装***。

背景技术

目前导弹发射箱装配中制孔铆接任务多采用人工操作，工人通过控制吊车进行运输和翻转，放置在地面上由工人进行制孔和铆接，这种加工方式需要耗费大量人力和时间。为了提高加工效率，减少人力投入，实现自动化装配，因此采用机床加工。针对机床钻铆加工需求，需要提供能够实现稳定夹持和自动翻转的工装***。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种翻转定位支撑工装***，能够实现对不同尺寸的柱状箱体进行定位、夹持和翻转。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：包括相对设置的翻转定位工装固定端和翻转定位工装移动端，所述的翻转定位工装固定端和翻转定位工装移动端夹持的中心轴同轴设置，翻转定位工装移动端和若干组可移动支撑台均可滑动的安装在导轨上，所述的若干组可移动支撑台设置在翻转定位工装固定端和翻转定位工装移动端之间；

所述的翻转定位工装固定端和翻转定位工装移动端均包括固定底座，竖直设置的四爪夹盘通过传动装置与固定底座可转动连接，驱动电机通过传动装置带动四爪夹盘转动，所述的四爪夹盘四个爪夹中心对称分布，任意两相邻爪夹安装夹紧气缸，另外两爪夹为固定爪夹，所述的四爪夹盘用于夹紧保形工装；

所述的保形工装可拆卸的安装在工件的端部，所述的保形工装包括保形工装内框架和四组保形工装外框架，四组保形工装外框架可拆卸的安装在保形工装内框架的侧壁上，每组保形工装外框架与保形工装内框架的侧壁之间的距离可调；

所述的可移动支撑台包括升降气缸和支撑架，所述的支撑架上滑动安装有若干组升降气缸，每组升降气缸的升降轴竖直设置，所述的升降轴的顶端固定安装有支撑板，所述的支撑架可沿导轨方向滑动，每组升降气缸均可沿支撑架的方向滑动。

所述的保形工装的保形工装内框架为方框型结构，保形工装外框架包括外施压板、连接板和内连接板，每组保形工装外框架的内连接板与保形工装内框架的外侧壁平行设置，所述的内连接板与保形工装内框架的外侧壁采用夹紧螺栓螺母机构可拆卸连接，所述的内连接板与保形工装内框架的外侧壁之间的距离可调，所述的内连接板与外施压板通过连接板固定连接，所述的外施压板内侧壁上固定安装有软金属垫片，所述的连接板上安装有若干个工件轴向定位螺栓，所述的工件轴向定位螺栓中心轴与保形工装内框架的中心轴平行，所述的工件轴向定位螺栓垂直连接板通过螺纹连接，所述的工件轴向定位螺栓的端部与连接板表面之间的距离可调。

所述的夹紧螺栓螺母机构包括螺栓组和止动块，所述的螺栓组包括锁紧螺栓和顶紧螺栓，所述的锁紧螺栓用于阻止内连接板和外侧壁分离，所述的顶紧螺栓用于限定内连接板和外侧壁之间的距离，所述的内连接板固定安装在外侧壁的外侧面，所述的止动块固定安装在外侧壁的内侧面上，所述的止动块用于安装后限制锁紧螺栓的转动。

所述的保形工装内框架和保形工装外框架连接处的边缘设置有保形工装安装基准，所述的保形工装安装基准包括设置在保形工装内框架端面边缘并向外延伸的限位板以及设置在内连接板侧面的限位凹槽，所述的保形工装内框架与保形工装外框架相互连接时，所述的限位板可嵌入限位凹槽内。

所述的工件为柱状结构，工件的任意一侧面或若干侧面上设置有支撑脚，所述的支撑板的上表面可拆卸的安装有可拆卸定位销，所述的可拆卸定位销用于在支撑板支撑在支撑脚的下方时嵌入支撑脚的定位孔内，所述可拆卸定位销销体端面为球面，可拆卸定位销嵌入支撑脚的定位孔时起导向作用。

所述的连接板的远离软金属垫片的侧壁上设置有加强筋，所述的加强筋与连接板垂直设置，所述的加强筋一端与外施压板边缘固定连接，另一端与内连接板侧面固定连接。

本发明一种翻转定位支撑工装***的有益效果是：能够针对柱状的箱体，对不同尺寸的箱体进行定位、夹持和翻转，有利于实现大型航天产品的自动化装配。进一步的，只设置两组可移动的爪夹，用于实现对不同尺寸的工件进行固定，保形工装则设置有四组间距可调的保形工装外框架，由于两组可移动的爪夹的单独使用无法保证工件轴心与四爪夹盘轴心平行，因此，保形工装的设置既能够通过间隙距离的调整以适应同型号箱体由于加工装配引起的外形尺寸误差，又可以与四爪夹盘的固定爪夹的配合，实现工件轴心与四爪夹盘轴心平行甚至同轴，保证工件端部在四爪夹盘的夹持过程中及在四爪夹盘的同步转动下不会出现扭曲和形变。

