飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置的製作方法
2023-09-15 20:13:50 1
專利名稱：飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種配合滾壓機使用的柔性自動託架機構，具體是ー種飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置。
背景技術：
目前，國際國內航空事業空前發展，機型多樣化趨勢明顯，飛機性能不斷提升。隨之而對飛機製造業及上遊產業的要求也不斷的提高，例如製造精度、交付速度、成本控制等等。飛機的構造非常複雜，其外覆蓋件是大型的薄壁件，其作用是維持飛機外形，使飛機具有很好的空氣動カ特性，承受空氣動力作用後將カ傳遞到相連的機身機翼骨架上，受カ複雜，加之直接與外界接觸，所以不僅要求材料強度高、塑性好，還要求表面光滑，有較高的抗蝕能力。這樣的大型薄壁件一般是由滾壓機加工製成的，要加工出精度非常高，具有良好空氣動カ特性的自由曲面外形難度還是比較大的。經過查詢，現在國內製造這類大型薄壁件的滾壓機大部分都沒有相應的附屬託架設備，僅靠多個人工輸送和接收板件；或者只有非常簡易的託架，功能並不完善。這樣使得加工出來的薄壁件可能受到自身重力的影響在加工過程中出現非必要的不可預測的變形，進而可能對構建內部力學性能造成損傷，對服役性能，空氣動カ性能等造成不可預料的影響。國際上雖有ー些專用的託架，但是其支撐部分是可調角度的平板結構，不能適應變化多樣的曲面造型，保護支撐效果不是很好。再者，由於ー些大型薄壁件在滾壓的時候由於材料特性，加工エ藝等限制，並不能一次加工成型，需要多次加工，逐漸得到最終成型曲面。在加エ中間態時，曲面呈現不同的曲率形態，需要不同曲率配置的託架進行保護性支撐，但是現存在一些簡易託架的平板面造型並不能適合上述加工要求。而且，大型薄板件的質量和尺寸都非常大，加工結束後用人工從託架卸下，然後搬運到下ー個エ位，十分的不便，而且可能由於人為因素對エ件造成不可逆轉的損傷，缺乏ー種方便、省力、安全的運送裝置。
發明內容
本發明針對現有技術中存在上述不足，提供了一種飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置。本發明是通過以下技術方案實現的。一種飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，包括託架裝置下支撐框架、輔助支撐傳送機構、滾動支撐執行機構、外部連接固定裝置、執行機構調整裝置，其中，外部連接固定裝置和輔助支撐傳送機構安裝於託架裝置下支撐框架上，執行機構調整裝置連接於託架裝置下支撐框架和滾動支撐執行機構之間。優選地，所述託架裝置下支撐框架包括下部主要支撐框架及支撐腳輪，其中，所述支撐腳輪安裝在下部主要支撐框架的底端。優選地，所述輔助支撐傳送機構包括輔助傳送滾筒組、滾筒支撐架、連接旋轉軸及輔助傳送滾筒組角度控制電機，其中，滾筒支撐架上通過連接旋轉軸軸孔配合安裝有輔助傳送滾筒組，所述連接旋轉軸的一端連接於託架裝置下支撐框架，其另一端連接於輔助傳送滾筒組角度控制電機，並通過輔助傳送滾筒組角度控制電機的控制來控制滾筒支撐架與水平面的角度。
