一种航空发动机柔性化装配系统技术方案

本发明专利技术公开了一种航空发动机柔性化装配系统。本发明专利技术由安装在系统底座上对中测量单元、部件调姿对中单元、压气机转子定位工装、大螺母盲腔拧紧单元和多自由度装配架组成。多自由度装配架，用于装配发动机各部件和连接操作平台，对中测量单元用于发动机姿态自动化测量，部件调姿对中单元用于发动机待安装部件的抓取及对接装配，大螺母盲腔拧紧单元用于发动机低涡长轴大螺母盲腔自动检测和拧紧操作，压气机转子定位工装用于发动机压气机转子部件的定位。本发明专利技术适用组件、部件和总装在共用装配平台上完成全部装配，柔性化装配特点突出；还尤其适应新机研制阶段工装制造成本投入少、厂房使用占地面积小，大幅度减小资源浪费。大幅度减小资源浪费。大幅度减小资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机柔性化装配系统


[0001]本专利技术属于航空发动机自动化装配
的一种装配系统，具体涉及了一种航空发动机柔性化装配系统。

技术介绍

[0002]在当前纷繁复杂的国内外紧张局势下，我国在航空发动机高端装备研制进程加速投入，新型号研制种类多、规格多，航空发动机装配是发动机制造过程中最为重要的环节之一，装配过程涉及零件数量多、协调部位复杂，其装配技术水平和装配质量直接影响发动机的工况特性，直接决定着发动机的可靠性、寿命及主要性能参数等，当前各航空发动机主机厂，采用传统装配工装完成发动机部件或总装安装操作，装配效率低，产品装配质量一到性差，特别是新机研制阶段配套工装重复投入大，但是其利用率极低，同时厂房占用面积巨大，造成很多社会资源浪费，严重制约了当代飞机主机厂对发动机提出的短周期、高可靠性、长寿命的综合性交付要求。
[0003]当前，国内航空发动机装配制造技术水平，明显落后于汽车、飞机等相关行业大量引入数字化、智能化生产线及装备，尤其是装配技术方面，采用简易机械焊接装配架、手工测量肉眼观察等传统制造方法仍然是主导。在航空发动机高端装备重点
，欧美国家投入巨资研制高效部件自动对接技术、机器人自动化检测技术等显著缩短了发动机的交付周期，但对我国实行技术严密封锁和禁运策略。