进一步的，在保形工装的端面设置有工件轴向定位螺栓，能够为保形工装的安装进行轴向定位。

进一步的，保形工装内外框架间设置顶紧螺栓，能够防止翻转后由于重力影响，位于上方的外框架的外施压板与工件间的间隙增大使得锁紧螺栓螺母松动无法实现夹紧。

进一步的，升降气缸能够在水平面内的两个方向上进行位移，能够针对多种支撑工况对工件侧壁进行有效支撑。

附图说明

图1为本发明一种翻转定位支撑工装***的结构原理图。

图2为本发明一种翻转定位支撑工装***工件的结构原理图。

图3为本发明一种翻转定位支撑工装***翻转定位工装固定端的结构原理图。

图4为本发明一种翻转定位支撑工装***可移动支撑台的结构原理图。

图5为本发明一种翻转定位支撑工装***保形工装的结构原理图。

图6为本发明一种翻转定位支撑工装***保形工装的结构原理图。

图7为本发明一种翻转定位支撑工装***工件旋转时升降气缸的位置图。

图8为本发明一种翻转定位支撑工装***螺栓组的结构原理图。

附图标记：1、翻转定位工装固定端；2、翻转定位工装移动端；3、保形工装；4、导轨；5、可移动支撑台；6、工件；7、翻转定位工装底座；8、四爪夹盘；9、夹紧气缸；10、驱动电机；11、传动装置；12、支撑架；13、升降气缸；14、可拆卸定位销；15、保形工装内框架；16、保形工装外框架；17、夹紧螺栓螺母机构；18、螺栓组；18.1、锁紧螺栓；18.2、顶紧螺栓；

19、工件轴向定位螺栓；20、保形工装安装基准；20.1、限位板；20.2、限位凹槽；

21、止动块；22、软金属垫片；23、外施压板；24、内连接板；25、外侧壁；27、支撑脚。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：包括相对设置的翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2，所述的翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2的中心轴同轴设置，翻转定位工装移动端2和若干组可移动支撑台5均可滑动的安装在导轨4上，所述的若干组可移动支撑台5设置在翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2之间；

所述的翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2均包括固定底座7，竖直设置的四爪夹盘8通过传动装置11与固定底座7可转动连接，驱动电机10用于通过传动装置11带动四爪夹盘8转动，所述的四爪夹盘8远离固定底座7的侧面边缘设置四个爪夹，四个爪夹中心对称分布，任意两相邻爪夹与夹紧气缸9传动连接，另外两爪夹为固定爪夹，所述的四爪夹盘8用于夹紧保形工装3；

所述的保形工装3可拆卸的安装在工件6的端部，所述的保形工装3包括保形工装内框架15和四组保形工装外框架16，四组保形工装外框架16可拆卸的安装在保形工装内框架15的侧壁上，每组保形工装两相邻外框架16与保形工装内框架15的侧壁通过夹紧螺栓螺母机构固定连接，固定连接外框架夹持面与所述翻转定位工装四爪夹盘固定夹爪配合安装，另外两个相邻外框架与保形工装内框架的侧壁之间的距离可调；

所述的支撑台5包括升降气缸13和支撑架12，所述的支撑架12上滑动安装有若干组升降气缸13，每组升降气缸13的升降轴竖直设置，所述的传动轴的顶端固定安装有支撑板，所述的支撑架12可沿导轨4延伸方向滑动，每组升降气缸13均可沿支撑架12的延伸方向滑动。

本实施例中，保形工装3的保形工装内框架15为方框型结构，保形工装外框架16包括外施压板23、连接板和内连接板24，每组保形工装外框架16的内连接板24与保形工装内框架15的外侧壁25平行设置，所述的内连接板24与保形工装内框架15的外侧壁25采用夹紧螺栓螺母机构17可拆卸连接，所述的内连接板24与保形工装内框架15的外侧壁25之间的距离可调，所述的内连接板24与外施压板23通过连接板固定连接，所述的外施压板23内侧壁上固定安装有软金属垫片22，所述的连接板上安装有若干个工件轴向定位螺栓19，所述的工件轴向定位螺栓19中心轴与保形工装内框架15的中心轴平行，所述的工件轴向定位螺栓19垂直连接板通过螺纹连接，所述的工件轴向定位螺栓19的端部与连接板表面之间的距离可调。