優選地，所述滾動支撐執行機構包括若干個相同的上部可調整執行支撐框架及滾動執行機構，其中，每一個上部可調整執行支撐框架上均分布有等量等距的滾動執行機構。優選地，所述滾動支撐執行機構為帶有曲率的陣列。優選地，所述外部連接固定裝置包括滑動磁力連接塊、固定磁力連接塊及中控系統，其中，所述滑動磁力連接塊用於連接固定滾壓機，所述固定磁力連接塊用於連接固定託架裝置下支撐框架，所述中控系統用於控制滑動磁力連接塊及固定磁力連接塊產生磁性或失去磁性。優選地，所述執行機構調整裝置包括幾組行程不同的直線調整伺服電機以及與其數量相對應的幾組長度不同的連接杆、連接鉸鏈、滑動連接頭及轉接塊，其中，滑動連接頭和連接杆之間通過連接鉸鏈連接，連接杆與直線調整伺服電機的滑塊之間通過轉接塊相連接。優選地，所述飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，還包括自動平板小車，所述平板小車設置在託架裝置下支撐框架與地面之間的空間內並由此空間內穿過。優選地，所述自動平板小車包括平板小車伺服驅動電機、小車支撐板、平板小車支撐板升降機構及固定擋條，其中，所述平板小車伺服驅動電機為四個，通過平板小車支撐板升降機構安裝在小車支撐板的下表面，所述固定擋條安裝在小車支撐板的上表面。本發明與前文所述的人工支撐及簡易固定支架支撐相比，可以更加安全可靠的對大型飛機薄壁件的滾壓成品進行保護支撐，特別是能夠對構件加工中間過渡態自由曲面的變化實時快速的進行調整，以配合變化的曲面。整個託架裝置具有較高的柔性，適應性強，使得支撐結構能夠更加貼合曲面，防止工件不必要的損傷。而且由於託架的外部連接埠是快速可連接和斷開的磁性可控的磁性街頭，所以也方便與自動化平板小車進行配合，方便構件可以在無人力幫助下移動到下一個工位，既可以節省人力，也可以防止人為搬運時用力不均，對成型構件造成再次損傷。本發明提供的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，結構能夠合理、穩定地保護及支撐大型自由曲面構件，並根據大型薄壁件加工中間過渡態自由曲面的變化，實時、快速地進行調整，以配合變化曲面支撐柔性自動滾壓機附屬託架裝置。
圖I為本發明託架裝置主體結構圖；圖2為本發明託架裝置主體結構補充觀察視角圖；圖3為本發明託架裝置與滾壓機的連接分布視圖；圖4為本發明平板小車與託架配合使用示意圖；圖5為本發明自動平板小車結構圖；圖中，I為輔助傳送滾筒組，2為輔助傳送滾筒組角度控制電機，3為滑動磁力連接塊，4為上部可調整執行支撐框架，5為直線調整伺服電機，6為固定磁力連接塊，7為支撐腳輪，8為下部主要支撐框架,9為連接杆，10為連接鉸鏈,11為滑動連接頭，12為滾動執行機構，13為滾壓機，14為自動平板小車，15為平板小車伺服驅動電機，16為平板小車支撐板升降機構，17為小車支撐板，18為固定擋條。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。實施例I本實施例包括託架裝置下支撐框架、輔助支撐傳送機構、滾動支撐執行機構、夕卜部連接固定裝置、執行機構調整裝置，其中，外部連接固定裝置和輔助支撐傳送機構裝於下支撐框架上，執行機構調整裝置連接於託架裝置下支撐框架和滾動支撐執行機構之間。 所述託架裝置下支撐框架包括下部主要支撐框架8及支撐腳輪7，其中，所述支撐腳輪7安裝在下部主要支撐框架8的底端。所述輔助支撐傳送機構包括輔助傳送滾筒組I、滾筒支撐架、連接旋轉軸及輔助傳送滾筒組角度控制電機2，其中，滾筒支撐架上通過連接旋轉軸軸孔配合安裝有輔助傳送滾筒組1，所述連接旋轉軸的一端連接於託架裝置下支撐框架，其另一端連接於輔助傳送滾筒組角度控制電機2，通過輔助傳送滾筒組角度控制電機2的控制來控制滾筒支撐架與水平面的角度。輔助支撐傳送機構主要功能是將滾壓機加工作業過後的工件平穩的傳遞到後續的主要支撐面上。因為主要支撐結構的設計方式在水平方向上的移動變化量是沒有的，不利於將工件順利的引入到支撐架上，所以才設計了這樣一個能夠延伸到滾壓機出料端的輔助傳送裝置。所述滾動支撐執行機構包括若干個相同的上部可調整執行支撐框架4及滾動執行機構12，其中，每一個上部可調整執行支撐框架4上均分布有等量等距的滾動執行機構12，整個滾動支撐執行機構在調整結構的調整下可以形成有不同造型的曲面陣列來配合工件不同的中間態曲面造型。