碳纤维柔性杆件胶接工装和胶接方法技术

本发明专利技术提供了一种碳纤维柔性杆件胶接工装和胶接方法，包括：定位平台(1)、定位基座(2)、基座压紧块(3)、基座复位块(4)、接头安装座(5)。本发明专利技术通过对定位平台、定位基座和接头安装座的自由度进行调整，能够实现接头位置和姿态的精准定位，从而保证柔性杆件的接头的低应力胶接装配，通过采用多点分布式胶接平台的手段，也可降低胶接过程对大尺寸高精度平台的需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维柔性杆件胶接工装和胶接方法


[0001]本专利技术涉及复合材料成型
，具体地，涉及碳纤维柔性杆件胶接工装和胶接方法，尤其是大尺寸高精度碳纤维薄壁柔性杆件胶接工装和胶接方法。

技术介绍

[0002]碳纤维结构具有高强度、高稳定性的特点，在航空航天领域得到了大量的应用，使用碳纤维复合材料制作柔性机构能够有效的实现结构轻量化，然而大尺寸高精度碳纤维薄壁杆件由于杆件整体尺寸跨度大，结构刚性弱、精度要求高等特点，导致胶接难度大，装配过程中的强制力容易导致杆件胶接后无法保形。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种碳纤维柔性杆件胶接工装和胶接方法。
[0004]根据本专利技术提供的一种碳纤维柔性杆件胶接工装，包括：定位平台1、定位基座2、基座压紧块3、基座复位块4、接头安装座5；
[0005]定位平台1的下表面为修垫面，定位平台1的上表面放置有定位基座2、基座复位块4；
[0006]基座压紧块3将定位基座2、基座复位块4压紧固定在定位平台1上；
[0007]定位基座2上放置有接头安装座5，并与接头安装座5通过转轴连接，转轴的轴向垂直于定位基座2所在平面；定位基座2与接头安装座5之间的相对转动能够被锁定；
[0008]至少两个基座复位块4分别贴合放置在定位基座2的对角进行限位。
[0009]优选地，还包括：接头6；
[0010]接头安装座5与接头6适配连接。
[0011]优选地，当基座压紧块3将定位基座2压紧固定在定位平台1上时，定位基座2的一部分被夹持在基座压紧块3下表面与定位平台1上表面之间。
[0012]优选地，定位平台1、定位基座2、接头安装座5具有配合激光跟踪仪测量的靶标孔。
[0013]优选地，定位基座2的转轴插入接头安装座5底部定位孔中。
[0014]优选地，通过对定位平台1、定位基座2和接头安装座5的自由度进行调整，能够实现接头6位置和姿态的精准定位，从而保证柔性杆件在自由状态下形状和尺寸的精度要求。
[0015]优选地，允许对接头6的四个自由度进行调整，其中，第1个自由度是指定位平台1的平面度，第2、3个自由度是指定位基座2相对于定位平台1的横纵摆放位置，第4个自由度是指接头安装座5相对于定位基座2的转动角度。
[0016]根据本专利技术提供的一种胶接方法，采用所述的碳纤维柔性杆件胶接工装，包括以下步骤：
[0017]S1、启动激光跟踪仪进行测量，将各个定位平台1放置在杆件各个接头胶接处的理论位置下方；
[0018]S2、对定位平台1底部进行修垫，调整定位平台1整体平面度；
[0019]S3、将定位基座2放置在定位平台1上，使用激光跟踪仪测量调整，使定位基座2靶标孔达到理论位置；
[0020]S4、使用基座压紧块3将定位基座2固定在定位平台1上；
[0021]S5、放置基座复位块4，使用基座压紧块3将基座复位块4固定在定位平台1上；
[0022]S6、使用紧固螺钉将接头6安装在接头安装座5上；
[0023]S7、将接头安装座5放置在定位基座2上；
[0024]S8、转动接头安装座5，使用激光跟踪仪测量保证接头安装座5靶标孔达到理论位置；
[0025]S9、将接头安装座5固定在定位基座2上。
[0026]优选地，还包括如下步骤：
[0027]S10、将定位基座2、接头安装座5和接头6连接后的整体取出，在杆件和接头胶接面涂刷胶水，将杆件插入接头榫头；
[0028]S11、根据基座复位块4将定位基座2复位后，使用基座压紧块3固定定位基座2；
[0029]S12、使用激光跟踪仪复测接头位置；其中，复测内容为定位基座靶标位置和接头安装座靶标位置；若复测结果不好则对该点的定位基座和接头安装座位置进行调整。
[0030]优选地，在步骤S4中，将至少两个基座复位块4分别贴合放置在定位基座2的对角进行限位，并使用热熔胶枪对基座复位块4进行固定；在步骤S7中，将定位基座2的转轴插入接头安装座5底部定位孔中；在步骤S9中，使用紧固螺钉将接头安装座5固定在定位基座2上。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0032]1、本专利技术可以实现接头空间位置和空间姿态的精准定位，从而保证柔性杆件的接头的低应力胶接装配，通过采用多点分布式胶接平台的手段，也可降低胶接过程对大尺寸高精度平台的需求。
