一种快速可重构数控调姿装置及调姿方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种快速可重构数控调姿装置及调姿方法。该装置包含多个调姿单元，每个调姿单元包括托件组、锁紧定位组件、数控调姿机构、控制系统。该方法通过锁紧定位组件与托件组快速定位连接，实现多个数控调姿机构快速定位锁紧，结合数控调姿机构携带待调姿产品移动的精确数据，计算出多个数控调姿机构的空间位置关系，进而对待调姿产品进行精确的位置、姿态调整，最终实现数控调姿装置的快速可重构及对待调姿产品的快速精确调姿定位。及对待调姿产品的快速精确调姿定位。及对待调姿产品的快速精确调姿定位。

【技术实现步骤摘要】
一种快速可重构数控调姿装置及调姿方法


[0001]本申请涉及飞机部件装配
，具体是一种快速可重构数控调姿装置及调姿方法。

技术介绍

[0002]在大型飞机部件装配制造的过程中，由于飞机部件尺寸、质量过大，难以对其进行姿态调整及精确定位，因此常常采用由多个数控定位器组成的数控调姿系统对其进行调姿定位。目前生产过程中使用的数控调姿系统主要分为两类，一类为固定式数控调姿系统，其固定于地面上，各个数控定位器相对位姿关系经过一次标定后可一直使用，无需二次标定，但其对地基有较高的稳定性要求，且仅用于飞机部件装配中某个固定的装配工艺，不具有通用型，导致大型飞机部件装配制造成本较高；另一类为可重构数控调姿系统，其放置或固定于地面上，对地基无特殊要求，可根据装配工艺需求变换各个数控定位器相对位姿，以便用于飞机部件装配中的多个装配工艺，具有较强的通用性，针对国内各主机厂多种类小批量的生产情况，可重构数控调姿系统更为适合，但其每次使用前均需对各个数控定位器相对位姿关系进行标定，由于数控定位器数量过多，导致多个数控定位器位姿标定耗时过长，严重降低了大型飞机部件装配制造效率，且单次位姿标定需多人协同，并使用激光跟踪仪多次测量，导致了数控调姿系统的使用成本较高，单次位姿标定结果的有效时间较短，随着厂房振动、温度变化，位姿标定精度逐渐变差，严重时甚至会影响飞机部件装配精度。目前，针对用于大型飞机部件装配制造的快速可重构数控调姿装置及使用方法研究较少，层次较低，更不存在应用实例，严重迟滞了大型飞机部件装配制造的进程。因此，为了满足生产需要，亟待研究一种快速可重构数控调姿装置及使用方法。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种快速可重构数控调姿装置及调姿方法。
[0004]一种快速可重构数控调姿装置，其结构包含多个调姿单元，每个调姿单元包括托件组、锁紧定位组件、数控调姿机构、控制系统，托件组固定于地基中，锁紧定位组件安装在托件组上，数控调姿机构固定在锁紧定位组件的上表面，控制系统带动数控调姿机构沿X、Y、Z三个方向运动，多个调姿单元根据待调姿产品的形状大小组成调姿单元组，每个调姿单元与待调姿产品上精确安装好的工艺球头位置相对应，待调姿产品放置于调姿单元组上，控制系统联动每个调姿单元带动待调姿产品到达指定位置。
[0005]托件组包括多个固定螺栓、多个固定杯座、多个锁紧座、一个圆孔定位件、一个长圆孔定向件、多个盖板，固定杯座为圆形中空杯，多个固定螺栓分别处于多个固定杯座的中心，通过螺母分别将固定杯座固定于地基中，且成矩阵排列，锁紧座为中空带翻边的圆形盖，其上平面设有长圆槽，多个锁紧座处于固定杯座矩形的四个角，每个锁紧座分别固定于相应固定杯座内部中心，所有锁紧座上表面水平等高,圆孔定位件为带翻边的圆柱结构，中心设有定位孔，其设置于矩形中的边缘一列中部的固定杯座的内部中心，长圆孔定向件为
带翻边的圆柱结构，中心设有长圆孔，其固定于矩形中的另一列边缘固定杯座中部的内部中心，圆孔定位件定位孔中心在长圆孔的中心线上，盖板为环形圆板，多个盖板安装于多个固定杯座与多个锁紧座、圆孔定位件、长圆孔定向件之间。
[0006]锁紧定位组件包括固定平板、快速锁紧组件、快速定位组件，多个快速锁紧组件安装于固定平板下底面，与锁紧定位组件中的锁紧座一一对应，两个快速定位组件安装于固定平板下底面，分别与锁紧定位组件中的圆孔定位件、长圆孔定向件一一对应。快速锁紧组件包括下锁紧座、T型拉杆、弹簧、螺母、上固定盖、手轮、手柄，下锁紧座为带翻边的圆柱，中心设有圆孔，下部中心设有长圆槽，其固定于固定平板下表面，T型拉杆为倒T型杆件，竖直杆上部设有螺纹，其依次穿过下锁紧座、固定平板，且T型拉杆的横向杆与下锁紧座下部的长圆槽相匹配，弹簧穿过T型拉杆放置于固定平板上表面，螺母安装于T型拉杆上部的螺纹上，处于弹簧上表面，上固定盖为带翻边的中空圆盖，上表面开有圆孔，其穿过T型拉杆固定于固定平板上表面，手轮安装于T型拉杆上部的螺纹上，处于上固定盖上表面，手柄成垂直状态固定于T型拉杆上，处于手轮上方。