所述滾動支撐執行機構為帶有曲率的陣列。所述外部連接固定裝置包括滑動磁力連接塊3、固定磁力連接塊6及中控系統，其中，所述滑動磁力連接塊3用於連接固定滾壓機13，所述固定磁力連接塊6用於連接固定託架裝置下支撐框架，所述中控系統用於控制滑動磁力連接塊3及固定磁力連接塊6產生磁性或失去磁性來連接或斷開相對應的連接埠，從而可以實現自動化的作業過程。所述執行機構調整裝置包括幾組行程不同的直線調整伺服電機5以及與其數量相對應的幾組長度不同的連接杆9、連接鉸鏈10、滑動連接頭11及轉接塊，其中，滑動連接頭11和連接杆9之間通過連接鉸鏈10連接，連接杆9與直線調整伺服電機5的滑塊之間通過轉接塊相連接。連接杆9與直線調整伺服電機5的移動裝置用轉接塊相連接。在上部可調整執行支撐框架4及連接杆9中，一組連接杆9通過一組直線調整伺服電機5的控制，變化高度來控制上部可調整執行支撐框架4的基本離地高度，另一組連接杆9通過另一組直線調整伺服電機5的控制上部可調整執行支撐框架4的支撐面於水平面的角度。具體地，如圖I和圖2所示，本實施例包括支撐框架調8，輔助傳送滾筒組1，控制輔助傳送滾筒組俯仰角度的伺服控制電機2，滑動磁力連接塊3和固定磁力連接塊6兩組可控磁力連接塊，一組上部可調整執行支撐框架4，直線調整伺服電機5，眾多長度不等的連接杆9，眾多形同的連接鉸鏈10和滑動連接頭11，滾動執行機構12，支撐腳輪7。滾動執行機構12成陣列固定分布於一組上部可調整執行支撐框架4上，作為和工件直接接觸的主體部分，輔助傳送滾筒組I則作為輔助部分。
伺服控制電機2和直線調整伺服電機5則作為自動控制系統控制動作的直接輸出端。在和滾壓機13配合使用時，需要在入料和出料口都要成對的放置本託架裝置，用於送料和接料的保護性支撐。對於相對比較小的薄壁件加工，本託架裝置可以用一對單獨使用，對於相對比較大的薄壁件加工可以多對組合使用(圖3)。託架裝置和滾壓機13連接和斷開的控制通過控制系統對滑動磁性可控連接塊的控制來實現。實施例2實施例2為實施例I的變化例。在本實施例中，還包括自動平板小車14，實施例I提供的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置與自動平板小車配合使用，將成型工件運送到下一個工位，從而節省人力，也可以防止人為搬運時用力不均，對成型構件造成再次損傷(圖4)。如圖5所示，自動平板小車14包括平板小車四個伺服驅動電機15，小車支撐板17、平板小車支撐板升降機構16及固定擋條18，其中，平板小車四個伺服驅動電機15通過平板小車支撐板升降機構16安裝在小車支撐板17的下表面，固定擋條18安裝在小車支撐板17的上表面。當工件加工結束時，支撐機構緩慢恢復到初始位置。小車在控制系統的發出的指令控制下，通過傳感器的精確定位，準確的移動到託架裝置下端，同時可控滑動磁力連接塊3失去磁性，固定磁力連接塊6產生磁性，將託架連成一個整體，提高剛度，防止運送過程中託架之間位置過度移動或者錯位而不能穩定支撐。同時，支撐板17在升降機構16的作用下上升到指定位置，固定擋條18從小車支撐板的槽中旋轉升起，然後移動此固定擋條，直至能穩固的固定託架裝置。最後小車裝載託架裝置組移動到下一個工位，到達位置後卸掉工件，將託架組運回前一工位待命，準備下一次運送任務。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。
權利要求
1.一種飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，包括託架裝置下支撐框架、輔助支撐傳送機構、滾動支撐執行機構、外部連接固定裝置、執行機構調整裝置，其中，外部連接固定裝置和輔助支撐傳送機構安裝於託架裝置下支撐框架上，執行機構調整裝置連接於託架裝置下支撐框架和滾動支撐執行機構之間。
