一种面向航空发动机单元体的装配系统及装配方法技术方案

本发明专利技术涉及发动机组合加工技术领域，具体涉及一种面向航空发动机单元体的装配系统及装配方法，用于将航空发动机的各单元体装配成整机，包括水平调度组件、垂直装配组件以及中控单元，水平调度组件用于将单元体运输至垂直装配组件，垂直装配组件包括与中控单元信号连接的机械臂以及中心装配体，机械臂上设置有夹持组件，中控单元通过机械臂在中心装配体上完成各单元体在竖直方向上的装配过程。将原有发动机单元体的水平、分散式的人工装配过程转化为垂直自动化装配，使得装配过程趋于空间结构的立体化，从而在很大程度上提高了设备的空间利用率，并且规避了水平装配时单元体自重对装配精度的影响，减小了装配过程中不利影响。减小了装配过程中不利影响。减小了装配过程中不利影响。

【技术实现步骤摘要】
一种面向航空发动机单元体的装配系统及装配方法


[0001]本专利技术涉及发动机组合加工
，具体涉及一种面向航空发动机单元体的装配系统及装配方法。

技术介绍

[0002]航空发动机装配过程中，有多个单元装配体例如反推力装置、低压压气机、机匣风扇装置等环型单元装配体，都存在体积大、质量重，且装配过程中需要实现竖直升降、俯仰翻转以及绕轴心旋转这三个不同方向的运动，传统装配过程中工人操作需爬上装、弯下装、蹲下装、趴下装，现有工艺装备航车与装配车架一套，存在不同工序情况下装配需从这个装配车架换到另一个装配车架，从工位A移动工位B等等问题，因而操作繁琐、装配效率低且在装配过程中工人存在一定的难度与危险，不能满足生产发展的需求。
[0003]需要说明的是，航空发动机传统的装配方式是基于人工操作为主的平面布局、水平装配生产方式。2011年法国的斯奈克玛公司改变了传统的装配方式，实现了发动机的水平脉动装配，但仍属于平面布局、水平装配范畴，这种装配方法占地面积大、装配工位器具多、水平脉动线结构复杂、水平装配对中难度大易产生磕碰伤、易于产生多余物。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种面向航空发动机单元体的装配系统，用于解决装配过程中扰动频发的问题，如装配过程繁琐与时间波动，并且还能够进一步用于提高装配过程中的装配精度；提供一种装配方法，用于在动态立体装配过程中减小装配误差。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种面向航空发动机单元体的装配系统，用于将航空发动机的各单元体装配成整机，包括水平调度组件、垂直装配组件以及中控单元，所述水平调度组件用于将所述单元体运输至所述垂直装配组件，所述垂直装配组件包括与所述中控单元信号连接的机械臂以及中心装配体，所述机械臂上设置有夹持组件，所述中控单元通过所述机械臂在所述中心装配体上完成各单元体在竖直方向上的装配过程。需要说明的是，针对传统的水平装配生产方式，不仅存在着占地面积大、装配工位器具多、结构复杂的问题，水平装配中的对中难度大易产生磕碰伤，更易于产生多余物。针对上述问题，提出了一种面向航空发动机单元体的装配系统，通过将原有发动机单元体的水平、分散式的人工装配过程转化为垂直自动化装配，使得装配过程趋于空间结构的立体化，从而在很大程度上提高了设备的空间利用率，并且规避了水平装配时单元体自重对装配精度的影响，减小了装配过程中不利影响。
[0006]进一步地，所述中心装配体包括：底座、设置在所述底座不同高度上的第一装配件与第二装配件、连接件以及机匣装配件，所述机匣装配件设置在所述底座的中心上，所述连接件设置在所述底座上。需要说明的是，在现有的水平装配方式中，单元体的自重对装配时的对中、对中等紧密配合关系有较大影响，而垂直装配方式能够极大程度的降低这种不利影响，提高了装配质量，实现了航空发动机整机竖直装配过程。对于中心装配体，通过不同
高度的第一装配件与第二装配件能够对竖直状态的单元体进行固定、校正、安装等作业，并且作为整机收尾的机匣装配过程能够与前期冷、热装配过程进行联动，减少了意外情况的发生。
[0007]进一步地，所述第一装配件包括：泵组、与所述底座滑动设置的两滑动座、连接板以及设置在所述连接板上的卡爪，所述卡爪与所述单元体的外周抵接，所述第二装配件设置在所述连接板上，两所述滑动座通过所述泵组实现相对滑动。需要说明的是，对于第一装配件，通过泵组作业液压设备的动力来源，并且通过卡爪对单元体的外周进行抵接，两滑动座的相对滑动能够灵活调节两卡爪间的距离，以适应不同动作的装配过程。
[0008]进一步地，所述第二装配件包括：与所述连接板固定设置的液压件、与所述液压件输出端连接的夹持爪，所述夹持爪能够通过所述液压件实现开合。需要说明的是，基于上述结构，能够实现对单元体外周不同直径位置处的自适应调节。
[0009]进一步地，所述夹持组件包括：与所述机械臂连接的支架、设置在所述支架上的定位嵌件以及活动件，所述支架上还设置有丝杆组件，且通过所述丝杆组件与机械臂连接，所述单元体包括外罩，所述定位嵌件能够与所述外罩上的销孔配合，所述丝杆组件的端部还连接有活动杆，所述支架的两端部设置有两锁销，所述活动杆的自由端与其中一个锁销连接且该锁销与所述支架转动设置。需要说明的是，基于上述结构，能够在单元体附件装配时将发动机外罩与内部核心单元体进行装配。