技术实现思路

[0004]为了提升我国航空发动机产高端装备的整体水平，弥补制造工艺装备的短板，结合我国发动机研制情况，为了解决工装、厂房、人员等重复投入的突出问题，减少资源浪费用，同时大幅度提高设备的利用率和装配的自动化、智能化技术水平，研究适合于我国发动机研制工艺特点的新技术、新方法和新装备，本专利技术的目的是提供一种航空发动机柔性化装配系统，体现了自动化、数字化、智能化和柔性化特点，兼容多型号的新机研制、小批装配生产需求，同时能够满足组件、部件及整机在本专利技术平台完成装配工作，具有精度高、效率高、安全性好的特点，降低操作者劳动强度；是航空发动机装配技术从传统固定装配模式向柔性化、自动化装配技术变革的发展趋势，在航空航天发动机数字化、智能化装配领域中具有广泛应用前景。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术包括对中测量单元、部件调姿对中单元、系统底座、压气机转子定位工装、大螺母盲腔拧紧单元和多自由度装配架；
[0007]系统底座上的中部固定安装有多自由度装配架，多自由度装配架一侧的系统底座上安装有部件调姿对中单元和对中测量单元，对中测量单元设置在部件调姿对中单元上方，部件调姿对中单元和对中测量单元均沿系统底座的X方向轨道移动；多自由度装配架一侧的系统底座上安装有大螺母盲腔拧紧单元，大螺母盲腔拧紧单元沿系统底座的Y方向轨
道移动；部件调姿对中单元和大螺母盲腔拧紧单元之间的系统底座上安装有压气机转子定位工装，压气机转子定位工装沿系统底座的X方向轨道移动。
[0008]所述对中测量单元包括伺服电缸、导向组件、安装支架、回转气缸、第一安装板、第一工业相机、第一连接板、测量组件、第一位移传感器和第二位移传感器；安装支架的底部与系统底座相连，安装支架沿着系统底座X方向轨道移动，安装支架的上部安装有伺服电缸和多个导向组件，伺服电缸的输出轴向下穿过安装支架后与第一连接板连接，多个导向组件的下端也向下穿过安装支架后与第一连接板连接，使得伺服电缸的驱动，带动第一连接板在安装支架中上下运动；第一安装板通过回转气缸安装在第一连接板中，第一安装板的中部安装有第一工业相机，第一安装板的侧面安装有多个测量组件，第一安装板的侧面还安装有第一位移传感器和第二位移传感器。
[0009]所述多个测量组件结构相同，均包括电动模组和第一激光传感器，第一激光传感器通过电动模组安装在第一安装板的侧面。
[0010]所述部件调姿对中单元包括B1轴驱动组件、Z2轴伺服驱动组件、Y1轴滑台、X2轴滑台、Y1轴直线导轨(205)、C2轴驱动组件、Z2轴升降滑台、Z2轴直线导轨、安全插销机构、快换工装、YZ平面浮动滑台、A1轴安装座、B1轴安装座、C2轴安装座、A1轴驱动组件、对接力控传感器、浮动滑台定位气缸、零件定位块、零件定位安装座、Y1轴伺服驱动组件和YZ平面浮动滑轨；
[0011]X2轴滑台与系统底座相连，X2轴滑台沿系统底座的X方向轨道移动；Y1轴滑台通过Y1轴直线导轨和Y1轴伺服驱动组件安装在X2轴滑台上，Y1轴伺服驱动组件的驱动，带动Y1轴滑台沿着Y1轴直线导轨在X2轴滑台上移动；Z2轴升降滑台通过Z2轴伺服驱动组件和Z2轴直线导轨安装在Y1轴滑台中，Z2轴伺服驱动组件的驱动，带动Z2轴升降滑台沿着Z2轴直线导轨在Y1轴滑台中移动；Z2轴升降滑台中安装有C2轴驱动组件，C2轴驱动组件的输出端与C2轴安装座相连，C2轴驱动组件的驱动，带动C2轴安装座在Z2轴升降滑台上绕Z轴旋转；B1轴安装座通过B1轴驱动组件安装在C2轴安装座中，B1轴驱动组件的驱动，带动B1轴安装座在C2轴安装座中绕Y轴旋转；A1轴安装座通过A1轴驱动组件安装在B1轴安装座中，A1轴驱动组件的驱动，带动A1轴安装座在B1轴安装座中绕X轴旋转；YZ平面浮动滑台通过YZ平面浮动滑轨和浮动滑台定位气缸安装在A1轴安装座中，浮动滑台定位气缸的驱动，带动YZ平面浮动滑台沿着YZ平面浮动滑轨在A1轴安装座中移动；定位安装座通过对接力控传感器安装在YZ平面浮动滑台中；定位安装座靠近多自由度装配架的侧面中设置有多个零件定位块，定位安装座的两侧还设置有安全插销机构，快换工装通过零件定位块和安全插销机构固定安装在定位安装座中。
[0012]所述系统底座包括底座本体、X1轴直线导轨、X2轴驱动组件、X2轴直线导轨、X3轴驱动组件、Y2轴直线导轨、Y2轴驱动组件和X1轴驱动组件；
[0013]底座本体设置在地面上，底座本体上安装有X1轴直线导轨、X2轴驱动组件、X2轴直线导轨、X3轴驱动组件、Y2轴直线导轨、Y2轴驱动组件和X1轴驱动组件，其中，X1轴直线导轨与X2轴直线导轨平行且间隔布置，对中测量单元通过X1轴直线导轨和X1轴驱动组件可移动地安装在底座本体上，部件调姿对中单元通过X2轴驱动组件和X2轴直线导轨可移动地安装在底座本体上，压气机转子定位工装通过X3轴驱动组件和X2轴直线导轨可移动地安装在底座本体上，大螺母盲腔拧紧单元通过Y2轴直线导轨和Y2轴驱动组件可移动地安装在底座本
体上。
[0014]所述大螺母盲腔拧紧单元包括Y2轴滑台、C4轴转台轴承、X4轴安装座、大螺母拧紧移动导轨、大螺母拧紧组件驱动、中心检测组件驱动、中心检测组件移动导轨、大螺母拧紧力矩驱动电机、大螺母拧紧组件安装座、中心检测组件安装座、传感器安装板、第二工业相机、第二激光传感器、大螺母拧紧专用套筒和C4轴驱动组件；