本实施例中，夹紧螺栓螺母机构17包括螺栓组18和止动块21，所述的螺栓组18包括锁紧螺栓18.1和顶紧螺栓18.2，所述的锁紧螺栓18.1用于阻止内连接板24和外侧壁25分离，所述的顶紧螺栓18.2用于限定内连接板24和外侧壁25之间的距离，所述的内连接板24固定安装在外侧壁25的外侧面，所述的止动块21固定安装在外侧壁25的内侧面上，所述的止动块21用于安装后限制锁紧螺栓18.1的转动。

本实施例中，保形工装内框架15和保形工装外框架16连接处的边缘设置有保形工装安装基准20，所述的保形工装安装基准20包括设置在保形工装内框架15端面边缘并向外延伸的限位板20.1以及设置在内连接板24侧面的限位凹槽20.2，所述的保形工装内框架15与保形工装外框架16相互连接时，所述的限位板20.1可嵌入限位凹槽20.2内。

本实施例中，工件6为柱状结构，工件6的任意一侧面或若干侧面上设置有支撑脚27，所述的支撑板的上表面可拆卸的安装有可拆卸定位销14，所述的可拆卸定位销14用于在支撑板支撑在支撑脚27的下方时嵌入支撑脚27的定位孔内。

本实施例中，连接板的远离软金属垫片22的侧壁上固定安装有强度支撑板，所述的强度支撑板与连接板垂直设置，所述的强度支撑板一端与外施压板23边缘固定连接，另一端与内连接板24侧面固定连接。

在该种翻转定位支撑工装***的使用方法如下：

预先安装保形工装任意两侧相邻外框架，锁紧螺栓18.1拧紧压紧连接板24和外侧壁25，调整螺栓组18中顶紧螺栓18.2的位置进而实现两侧相邻外框架与内框架的固定连接，工件到位后，工件两条任意垂直边靠紧与内框架固定连接的外框架外施压板23上软金属垫片22，安装另外两侧外框架，锁紧螺栓18.1拧紧压紧连接板24和外侧壁25，调整螺栓组18中顶紧螺栓18.2的位置进而实现两侧相邻外框架与内框架的距离确定，实现保形工装3对工件6的夹紧，安装时保证两端保形工装3之间同一侧位置的连接板24和外侧壁25之间的距离相同，当锁紧螺栓18.1拧紧后，通过安装止动块21对锁紧螺栓18.1进行限位。

安装保形工装3之后的工件6吊装到翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2之间，通过调整设置在导轨4上的翻转定位工装移动端2的位置，将工件6加紧在翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2之间，进而通过夹紧气缸9驱动爪夹夹紧工件6端部，两组爪夹与保形工装3的配合使用，保证了工件6的中心轴与四爪夹盘8的中心轴平行或重合。

进一步的，在安装保形工装3的过程中，工件轴向定位螺栓19的设置保证了安装保形工装3的端面与工件6的端面平行，此时，保形工装3的外施压板23的外侧面与爪夹的内侧面平行，进一步保证了爪夹夹紧保形工装3后，工件6的中心轴与四爪夹盘8的中心轴平行或重合。

保形工装3通过间隙距离的调整以适应工件6由于加工装配引起的外形尺寸误差，可以与四爪夹盘8的固定爪夹的配合，实现工件6轴心与四爪夹盘8轴心平行甚至同轴，保证工件6端部在四爪夹盘8的夹持过程中及在四爪夹盘8的同步转动下不会出现扭曲和形变。

预先固定安装的保形工装任意两侧相邻外框架的夹持面与四爪夹盘8的固定夹爪靠紧，另外两侧通过气缸实现对工件两端保型工装夹紧。

工件6两端固定后，为了防止轴线较长的柱状工件6在中立的作用下发生弯曲的情况，需要在翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2之间设置若干个用于支撑工件6的升降气缸13，升降气缸13的端部设置有支撑板，用于支撑工件6的侧壁。

升降气缸13安装在可移动支撑台5上，所述的可移动支撑台5可沿导轨4轴向运动，进一步的，升降气缸13安装在固定支撑板上，固定支撑板可沿可移动支撑台5的支撑架12轴向滑动，此时，升降气缸13可在水平面内任意滑动，根据工件6侧面的环境，选择合适的位置对工件6进行支撑。

工件6准备翻转前，升降气缸13下降到最低位置实现避让，使用者根据需要选择是否需要拆卸定位销14，翻转定位工装固定端1和翻转定位工装移动端2在电机的驱动下同步转动，以实现工件6的翻转；翻转到位后辅助支撑升降气缸13上升至支撑位置。