[0010]进一步地，所述单元体包括机匣，所述机匣装配件包括：与所述底座中心固定的夹座、定位块、辅助支撑板以及中心定位器，所述机匣通过所述辅助支撑板固定在所述夹座上，所述定位块设置在所述夹座上且用于对所述机匣进行定位，所述中心定位器间隔均布在所述辅助支撑板上。需要说明的是，基于上述结构，定位块为V型定位块，且与机匣的外周面抵接，能够用于机匣在夹座上的定位对中，辅助支撑板固定在夹座上，且内壁与所述机匣抵接，对于中心定位器，其优选为位移传感器。
[0011]进一步地，所述中控单元包括控制台，所述控制台内搭载有信号连接的装配识别模块与装配调度模块，所述装配识别模块以滑动时间窗口为周期，利用神经网络进行装配误差的识别，所述装配调度模块以识别结果构建所述神经网络的装配调度模型，所述装配调度模型能够更新输出装配调度方案。所述控制台内存储有历史装配数据，所述神经网络为GRU神经网络，且基于所述历史装配数据进行训练。
[0012]需要说明的是，航空发动机单元体的装配过程不仅受限于机械层面，其采用的控制系统等同样会对装配过程产生较大影响。随着传感技术、大数据技术的发展，大量的装配状态数据可以被及时地获取，驱动智能控制系统根据装配状态的变化及时调整调度策略，保证装配的平稳性。但是在实际装配过程中，常会出现一些渐进误差，如手工作业中常见的因加工技术引发的装配时间波动、单元体安装时延等。这些渐进误差不会立即对装配线造成影响，但是当渐进误差逐渐累积，就会对装配线的性能造成严重的干扰，使原有的装配过程产生较大误差。
[0013]基于上述问题，在原有控制系统的基础上，通过引入一种具有预测能力的门控循环神经网络（GRU）进行渐进误差的识别和应对，该网络能够很好的预测渐进误差对系统的影响， 并充分挖掘装配样本中的信息，建立装配状态与最优装配方案之间的联系。GRU网络是LSTM 神经网络的变体，LSTM神经网络是一类具有时序预测性质的神经网络，适于装配状
态和装配性能这样具有时序性数据的预测，它的网络参数易于调整，网络结构相较于LSTM 较为简单。
[0014]一种装配方法，具体包括以下步骤：步骤1，一次拆装，所述水平调度组件将各单元体运输至垂直装配组件内后，在所述中心装配体内完成假装配，并在假装配完成后进行装配分解，所述装配识别模块记录假装配过程的假装配信息；步骤2，步骤1分解完成后，在所述中心装配体内依次完成冷端装配、热端装配、传动装配以及管路装配，传动装配过程中，通过所述装配识别模块从历史装配数据中提取出与假装配信息匹配的多个装配特征汇总为训练集，所述GRU神经网络通过训练集训练后划分为装配识别网络与装配调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向航空发动机单元体的装配系统，用于将航空发动机的各单元体（1）装配成整机，其特征在于：包括水平调度组件（2）、垂直装配组件（3）以及中控单元（4），所述水平调度组件（2）用于将所述单元体（1）运输至所述垂直装配组件（3），所述垂直装配组件（3）包括与所述中控单元（4）信号连接的机械臂（31）以及中心装配体（32），所述机械臂（31）上设置有夹持组件（33），所述中控单元（4）通过所述机械臂（31）在所述中心装配体（32）上完成各单元体（1）在竖直方向上的装配过程。2.根据权利要求1所述的一种面向航空发动机单元体的装配系统，其特征在于：所述中心装配体（32）包括：底座（321）、设置在所述底座（321）不同高度上的第一装配件（323）与第二装配件（324）、连接件（325）以及机匣装配件（322），所述机匣装配件（322）设置在所述底座（321）的中心上，所述连接件（325）设置在所述底座（321）上。3.根据权利要求2所述的一种面向航空发动机单元体的装配系统，其特征在于：所述第一装配件（323）包括：泵组、与所述底座（321）滑动设置的两滑动座（3231）、连接板（3232）以及设置在所述连接板（3232）上的卡爪（3233），所述卡爪（3233）与所述单元体（1）的外周抵接，所述第二装配件（324）设置在所述连接板（3232）上，两所述滑动座（3231）通过所述泵组实现相对滑动。4.根据权利要求3所述的一种面向航空发动机单元体的装配系统，其特征在于：所述第二装配件（324）包括：与所述连接板（3232）固定设置的液压件（3242）、与所述液压件（3242）输出端连接的夹持爪（3241），所述夹持爪（3241）能够通过所述液压件（3242）实现开合。5.根据权利要求1所述的一种面向航空发动机单元体的装配系统，其特征在于：所述夹持组件（33）包括：与所述机械臂（31）连接的支架（331）、设置在所述支架（331）上的定位嵌件（332）以及活动件（333），所述支架（331）上还设置有丝杆组件（334），且通过所述丝杆组件（334）与机械臂（31）连接，所述单元体（1）包括外罩，所述定位嵌件（332）能够与所述外罩上的销孔配合，所述丝杆组件（334）的端部还连接有活动杆（335），所述支架（331）的两端部设置有两锁销（336），所述活动杆（335）的自由端与其中一个锁销（336）连接且该锁销（336）与所述支架（331...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安民，
申请(专利权)人：四川顶锐液压设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：