[0015]Y2轴滑台可移动地安装在系统底座上，C4轴转台轴承通过C4轴驱动组件可旋转地安装在Y2轴滑台上，C4轴驱动组件的驱动，带动C4轴转台轴承绕Z轴旋转，C4轴转台轴承上安装有X4轴安装座；中心检测组件安装座通过中心检测组件驱动和中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机柔性化装配系统，其特征在于，包括对中测量单元(1)、部件调姿对中单元(2)、系统底座(3)、压气机转子定位工装(4)、大螺母盲腔拧紧单元(5)和多自由度装配架(6)；系统底座(3)上的中部固定安装有多自由度装配架(6)，多自由度装配架(6)一侧的系统底座(3)上安装有部件调姿对中单元(2)和对中测量单元(1)，对中测量单元(1)设置在部件调姿对中单元(2)上方，部件调姿对中单元(2)和对中测量单元(1)均沿系统底座(3)的X方向轨道移动；多自由度装配架(6)一侧的系统底座(3)上安装有大螺母盲腔拧紧单元(5)，大螺母盲腔拧紧单元(5)沿系统底座(3)的Y方向轨道移动；部件调姿对中单元(2)和大螺母盲腔拧紧单元(5)之间的系统底座(3)上安装有压气机转子定位工装(4)，压气机转子定位工装(4)沿系统底座(3)的X方向轨道移动。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机柔性化装配系统，其特征在于，所述对中测量单元(1)包括伺服电缸(101)、导向组件(102)、安装支架(103)、回转气缸(104)、第一安装板(107)、第一工业相机(108)、第一连接板、测量组件、第一位移传感器(109)和第二位移传感器(110)；安装支架(103)的底部与系统底座(3)相连，安装支架(103)沿着系统底座(3)X方向轨道移动，安装支架(103)的上部安装有伺服电缸(101)和多个导向组件(102)，伺服电缸(101)的输出轴向下穿过安装支架(103)后与第一连接板连接，多个导向组件(102)的下端也向下穿过安装支架(103)后与第一连接板连接，使得伺服电缸(101)的驱动，带动第一连接板在安装支架(103)中上下运动；第一安装板(107)通过回转气缸(104)安装在第一连接板中，第一安装板(107)的中部安装有第一工业相机(108)，第一安装板(107)的侧面安装有多个测量组件，第一安装板(107)的侧面还安装有第一位移传感器(109)和第二位移传感器(110)。3.根据权利要求2所述的一种航空发动机柔性化装配系统，其特征在于，所述多个测量组件结构相同，均包括电动模组(105)和第一激光传感器(106)，第一激光传感器(106)通过电动模组(105)安装在第一安装板(107)的侧面。4.根据权利要求1所述的一种航空发动机柔性化装配系统，其特征在于，所述部件调姿对中单元(2)包括B1轴驱动组件(201)、Z2轴伺服驱动组件(202)、Y1轴滑台(203)、X2轴滑台(204)、Y1轴直线导轨(205)、C2轴驱动组件(206)、Z2轴升降滑台(207)、Z2轴直线导轨(208)、安全插销机构(209)、快换工装(210)、YZ平面浮动滑台(211)、A1轴安装座(212)、B1轴安装座(213)、C2轴安装座(214)、A1轴驱动组件(215)、对接力控传感器(216)、浮动滑台定位气缸(217)、零件定位块(218)、零件定位安装座(219)、Y1轴伺服驱动组件(220)和YZ平面浮动滑轨(221)；X2轴滑台(204)与系统底座(3)相连，X2轴滑台(204)沿系统底座(3)的X方向轨道移动；Y1轴滑台(203)通过Y1轴直线导轨(205)和Y1轴伺服驱动组件(220)安装在X2轴滑台(204)上，Y1轴伺服驱动组件(220)的驱动，带动Y1轴滑台(203)沿着Y1轴直线导轨(205)在X2轴滑台(204)上移动；Z2轴升降滑台(207)通过Z2轴伺服驱动组件(202)和Z2轴直线导轨(208)安装在Y1轴滑台(203)中，Z2轴伺服驱动组件(202)的驱动，带动Z2轴升降滑台(207)沿着Z2轴直线导轨(208)在Y1轴滑台(203)中移动；Z2轴升降滑台(207)中安装有C2轴驱动组件(206)，C2轴驱动组件(206)的输出端与C2轴安装座(214)相连，C2轴驱动组件(206)的驱动，带动C2轴安装座(214)在Z2轴升降滑台(207)上绕Z轴旋转；B1轴安装座(213)通过B1轴驱动
组件(201)安装在C2轴安装座(214)中，B1轴驱动组件(201)的驱动，带动B1轴安装座(213)在C2轴安装座(214)中绕Y轴旋转；A1轴安装座(212)通过A1轴驱动组件(215)安装在B1轴安装座(213)中，A1轴驱动组件(215)的驱动，带动A1轴安装座...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，黄小东，谭建荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：