大尺寸工装调平系统及其方法技术方案

技术编号：40596469 阅读：4 留言：0更新日期：2024-03-12 21:59

本发明专利技术提供了一种大尺寸工装调平系统及其方法，包括：若干个升降组件、若干个基准件、检测件以及控制器；升降组件可升降调节，若干个升降组件支撑于工装桁架的底部，若干个基准件分别设于工装型面的若干个基准孔内；检测件用于检测每个基准件上基准点的实际坐标信息；控制器与检测件控制连接且与升降组件通讯连接，控制器用于根据每个基准点的实际坐标信息和理论坐标信息，得到每个基准点的竖向偏差值，并根据竖向偏差值得到所需调节的升降组件的高度调节值，以控制调节所需调节的升降组件的高度。本发明专利技术通过多次迭代的调平操作，以完成对工装的自动调平，无需人力调节，缩短了调平操作的时长，提高了调平效率和生产效率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空制造，尤其涉及一种大尺寸工装调平系统及其方法。

技术介绍

1、碳纤维复合材料构件由于其具有密度低、比强度和比刚度高、抗疲劳和腐蚀性好等特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。然而，碳纤维复合材料构件的生产制造涉及到许多技术难点，其中成型工装技术是关键之一，其质量和性能直接影响到碳纤维复合材料构件的形状、尺寸和外观。

2、然而，成型工装在使用过程中，工装会受自身材料重力的作用发生自重变形，自重变形的大小与工装所使用的材料密度、泊松比、压缩性能、支承方式和支承点位置有关。上述因素在工装设计阶段会通过计算机数字化模拟加以控制。但在工装使用阶段车间地面常与工装桁架的高度不匹配，这将会导致工装的支承点分布不均，加剧工装自重变形，使工装实际型面偏离理论设计型面。如果在碳纤维复合材料构件铺贴和固化过程中不对该类型的工装自重变形加以控制，将会导致生产出的产品实际型面偏离产品设计型面。

3、目前，常见的控制由于车间地面和工装桁架的高度不匹配造成的工装自重变形方式为在工装桁架下方放置多个高度可调垫铁对工装进行“调平”(此处调平指将工装型面调至与理论型面一致，不单指将工装型面调至水平，下同)。该方法通过逐个手动调节垫铁高度，使工装实际型面逐步达到理论型面。然而，这种调节方式过程繁琐，耗时较长，无法定量评估由于地面或桁架对工装型面偏差的影响，当工装移动位置后均需要人工重新调平，每次调平结果随机性大，操作耗时长，降低了生产效率。

4、因此，有必要提出一种大尺寸工装调平系统及其方法以解决上述问题。</p>

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种大尺寸工装调平系统及其方法，用以改善现有的手动调平方式操作耗时长、降低了生产效率的问题。

2、本专利技术提供了一种大尺寸工装调平系统，该调平系统包括：若干个升降组件、若干个基准件、检测件以及控制器；

3、所述升降组件可升降调节，若干个所述升降组件支撑于工装桁架的底部，若干个基准件分别设于工装型面的若干个基准孔内，所述升降组件与所述基准件一一对应设置且位于对应的所述基准件下方；

4、所述检测件用于检测每个所述基准件上基准点的实际坐标信息；

5、所述控制器与所述检测件控制连接且与所述升降组件通讯连接，所述控制器用于根据每个所述基准点的实际坐标信息和理论坐标信息得到每个所述基准点的竖向偏差值，并根据所述竖向偏差值得到所需调节的升降组件的高度调节值，以控制调节所需调节的升降组件的高度。

6、在一种可能的实施例中，所述基准件包括插设于所述基准孔内的靶座以及安装于所述靶座之上的靶球，所述基准点为所述靶球中心点；

7、所述检测件为激光跟踪仪，所述激光跟踪仪用于向所述靶球发射激光并接收经所述靶球反射的激光，以获取所述靶球中心点的实际坐标信息。

8、在一种可能的实施例中，所述调平系统还包括驱动机构，所述驱动机构具有驱动端；

9、所述升降组件包括内部中空的基座和竖向设置的丝杠，所述丝杠自所述基座的顶面穿设于所述基座中，所述丝杠的顶端支撑于所述工装桁架的底部；

10、所述驱动端伸入所述基座内且与所述丝杠驱动连接，通过所述驱动机构驱动丝杠竖向移动调节，以实现对所述升降组件的升降调节。

11、在一种可能的实施例中，所述驱动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴以及驱动件；

12、所述第一锥齿轮可转动地安装于所述基座内且呈水平设置，所述丝杠穿设且螺纹连接于所述第一锥齿轮内；

13、所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合连接且可转动地安装于所述基座的内侧壁上；

14、所述传动轴穿置于所述基座的侧部，所述传动轴的一端可拆卸地安装于所述第二锥齿轮内，所述驱动件与所述传动轴的另一端驱动连接。

15、在一种可能的实施例中，还包括可拆卸地卡套于所述升降组件外的插销组件，所述插销组件内部中空，所述驱动件设置于所述插销组件内，所述传动轴穿置于所述插销组件上；

16、所述插销组件内设有与所述驱动机构控制连接的数传芯片，所述控制器与所述数传芯片通讯连接，以控制所述驱动机构调节对应的所述升降组件的高度。

17、在一种可能的实施例中，还包括安装于所述基座顶面的轴向锁紧螺母，所述轴向锁紧螺母套设且螺纹连接于所述丝杠上，通过调节所述轴向锁紧螺母处于锁止状态，以限制所述丝杠下移；通过调节所述轴向锁紧螺母处于非锁止状态，以使所述丝杠能够上下移动。