当工件6的中心轴与四爪夹盘8的中心轴平行，但不重合时，每次工件6翻转后，均需要重新调整升降气缸13的位置，选择合适的支撑位置。当工件6具有支脚的侧面朝下时，需要对工件6的支脚进行支撑。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：包括相对设置的翻转定位工装固定端（1）和翻转定位工装移动端（2），所述的翻转定位工装固定端（1）和翻转定位工装移动端（2）夹持的中心轴同轴设置，翻转定位工装移动端（2）和若干组可移动支撑台（5）均可滑动的安装在导轨（4）上，所述的若干组可移动支撑台（5）设置在翻转定位工装固定端（1）和翻转定位工装移动端（2）之间；

所述的翻转定位工装固定端（1）和翻转定位工装移动端（2）均包括固定底座（7），竖直设置的四爪夹盘（8）通过传动装置（11）与固定底座（7）可转动连接，驱动电机（10）通过传动装置（11）带动四爪夹盘（8）转动，所述的四爪夹盘（8）四个爪夹中心对称分布，任意两相邻爪夹安装夹紧气缸（9），另外两爪夹为固定爪夹，所述的四爪夹盘（8）用于夹紧保形工装（3）；

所述的保形工装（3）可拆卸的安装在工件（6）的端部，所述的保形工装（3）包括保形工装内框架（15）和四组保形工装外框架（16），四组保形工装外框架（16）可拆卸的安装在保形工装内框架（15）的侧壁上，每组保形工装外框架（16）与保形工装内框架（15）的侧壁之间的距离可调；

所述的可移动支撑台（5）包括升降气缸（13）和支撑架（12），所述的支撑架（12）上滑动安装有若干组升降气缸（13），每组升降气缸（13）的升降轴竖直设置，所述的升降轴的顶端固定安装有支撑板，所述的支撑架（12）可沿导轨（4）方向滑动，每组升降气缸（13）均可沿支撑架（12）的方向滑动。

2.如权利要求1所述的一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：所述的保形工装（3）的保形工装内框架（15）为方框型结构，保形工装外框架（16）包括外施压板（23）、连接板和内连接板（24），每组保形工装外框架（16）的内连接板（24）与保形工装内框架（15）的外侧壁（25）平行设置，所述的内连接板（24）与保形工装内框架（15）的外侧壁（25）采用夹紧螺栓螺母机构（17）可拆卸连接，所述的内连接板（24）与保形工装内框架（15）的外侧壁（25）之间的距离可调，所述的内连接板（24）与外施压板（23）通过连接板固定连接，所述的外施压板（23）内侧壁上固定安装有软金属垫片（22），所述的连接板上安装有若干个工件轴向定位螺栓（19），所述的工件轴向定位螺栓（19）中心轴与保形工装内框架（15）的中心轴平行，所述的工件轴向定位螺栓（19）垂直连接板通过螺纹连接，所述的工件轴向定位螺栓（19）的端部与连接板表面之间的距离可调。

3.如权利要求2所述的一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：所述的夹紧螺栓螺母机构（17）包括螺栓组（18）和止动块（21），所述的螺栓组（18）包括锁紧螺栓（18.1）和顶紧螺栓（18.2），所述的锁紧螺栓（18.1）用于阻止内连接板（24）和外侧壁（25）分离，所述的顶紧螺栓（18.2）用于限定内连接板（24）和外侧壁（25）之间的距离，所述的内连接板（24）固定安装在外侧壁（25）的外侧面，所述的止动块（21）固定安装在外侧壁（25）的内侧面上，所述的止动块（21）用于安装后限制锁紧螺栓（18.1）的转动。

4.如权利要求2所述的一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：所述的保形工装内框架（15）和保形工装外框架（16）连接处的边缘设置有保形工装安装基准（20），所述的保形工装安装基准（20）包括设置在保形工装内框架（15）端面边缘并向外延伸的限位板（20.1）以及设置在内连接板（24）侧面的限位凹槽（20.2），所述的保形工装内框架（15）与保形工装外框架（16）相互连接时，所述的限位板（20.1）可嵌入限位凹槽（20.2）内。

5.如权利要求1所述的一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：所述的工件（6）为柱状结构，工件（6）的任意一侧面或若干侧面上设置有支撑脚（27），所述的支撑板的上表面可拆卸的安装有可拆卸定位销（14），所述的可拆卸定位销（14）用于在支撑板支撑在支撑脚（27）的下方时嵌入支撑脚（27）的定位孔内，所述可拆卸定位销（14）销体端面为球面，可拆卸定位销（14）嵌入支撑脚（27）的定位孔时起导向作用。

6.如权利要求2所述的一种翻转定位支撑工装***，其特征在于：所述的连接板的远离软金属垫片（22）的侧壁上设置有加强筋，所述的加强筋与连接板垂直设置，所述的加强筋一端与外施压板（23）边缘固定连接，另一端与内连接板（24）侧面固定连接。

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