用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备，包括：结构框架，其包括回转组件和沿回转组件的纵向轴线设置的框架组件，回转组件包括轴和设置在轴的两端的盘，框架组件包括与回转组件的轴垂直地排列的多个镂空板，多个镂空板包括用于容纳回转组件的轴的开口和被形成为与复合材料机身壁板的曲率一致的弯曲边缘；和热压装置，其设置在多个镂空板的弯曲边缘，并且包括沿长桁的长度分布的加压加热定位模块，加压加热定位模块包括分别对复合材料机身壁板长桁进行定位、吸附、加热加压的定位组件、吸附组件和加热加压组件。组件。组件。

【技术实现步骤摘要】
用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备


[0001]本技术涉及航天工艺设备
，具体设计一种用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备。

技术介绍

[0002]高性能碳纤维复合材料已经成为未来民机的公认的主要结构材料，并且其在民机主体结构的应用已成为国际新型民机研制的大趋势。随着国产CR929飞机研制进展的不断推进，复合材料机身部段已进入全尺寸零件研制阶段。然而，传统手工操作已无法满足实际零件制造需求，因此需要专用工艺设备使得机身壁板零件制造过程更加稳定可靠，更加高效。
[0003]具有较大尺寸的机身加筋壁板通常采用干长桁湿蒙皮共胶接工艺来制造。在实际工程化制造中需要采用工艺稳定、尺寸精度重复性高的方法和工艺设备。目前，基于此工艺方法的国外先进制造方案普遍采用固定站位机械臂以自动化夹持、放置长桁，此方案工程化程度高、产品稳定性好、造价高。基于此工艺方法的国内制造方案主要采用工装定位并结合人工操作的方式，但当零件尺寸增加到一定程度后或者需要投产验证时，无论从工艺稳定性、生产效率、质量稳定性上，这种方案都无法满足实际需求。
[0004]例如，宽体客机中后机身加筋壁板具有较大的尺寸，如长度8米，宽度4米。当采用干长桁湿蒙皮共胶接工艺时，需要将30多根长桁定位放置在蒙皮上，因此，人工操作无法保证长桁位置的准确性以及胶接面贴合的质量，并且无法同时提升操作效率，减少未固化零件的暴露时间。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中所存在的问题，本技术公开一种用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备，包括：结构框架，其包括回转组件和沿回转组件的纵向轴线设置的框架组件，回转组件包括轴和设置在轴的两端的盘，框架组件包括与回转组件的轴垂直地排列的多个镂空板，多个镂空板包括用于容纳回转组件的轴的开口和被形成为与复合材料机身壁板的曲率一致的弯曲边缘；和热压装置，其设置在多个镂空板的弯曲边缘，热压装置包括沿长桁的长度分布的加压加热定位模块，加压加热定位模块包括分别对复合材料机身壁板长桁进行定位、吸附、加热加压的定位组件、吸附组件和加热加压组件。
[0006]本技术所述的用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备能够充分有效的减少人工操作难度，提高了长桁胶接质量，保证了长桁位置精度，同时提高了生产效率。
[0007]优选地，结构框架还包括沿回转组件的纵向设置以将多个镂空板的端部串联在一起的真空罐、基本横向于真空罐并且远离回转组件延伸的吊装座以及在吊装座的镂空板弯曲边缘所在侧的表面上垂直延伸的定位轴。
[0008]真空罐用于储存真空泵产生的真空，吊装座用于通过行吊来吊装和移动用于复合
材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备，定位轴用于将该定位设备和与之配合的主模体准确地定位。
[0009]优选地，定位组件包括用于接收并保持长桁的定位块、用于将加压加热定位模块连接至镂空板的弯曲边缘的安装角座和用于校准定位块相对于镂空板的弯曲边缘的位置的补偿块。
[0010]通过定位组件，可以将加压加热定位模块准确地连接至框架组件，并且保证了多个加压加热定位模块在回转组件的纵向和横向方向上的对准。
[0011]优选地，定位块为横截面呈帽形的条状板，并且在帽形的帽底侧包括沿定位块的纵向整体贯穿的梯形开口，以便容纳和吸附长桁。
[0012]优选地，吸附组件主要由真空吸盘和可调节螺杆组成，并且分布在定位组件的底部。
[0013]吸附组件能够将长桁稳定地保持在定位块的梯形开口内。
[0014]优选地，加热加压组件包括设置在定位块的顶部的导杆气缸和分布在定位组件的底部的加热灯。
[0015]导杆气缸能够对长桁施加压力，并且加热灯对长桁进行局部加热。
[0016]优选地，加热灯为两个并且沿定位块的纵向分布在定位块的底部的相对两侧。
[0017]加热灯分布在定位块底部的相对两侧，能够使长桁受热均匀。
[0018]优选地，加热灯包括红外线灯。
[0019]红外线灯结构紧凑，安装方便，维护成本低。红外线灯温度控制方便，升温迅速，加热效率高，可对长桁进行局部加热。此外，红外线灯没有噪音，没有废物排放，节能环保。
