一种用于复合材料壁板柔性支撑的自适应吸附柱制造技术

本发明专利技术公开了一种用于复合材料壁板柔性支撑的自适应吸附柱，包括壳体，所述壳体内设置有一端伸出所述壳体外的伸缩体以及用于驱动所述伸缩体在壳体内做直线往复运动的驱动单元，伸缩体位于壳体外的端部上设置有吸附单元；所述吸附单元包括固定在所述端部上的万向球座，所述万向球座内设置有顶部高出万向球座上端面的万向球，所述万向球的顶部固定有真空吸盘。本发明专利技术具有定位精度高、固持平稳牢靠、结构简单、控制方便的特点，同时能够满足复合材料壁板调姿、加工、对接等不同工况下的固持需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于复合材料壁板柔性支撑的自适应吸附柱


[0001]本专利技术涉及复合材料壁板制造
，具体涉及一种用于复合材料壁板柔性支撑的自适应吸附柱。

技术介绍

[0002]飞机制造技术在当今迅猛发展的时代呈现日新月异的状态。飞机制造水平是反映一个国家工业水平的重要标尺，在一定程度上掌握国家科技命脉。飞机制造成型需要经过毛坯、零件、装配、测试四个重要环节，其中装配环节所占比重达到50％以上，而且装配精度要求高，过程极其复杂。
[0003]随着科技的发展，装配模式越来越倾向于多种系统平台联合控制，即虚拟装配技术。随之发展起来的飞机数字化装配技术主要是集中软件系统的控制来达到测量、调姿等功能，其装配效果会直接影响飞机性能。飞机数字化装配包含加工工艺设计与现场加工两部分，现场加工部分多采用工业机器人作业，尤其是自动化精密制孔与铆接工作。飞机制孔、测量技术精度的保证取决于柔性定位技术，因此柔性工装的设计优化具有关键的意义。
[0004]柔性工装主要体现在可重构性，能够根据被夹持件进行自适应调整，从而实现高精度的工艺装配。柔性工装的显著特点为数字化、智能化、柔性化，柔性工装可减少专用夹具的使用，尽可能一次装夹就可完成多个工步，避免二次定位，可有效减小定位误差。柔性工装通过模块化理念，对装夹效果进行优化实现提高装配质量、缩短周期的目的。
[0005]飞机柔性工装的固持对象为不同尺寸的复合材料飞机壁板，其功能主要包含定位、加工、调姿、对接。飞机壳体由多块复合材料壁板组合而成，壁板占地面积大、刚度差、精度高的特点为加工制造提供了一定的难度，目前对具有鲁棒性的柔性工装结构研究公开较少，所以十分有必要进行复合材料壁板柔性支撑固持设计，达到提高制造精度、减少成本、缩小占地面积、提高可靠性的目标，并根据实际情况选择最优支撑点，满足不同工况的制造需求。
[0006]公告号为CN104175120B的专利说明书中公开了一种飞机机身壁板柔性装配平台，由支撑在地面上的基体、垂直于基体表面的多组柔性装配单元和定位零件构成，基体由基体骨架、齿条、X向导轨、X向光栅尺组成；柔性装配单元由骨架、减速齿轮、Z向光栅尺、Z向导轨、减速电机、固定座、支撑座、丝杆、联轴器、Z向移动支架、Z向安装座、直连电动缸、Y向导轨、柔性夹持头组成；定位零件由H型框定位附件、蒙皮定位附件组成。本方案中，柔性夹持头很难满足复合材料壁板不同工况下的固持需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种用于复合材料壁板柔性支撑的自适应吸附柱，具有定位精度高、固持平稳牢靠、结构简单、控制方便的特点，同时能够满足复合材料壁板调姿、加工、对接等不同工况下的固持需求。
[0008]一种用于复合材料壁板柔性支撑的自适应吸附柱，包括壳体，所述壳体内设置有
一端伸出所述壳体外的伸缩体以及用于驱动所述伸缩体在壳体内做直线往复运动的驱动单元，伸缩体位于壳体外的端部上设置有吸附单元；
[0009]所述吸附单元包括固定在所述端部上的万向球座，所述万向球座内设置有顶部高出万向球座上端面的万向球，所述万向球的顶部固定有真空吸盘。
[0010]本方案中，通过驱动单元驱动万向球座上下运动，同时万向球顶部的真空吸盘能随万向球一起在一定角度范围内转动，从而能够满足复合材料壁板调姿、加工、对接等不同工况下的固持需求。
[0011]真空吸盘材质为较软的树脂，能够实现支撑固持时的缓冲，不仅能够保护壁板蒙皮表面，而且能提供充足的夹持力吸附倾斜面，以适用于支撑固持壁薄、易变形的壁板零件。
[0012]作为优选，所述真空吸盘的底部嵌入所述万向球内，真空吸盘的底部固定有贯穿万向球的防转支架，所述防转支架为中空结构，防转支架的一端与真空吸盘连通，另一端与气管连通。