2.根據權利要求I所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在幹，所述託架裝置下支撐框架包括下部主要支撐框架及支撐腳輪，其中，所述支撐腳輪安裝在下部主要支撐框架的底端。
3.根據權利要求I所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，所述輔助支撐傳送機構包括輔助傳送滾筒組、滾筒支撐架、連接旋轉軸及輔助傳送滾筒組角度控制電機，其中，滾筒支撐架上通過連接旋轉軸軸孔配合安裝有輔助傳送滾筒組，所述連接旋轉軸的一端連接於託架裝置下支撐框架，其另一端連接於輔助傳送滾筒組角度控制電機。
4.根據權利要求I所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，所述滾動支撐執行機構包括若干個相同的上部可調整執行支撐框架及滾動執行機構，其中，每ー個上部可調整執行支撐框架上均分布有等量等距的滾動執行機構。
5.根據權利要求4所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，所述滾動支撐執行機構為帶有曲率的陣列。
6.根據權利要求I所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，所述外部連接固定裝置包括滑動磁力連接塊、固定磁力連接塊及中控系統，其中，所述滑動磁力連接塊用於連接固定滾壓機，所述固定磁力連接塊用於連接固定託架裝置下支撐框架，所述中控系統用於控制滑動磁力連接塊及固定磁力連接塊產生磁性或失去磁性。
7.根據權利要求I所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，所述執行機構調整裝置包括幾組行程不同的直線調整伺服電機以及與其數量相對應的幾組長度不同的連接杆、連接鉸鏈、滑動連接頭及轉接塊，其中，滑動連接頭和連接杆之間通過連接鉸鏈連接，連接杆與直線調整伺服電機的滑塊之間通過轉接塊相連接。
8.根據權利要求I所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，還包括自動平板小車，所述自動平板小車設置在託架裝置下支撐框架與地面之間的空間內並由此空間內穿過。
9.根據權利要求8所述的飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，其特徵在於，所述自動平板小車包括平板小車伺服驅動電機、小車支撐板、平板小車支撐板升降機構及固定擋條，其中，所述平板小車伺服驅動電機為四個，通過平板小車支撐板升降機構安裝在小車支撐板的下表面，所述固定擋條安裝在小車支撐板的上表面。
全文摘要
本發明公開了一種飛機大型薄壁件滾壓機附屬柔性自動託架裝置，包括託架裝置下支撐框架、輔助支撐傳送機構、滾動支撐執行機構、外部連接固定裝置、執行機構調整裝置，其中，外部連接固定裝置和輔助支撐傳送機構安裝於託架裝置下支撐框架上，執行機構調整裝置連接於託架裝置下支撐框架和滾動支撐執行機構之間。本發明結構能夠合理、穩定地保護及支撐大型自由曲面構件，並根據大型薄壁件加工中間過渡態自由曲面的變化，實時、快速地進行調整，以配合變化曲面支撐柔性自動滾壓機附屬託架裝置。
文檔編號B23Q3/00GK102615528SQ201210106928
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月12日 優先權日2012年4月12日
發明者林忠欽, 王 華, 許川, 陳關龍 申請人:上海交通大學