快速定位组件包括下定位座、定位销、弹簧、螺母、上锁紧盖、圆柱销、手柄，下定位座为带翻边的圆柱，中心设有圆孔，其固定于固定平板下表面，定位销为下粗上细的杆状结构，下部设有圆锥面，上部设有螺纹，其依次穿过下定位座、固定平板，且与下定位座中心圆孔相匹配，弹簧穿过定位销放置于固定平板上表面，螺母安装于定位销上部的螺纹上，处于弹簧上表面，上锁紧盖为带翻边的中空圆盖，中心设有圆孔，上端开有L型卡槽，其穿过定位销固定于固定平板上表面，圆柱销安装于定位销上部，可与上锁紧盖上端L型卡槽配合，手柄成垂直状态固定于定位销上，处于圆柱销上方。
[0007]数控调姿机构包括Z向运动组件、Y向运动组件、X向运动组件、球窝组件、驱动装置，Z向运动组件固定于锁紧定位组件上表面、可沿竖直方向上下移动，且移动方向与锁紧定位组件下表面垂直，Y向运动组件安装于Z向运动组件上表面，且运动方向与Z向运动组件相互垂直，X向运动组件与Y向运动组件结构完全一致，其安装于Y向运动组件上表面，且运动方向与Y、Z向运动组件分别垂直，在驱动装置的带动下，X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件分别可沿X、Y、Z向运动，球窝组件固定于X向运动组件上表面。
[0008]Y向运动组件包括Y向基座、Y向导轨、Y向丝杠驱动装置、Y向丝母座、Y向光栅尺、Y向滑板、Y向浮动导轨、导轨锁、弹簧、顶杆、挡块，Y向基座为长方体箱式结构，底面固定于Z向运动组件上表面，两条Y向导轨相互平行的安装于Y向基座上表面，Y向丝杠驱动装置平行于Y向导轨安装于Y向基座上，且处于两条导轨之间，Y向光栅尺安装于Y向基座侧面，与Y向导轨相互平行，Y向滑板安装于两条Y向导轨的滑块上，Y向浮动导轨平行于Y向导轨固定于Y向滑板下表面，导轨锁安装于Y向浮动导轨上，Y向丝母座安装于Y向丝杠驱动装置上，且与导轨锁连接，挡块为门字形块状结构，中部设有圆孔，两个挡块分别固定于Y向滑板下表面，处于导轨锁两侧，两个顶杆分别穿过弹簧安装于两个挡块的圆孔中，且处于挡块与导轨锁之间。
[0009]球窝组件包括底部固定板、力传感器、转接板、力矩传感器、球窝块、导向块、锁紧气缸、滑槽块、锁紧块、弹簧，底部固定板安装于X向滑板上表面，力传感器固定于底部固定板上表面中部，力矩传感器通过转接板与力传感器上表面连接，球窝块为上表面中心开有半球形凹槽的块状结构，侧面开有互成120度的三处圆孔，其固定于力矩传感器上表面，导向块为方形块，中部设有圆孔，三组导向块分别成120度固定于球窝块侧面，与球窝块侧面
的三处圆孔位置对应，三组锁紧气缸分别安装于三组导向块下方，滑槽块为圆柱形楔形块，其上部设有斜面，滑槽块安装于导向块上的圆孔中，且与锁紧气缸连接，锁紧块为圆柱形结构，一端为半球形，另一端设有与球窝块上半球形凹槽直径一致的球面凹陷，中心设有盲孔，侧面开有贯穿长圆槽，弹簧安装于锁紧块的盲孔中，带有弹簧的三组锁紧块分别通过圆柱销安装于球窝块侧面的三处圆孔中，且半球形的一端向外。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于包含多个调姿单元，每个调姿单元包括托件组、锁紧定位组件、数控调姿机构、控制系统，托件组固定于地基中，锁紧定位组件安装在托件组上，数控调姿机构固定在锁紧定位组件的上表面，控制系统带动数控调姿机构沿X、Y、Z三个方向运动，多个调姿单元根据待调姿产品的形状大小组成调姿单元组，每个调姿单元与待调姿产品上精确安装好的工艺球头位置相对应，待调姿产品放置于调姿单元组上，控制系统联动每个调姿单元带动待调姿产品到达指定位置。2.根据权利要求1所述的一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于所述的托件组包括多个固定螺栓、多个固定杯座、多个锁紧座、一个圆孔定位件、一个长圆孔定向件、多个盖板，固定杯座为圆形中空杯，多个固定螺栓分别处于多个固定杯座的中心，通过螺母分别将固定杯座固定于地基中，且成矩阵排列，锁紧座为中空带翻边的圆形盖，其上平面设有长圆槽，多个锁紧座处于固定杯座矩形的四个角，每个锁紧座分别固定于相应固定杯座内部中心，所有锁紧座上表面水平等高,圆孔定位件为带翻边的圆柱结构，中心设有定位孔，其设置于矩形中的边缘一列中部的固定杯座的内部中心，长圆孔定向件为带翻边的圆柱结构，中心设有长圆孔，其固定于矩形中的另一列边缘固定杯座中部的内部中心，圆孔定位件定位孔中心在长圆孔的中心线上，盖板为环形圆板，多个盖板安装于多个固定杯座与多个锁紧座、圆孔定位件、长圆孔定向件之间。