[0013]作为优选，所述万向球座由通过螺钉连接的上球座和下球座组成，所述上球座和下球座中心开设有用于容纳所述万向球的球形凹槽。
[0014]作为优选，所述万向球与所述球形凹槽侧壁间设置有垫圈。
[0015]本方案中，万向球的球面与上球座、下球座的内壁面难以同时接触，通过拧紧上球座和下球座之间的螺钉挤压垫圈补偿缝隙，保证球面夹紧，同时垫圈的设置还能够避免万向球与万向球座的直接接触磨损。
[0016]作为优选，所述壳体包括底座、设置于所述底座顶部的轴承座、设置于所述轴承座顶部的外缸体以及设置于所述外缸体顶部的外端盖，外缸体的顶部还设置有与所述外端盖固定的限位端盖；
[0017]所述驱动单元包括设置于底座内的电机、与所述电机动力连接的减速器，设置于轴承座内与所述减速器动力连接的联轴器，以及设置于外缸体内与所述联轴器动力连接且两端分别转动设置于限位端盖和轴承座上的滚珠丝杠；
[0018]所述限位端盖中部开设有C型通孔，所述伸缩体一端固定在所述滚珠丝杠的配套螺母座上，另一端通过所述C型通孔伸出所述壳体外。
[0019]本方案中，伸缩体由限位端盖限制了旋转运动，因此滚珠丝杠螺母只进行直线运动。
[0020]进一步优选，所述伸缩体与C型通孔的侧壁间具有0.5～1mm的间隙。
[0021]本方案中，为减小限位端盖与伸缩体不断接触导致的摩擦，限位端盖与伸缩体接触部分也可进行特殊处理保护。
[0022]作为优选，所述伸缩体包括支柱和支撑座，所述支撑座底部的凸台与支柱顶部的凹槽相配合。
[0023]作为优选，所述的轴承座的一侧开有用于对所述联轴器四周螺钉进行预紧的操作孔，所述操作孔的直径为所述螺钉直径的2～4倍。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025](1)本专利技术利用模块化思想进行复合材料壁板柔性支撑固持设计，固持平台由相同的自适应吸附柱阵列而成，彼此之间并联控制，当自适应吸附柱出现故障时并不影响其
余吸附柱正常工作。
[0026](2)本专利技术采用伺服电机经过减速器减速后驱动滚珠滚珠丝杠的形式，此传动方案结构简单、传动链短、摩擦小，能够缩小传动误差，能够更准确的位置输出。
[0027](3)本专利技术提供的限位端盖设计能够解决滚珠滚珠丝杠上端定位问题，同时对伸缩体起到导向作用。
附图说明
[0028]图1为本专利技术自适应吸附柱的主视图；
[0029]图2为本专利技术自适应吸附柱的A
‑
A剖视图；
[0030]图3为本专利技术自适应吸附柱的B
‑
B剖视图；
[0031]图4为本专利技术自适应吸附柱的C
‑
C剖视图；
[0032]图5为本专利技术自适应吸附柱的D
‑
D剖视图；
[0033]图6为本专利技术自适应吸附柱的E
‑
E剖视图；
[0034]图7为本专利技术伸缩体的主视图；
[0035]图8为本专利技术伸缩体的A向视图；
[0036]图9为本专利技术复合材料壁板柔性支撑固持平台的主视图；
[0037]图10为本专利技术复合材料壁板柔性支撑固持平台的俯视图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于复合材料壁板柔性支撑的自适应吸附柱，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设置有一端伸出所述壳体外的伸缩体以及用于驱动所述伸缩体在壳体内做直线往复运动的驱动单元，伸缩体位于壳体外的端部上设置有吸附单元；所述吸附单元包括固定在所述端部上的万向球座，所述万向球座内设置有顶部高出万向球座上端面的万向球，所述万向球的顶部固定有真空吸盘。2.根据权利要求1所述的自适应吸附柱，其特征在于，所述真空吸盘的底部嵌入所述万向球内，真空吸盘的底部固定有贯穿万向球的防转支架，所述防转支架为中空结构，防转支架的一端与真空吸盘连通，另一端与气管连通。3.根据权利要求1所述的自适应吸附柱，其特征在于，所述万向球座由通过螺钉连接的上球座和下球座组成，所述上球座和下球座中心开设有用于容纳所述万向球的球形凹槽。4.根据权利要求3所述的自适应吸附柱，其特征在于，所述万向球与所述球形凹槽侧壁间设置有垫圈。5.根据权利要求1所述的自适应吸附柱，其特征在于，所述壳体包括底座、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青，张恺，李树然，柯臻铮，李江雄，柯映林，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：