[发明专利]一种重载三坐标定位器

说明书

技术领域

本发明涉及定位器，尤其涉及一种重载三坐标定位器。

背景技术

大型飞机通常是指起飞总质量超过100t的军民用大型运输机和150座级以上的大型客机。它是一个国家工业、科技水平和综合实力的集中体现，对增强我国的国际竞争力和科技实力有着非常重要的意义。

目前，我国飞机装配基本上还沿用20世纪六七十年代原苏联的传统方法，多采用基于模拟量传递方式为主的工作方法。这种工作方法制造周期长、装配协调环节多、协调的工艺技术方法复杂，针对不同装配件采用了大量复杂的、硬性的、专用的实物标准工装和装配工装，其可变性、可重构性差，无通用性且成本高，特别地，在大部件对接装配时，甚至还是人工的手扶肩扛操作。而大飞机部件重达几吨，甚至数十吨，若采用传统的装配模式其难度可想而知。因此，大型飞机制造采用自动化装配技术势在必行，首先是为了保证装配的质量，提高机体的疲劳寿命。其次，可在大批量生产中提高生产效率。从另一方面，大型飞机机体结构尺寸大、结构装配空间较开敞，也易于实现自动化装配。

为了满足大型飞机机身和机翼“大十字”数字化对接的需要，提供了一种重载三坐标定位器。该定位器结构强度高、刚性好，可实现整体机身的有效支撑和固持。定位器还可沿X、Y、Z三个方向精确运动和定位，并与固连于整体机身加强框上的工艺接头构成球铰副，4个定位器构成一个并联机构基于四点调姿原理实现机身的位置和姿态调整。此外，定位器上安装了若干位移传感器、力传感器和超声波传感器，可实时监控机身相对于定位器的空间位置和机身的支撑受力状态，确保飞机在入位、支撑、调姿和对接过程中的安全性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种重载三坐标定位器。

重载三坐标定位器包括Z向传动单元、X向滑板、Z向滑板、立柱、Y向拖板、Z向涡轮蜗杆减速器、操作台、X向传动单元、底座、Y向传动单元、工艺球头、球头锁紧机构、球头入位机构、测力机构；底座上设有Y向传动单元，Y向传动单元上设有Y向拖板，Y向拖板上设有立柱，立柱侧面设有Z向传动单元，Z向传动单元上设有Z向滑板，Z滑板侧面设有X向传动单元，X向传动单元上设有X向滑板，X向滑板上设有测力机构，测力机构上设有球头入位机构，球头入位机构上设有球头锁紧机构，X向传动单元、Y向传动单元或Z向传动单元为直线导轨导向，并通过伺服电机、减速器和滚珠丝杠实现该方向运动。

所述的立柱和底座承力构件多采用加筋铸件。所述的X向传动单元、Y向传动单元或Z向传动单元设有绝对式光栅尺，通过绝对式光栅尺读数反馈实现全闭环控制。所述的X向传动单元、Y向传动单元或Z向传动单元设有限位开关和机械限位，且其伺服电机均带有抱闸制动。所述的Z向传动单元设有蜗轮蜗杆减速器，利用其自锁特性锁定其工作位置。所述的立柱顶部和X向滑板上设有超声波传感器，检测飞机机身入位时定位器和飞机机身的距离。所述的测力机构上设有力传感器，实时监控定位器Z向的受力状况。所述的球头入位机构设有多个位移传感器，根据其初始安装位置和读数计算机身大部件工艺球头相对定位器的相对位置。所述的球头入位机构设有手轮，利用手轮驱动定位器运动，完成飞机大部件工艺球头相对于定位器的初步定位。所述的球头锁紧机构是伺服电机通过蜗杆涡轮减速器驱动转盘，进而控制卡爪沿转盘径向移动，执行对飞机大部件工艺球头的夹紧或放松操作。