3.根据权利要求1所述的一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于所述的锁紧定位组件包括固定平板、快速锁紧组件、快速定位组件，多个快速锁紧组件安装于固定平板下底面，与锁紧定位组件中的锁紧座一一对应，两个快速定位组件安装于固定平板下底面，分别与锁紧定位组件中的圆孔定位件、长圆孔定向件一一对应。4.根据权利要求3所述的一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于所述的快速锁紧组件包括下锁紧座、T型拉杆、弹簧、螺母、上固定盖、手轮、手柄，下锁紧座为带翻边的圆柱，中心设有圆孔，下部中心设有长圆槽，其固定于固定平板下表面，T型拉杆为倒T型杆件，竖直杆上部设有螺纹，其依次穿过下锁紧座、固定平板，且T型拉杆的横向杆与下锁紧座下部的长圆槽相匹配，弹簧穿过T型拉杆放置于固定平板上表面，螺母安装于T型拉杆上部的螺纹上，处于弹簧上表面，上固定盖为带翻边的中空圆盖，上表面开有圆孔，其穿过T型拉杆固定于固定平板上表面，手轮安装于T型拉杆上部的螺纹上，处于上固定盖上表面，手柄成垂直状态固定于T型拉杆上，处于手轮上方。5.根据权利要求3所述的一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于所述的快速定位组件包括下定位座、定位销、弹簧、螺母、上锁紧盖、圆柱销、手柄，下定位座为带翻边的圆柱，中心设有圆孔，其固定于固定平板下表面，定位销为下粗上细的杆状结构，下部设有圆锥面，上部设有螺纹，其依次穿过下定位座、固定平板，且与下定位座中心圆孔相匹配，弹簧穿过定位销放置于固定平板上表面，螺母安装于定位销上部的螺纹上，处于弹簧上表面，上锁紧盖为带翻边的中空圆盖，中心设有圆孔，上端开有L型卡槽，其穿过定位销固定于固定平板上表面，圆柱销安装于定位销上部，可与上锁紧盖上端L型卡槽配合，手柄成垂直状态固定于定位销上，处于圆柱销上方。6.根据权利要求1所述的一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于所述的数控调姿机构包括Z向运动组件、Y向运动组件、X向运动组件、球窝组件、驱动装置，Z向运动组件固定于锁紧定位组件上表面、可沿竖直方向上下移动，且移动方向与锁紧定位组件下表面垂直，
Y向运动组件安装于Z向运动组件上表面，且运动方向与Z向运动组件相互垂直，X向运动组件与Y向运动组件结构完全一致，其安装于Y向运动组件上表面，且运动方向与Y、Z向运动组件分别垂直，在驱动装置的带动下，X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件分别可沿X、Y、Z向运动，球窝组件固定于X向运动组件上表面。7.根据权利要求6所述的一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于所述的Y向运动组件包括Y向基座、Y向导轨、Y向丝杠驱动装置、Y向丝母座、Y向光栅尺、Y向滑板、Y向浮动导轨、导轨锁、弹簧、顶杆、挡块，Y向基座为长方体箱式结构，底面固定于Z向运动组件上表面，两条Y向导轨相互平行的安装于Y向基座上表面，Y向丝杠驱动装置平行于Y向导轨安装于Y向基座上，且处于两条导轨之间，Y向光栅尺安装于Y向基座侧面，与Y向导轨相互平行，Y向滑板安装于两条Y向导轨的滑块上，Y向浮动导轨平行于Y向导轨固定于Y向滑板下表面，导轨锁安装于Y向浮动导轨上，Y向丝母座安装于Y向丝杠驱动装置上，且与导轨锁连接，挡块为门字形块状结构，中部设有圆孔，两个挡块分别固定于Y向滑板下表面，处于导轨锁两侧，两个顶杆分别穿过弹簧安装于两个挡块的圆孔中，且处于挡块与导轨锁之间。8.根据权利要求6所述的一种快速可重构数控调姿装置，其特征在于所述的球窝组件包括底部固定板、力传感器、转接板、力矩传感器、球窝块、导向块、锁紧气缸、滑槽块、锁紧块、弹簧，底部固定板安装于X向滑板上表面，力传感器固定于底部固定板上表面中部，力矩传感器通...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫喜强，王伟华，王强，何斌，王麒翔，
申请(专利权)人：中航西安飞机工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：