18、本专利技术实施例中还提供了一种大尺寸工装调平方法，采用如上述任一实施例中的所述大尺寸工装调平系统，该调平方法包括：

19、步骤s101：采用若干个所述升降组件支撑于工装桁架的底部，将若干个所述基准件分别设于工装型面的若干个基准孔内，使所述升降组件与所述基准件一一对应设置且所述升降组件位于对应的所述基准件下方；

20、步骤s102：所述控制器控制所述检测件检测每个所述基准件上基准点的实际坐标信息；

21、步骤s103：所述控制器根据每个所述基准点的实际坐标信息和理论坐标信息得到每个所述基准点的竖向偏差值，并根据所述竖向偏差值得到所需调节的升降组件的高度调节值；

22、步骤s104：所述控制器根据每个所述高度调节值，控制对应的所述升降组件进行升降调节，重复步骤s102-s104，直至完成对所述工装的自动调平。

23、在一种可能的实施例中，在第一次调平时，所述控制器比较所有所述基准点的竖向偏差值的大小，得到最大的竖向偏差值，将所述最大的竖向偏差值对应的升降组件确定为基准升降组件，其余的升降组件确定为第一次需调节的升降组件，根据所述最大的竖向偏差值与第一次需调节的升降组件对应的竖向偏差值，得到第一次需调节的升降组件的高度调节值。

24、在一种可能的实施例中，针对第一次调平后的每次调平，所述控制器判断每个所述基准点的当前竖向偏差值是否小于0，将小于0的当前竖向偏差值对应的升降组件确定为第i次需调节的升降组件；

25、第i+1次需调节的升降组件的高度值满足如下计算公式：

26、

27、其中，x为所述升降组件的编号，i为调平次数，为第i次调平前编号x升降组件对应的竖向偏差值，a为调节系数，为第i次调平时编号x升降组件的高度调节值，为第i次调平前编号x升降组件的高度值，为第i+1次调平前编号x升降组件的高度值。

28、在一种可能的实施例中，当i+1次调平满足如下条件时，完成对所述工装的自动调平：

29、

30、其中，为第i次调平前编号x升降组件对应的竖向偏差值，为第i+1次调平前编号x升降组件对应的竖向偏差值。

31、本专利技术的有益效果在于：所述控制器控制所述检测件检测每个所述基准点的实际坐标信息，所述控制器根据每个所述基准点的实际坐标信息和理论坐标信息计算出每个所述基准点的竖向偏差值，并根据所述竖向偏差值得到所需调节的升降组件的高度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大尺寸工装调平系统，其特征在于，所述调平系统包括：若干个升降组件、若干个基准件、检测件以及控制器；

2.根据权利要求1所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，所述基准件包括插设于所述基准孔内的靶座以及安装于所述靶座之上的靶球，所述基准点为所述靶球中心点；

3.根据权利要求1所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，所述调平系统还包括驱动机构，所述驱动机构具有驱动端；

4.根据权利要求3所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，所述驱动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴以及驱动件；

5.根据权利要求4所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，还包括可拆卸地卡套于所述升降组件外的插销组件，所述插销组件内部中空，所述驱动件设置于所述插销组件内，所述传动轴穿置于所述插销组件上；

6.根据权利要求3所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，还包括安装于所述基座顶面的轴向锁紧螺母，所述轴向锁紧螺母套设且螺纹连接于所述丝杠上，通过调节所述轴向锁紧螺母处于锁止状态，以限制所述丝杠下移；通过调节所述轴向锁紧螺母处于非锁止状态，以使所述丝杠能够上下移动。

7.一种大尺寸工装调平方法，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一项的所述大尺寸工装调平系统，所述调平方法包括：

8.根据权利要求7所述的大尺寸工装调平方法，其特征在于，在第一次调平时，所述控制器比较所有所述基准点的竖向偏差值的大小，得到最大的竖向偏差值，将所述最大的竖向偏差值对应的升降组件确定为基准升降组件，其余的升降组件确定为第一次需调节的升降组件，根据所述最大的竖向偏差值与第一次需调节的升降组件对应的竖向偏差值，得到第一次需调节的升降组件的高度调节值。

9.根据权利要求8所述的大尺寸工装调平方法，其特征在于，针对第一次调平后的每次调平，所述控制器判断每个所述基准点的当前竖向偏差值是否小于0，将小于0的当前竖向偏差值对应的升降组件确定为第i次需调节的升降组件；

10.根据权利要求9所述的大尺寸工装调平方法，其特征在于，当i+1次调平满足如下条件时，完成对所述工装的自动调平：

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【技术特征摘要】

1.一种大尺寸工装调平系统，其特征在于，所述调平系统包括：若干个升降组件、若干个基准件、检测件以及控制器；

3.根据权利要求1所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，所述调平系统还包括驱动机构，所述驱动机构具有驱动端；

4.根据权利要求3所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，所述驱动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴以及驱动件；

6.根据权利要求3所述的大尺寸工装调平系统，其特征在于，还包括安装于所述基座顶面的轴向锁紧螺母，所述轴向锁紧螺母套设且螺纹连接于所述丝杠上，通过调节所述轴向锁紧螺母处于锁止状态，以限...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安，赵洪宝，叶玉恒，齐磊，
申请(专利权)人：中建材上海航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：

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