[0033]2、本专利技术通过对定位平台、定位基座和接头安装座的自由度进行调整，能够实现接头位置和姿态的精准定位，从而保证柔性杆件在自由状态下形状和尺寸的高精度要求。
[0034]3、本专利技术通过激光跟踪仪对多个定位平台位置和平面度进行测量调整，可以得到高精度大尺寸多点分布胶接基准平台，通过对定位基座位置进行测量调整，可以精确定位接头空间位置，通过接头安装座与定位基座的相对转动，可以调节接头姿态，保证杆件外形曲率。
附图说明
[0035]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0036]图1为本专利技术提供的胶接工装的结构示意图。
[0037]图2为接头榫头与杆件的连接关系示意图。
[0038]图3为胶接测量示意图，图中示出了9个所述胶接工装和1个碳纤维柔性杆件。
[0039]图中：
[0040]具体实施方式
[0041]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0042]本专利技术通过胶接工装对接头的自由度进行调整，并使用激光跟踪仪对各个自由度进行精测，可实现对接头位置的高精度定位，从而保证接头空间位置精度，实现大尺寸碳纤维薄壁柔性杆件的高精度胶接。本专利技术的胶接方法使用激光跟踪仪进行胶接工装的测调，将胶接工装测调至理论位置后，将接头安装至接头安装座，即可进行接头与杆件之间的装配胶接。使用该胶接工装和胶接方法能够保证大尺度柔性杆的高精度胶接，且复位精度高，工装调整好后可进行批量胶接。
[0043]其中，本专利技术通过胶接工装对接头的4个自由度进行调整。这4个自由度包括：第1个自由度是指定位平台1的平面度，第2、3个自由度是指定位基座2相对于定位平台1的摆放位置，即定位基座2相对于定位平台1的摆放位置包含两个自由度，第4个自由度是指接头安装座5相对于定位基座2的转动角度。
[0044]下面对本专利技术提供的胶接工装进行具体说明。
[0045]根据本专利技术提供的一种大尺寸高精度碳纤维薄壁柔性杆件胶接工装，胶接工装包含定位平台1、定位基座2、基座压紧块3、基座复位块4、接头安装座5和接头6。通过对定位平台1、定位基座2和接头安装座5的自由度进行调整，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维柔性杆件胶接工装，其特征在于，包括：定位平台(1)、定位基座(2)、基座压紧块(3)、基座复位块(4)、接头安装座(5)；定位平台(1)的下表面为修垫面，定位平台(1)的上表面放置有定位基座(2)、基座复位块(4)；基座压紧块(3)将定位基座(2)、基座复位块(4)压紧固定在定位平台(1)上；定位基座(2)上放置有接头安装座(5)，并与接头安装座(5)通过转轴连接，转轴的轴向垂直于定位基座(2)所在平面；定位基座(2)与接头安装座(5)之间的相对转动能够被锁定；至少两个基座复位块(4)分别贴合放置在定位基座(2)的对角进行限位。2.根据权利要求1所述的碳纤维柔性杆件胶接工装，其特征在于，还包括：接头(6)；接头安装座(5)与接头(6)适配连接。3.根据权利要求1所述的碳纤维柔性杆件胶接工装，其特征在于，当基座压紧块(3)将定位基座(2)压紧固定在定位平台(1)上时，定位基座(2)的一部分被夹持在基座压紧块(3)下表面与定位平台(1)上表面之间。4.根据权利要求1所述的碳纤维柔性杆件胶接工装，其特征在于，定位平台(1)、定位基座(2)、接头安装座(5)具有配合激光跟踪仪测量的靶标孔。5.根据权利要求1所述的碳纤维柔性杆件胶接工装，其特征在于，定位基座(2)的转轴插入接头安装座(5)底部定位孔中。6.根据权利要求1所述的碳纤维柔性杆件胶接工装，其特征在于，通过对定位平台(1)、定位基座(2)和接头安装座(5)的自由度进行调整，能够实现接头(6)位置和姿态的精准定位，从而保证柔性杆件在自由状态下形状和尺寸的精度要求。7.根据权利要求1所述的碳纤维柔性杆件胶接工装，其特征在于，允许对接头(6)的四个自由度进行调整，其中，第1个自由度是指定位平台(1)的平面度，第2、3个自由度是指定位基座(2)相对于定位平台(1)的横纵摆放位置，第4个自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑶瑶，程涛，范琳，孟凡苹，曹洪涛，李颜亮，杨立新，张强，
申请(专利权)人：上海卫星装备研究所，
类型：发明
国别省市：