[0020]优选地，用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备还包括集成在结构框架上的独立的控制装置和安装在结构框架上的真空装置，控制装置用于控制复合材料机身壁板长桁的定位、吸附、加热加压和释放，真空装置向定位设备提供真空。
[0021]优选地，控制装置包括可编程逻辑控制器(PLC)、触摸屏(HMI)、远程IO模块、接触器及断路器、按钮/指示灯、总压力开关、电磁阀开关。
[0022]通过控制装置，可以对用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备的运行参数进行设置，并对整个工装系统进行监测。控制装置还能够监测温度、真空、加压气体，并对各部件的运动进行控制。
[0023]优选地，真空装置包括真空泵、真空罐、单元压力开关、阀组箱和电磁换向阀。
[0024]真空装置提供真空以便将长桁吸附在定位块的梯形开口内。
[0025]优选地，真空装置还包括真空破坏管路，所述真空破坏管路连接真空吸盘，以快速破坏长桁的真空吸附。
[0026]真空破坏管路从用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备的压缩气源接口分出，以在长桁的加压和加热完成后使得长桁快速脱模。
[0027]优选地，用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备还包括向热压装置提供压缩气体的储气罐。
[0028]储气罐与车间压缩气源连接，并通过调压、调速阀、气缸换向阀等连接至导杆气缸，以向导杆气缸提供压缩气体。
[0029]本专利技术的优点在于：(1)本技术提供了一种新的长桁胶接定位方式，通过对长
桁的定位、真空吸附、定向移动放置，实现了所有长桁一次性胶接定位；(2)本技术提供了一种新的改善长桁胶接质量的方法，通过PLC、HMI对加热加压运动单元进控制，软化胶膜的同时提供持续压力，实现了长桁充分、高质量胶接的工艺过程控制。
附图说明
[0030]当结合附图时，通过参考本技术的示例性实施例的以下说明性且非限制性的详细描述，将更全面地理解本技术的上述目的以及其他目的、特征和优点。
[0031]图1为本技术所述的用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备的整体示意图；
[0032]图2为本技术所述的用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备的结构框架示意图；
[0033]图3为本技术所述的用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备的背面示意图；
[0034]图4为本技术所述的用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备的各个组件的分布示意图；
[0035]图5为本技术所述的用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备的单元压力开关示意图；
[0036]图6为本技术所述的用于复合材料机身壁板长桁的整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于复合材料机身壁板长桁的整体胶接的定位设备，其特征在于，所述定位设备包括：结构框架，所述结构框架包括回转组件和沿所述回转组件的纵向轴线设置的框架组件，所述回转组件包括轴和设置在所述轴的两端的盘，所述框架组件包括与所述回转组件的轴垂直地排列的多个镂空板，多个所述镂空板包括用于容纳所述回转组件的轴的开口和被形成为与复合材料机身壁板的曲率一致的弯曲边缘；和热压装置，所述热压装置设置在多个所述镂空板的弯曲边缘处，并且包括沿所述镂空板的弯曲边缘和所述回转组件的纵向轴线分布的多个加压加热定位模块，所述加压加热定位模块包括分别对所述复合材料机身壁板长桁进行定位、吸附、加热加压的定位组件、吸附组件和加热加压组件。2.根据权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述结构框架还包括沿所述回转组件的纵向设置以将多个所述镂空板的端部串联在一起的真空罐、基本横向于所述真空罐并且远离所述回转组件延伸的吊装座以及在所述吊装座的镂空板弯曲边缘所在侧的表面上垂直延伸的定位轴。3.根据权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述定位组件包括用于接收并保持长桁的定位块、用于将所述加压加热定位模块连接至所述镂空板的弯曲边缘的安装角座和用于校准所述定位块相对于所述镂空板的弯曲边缘的位置的补偿块。4.根据权利要求3所述的定位设备，其特征在于，所述定位块为横截面呈帽形的条状板，并且在所述帽形的帽底侧包括沿所述定位块的纵向整体贯穿的梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐少晨，王健，张训杰，邱春亮，刘钧天，陈萍，
申请(专利权)人：上海飞机制造有限公司，
类型：新型
国别省市：