[实用新型]壁板自动钻铆装配多点柔性定位工装

说明书

技术领域

本发明属于飞机壁板自动钻铆装配技术领域，涉及一种飞机壁板自动钻铆装配的定位工装。

背景技术

壁板自动钻铆装配技术是最先进的装配连接技术之一，具有钻铆质量好、生产效率高、劳动条件好等特点，在壁板的钻铆装配中得到广泛应用。在飞机壁板钻铆装配过程中，常常存在预连接与钻铆两个装配过程。其中预连接过程主要是在预定位工装上，将长桁与蒙皮通过预定位销进行连接，形成初始壁板。由于飞机壁板形状多样，结构复杂，因此在实际生产过程中，每种壁板都要求对应形式的预定位工装，预定位连接过程是影响壁板钻铆装配质量和装配效率的重要环节，柔性化和自动化是壁板自动钻铆装配的发展趋势。

在当前工程应用上，壁板预定位的解决方案是针对每一种壁板设计一套专用预定位工装，较常见的形式是立柱式，靠专用卡板及夹持器分别对蒙皮和长桁进行定位、夹持，完成壁板的预定位；这种传统的预定位工装导致装配工作量大、生成成本高、生成周期长、装配精度不稳定，不能适应现代飞机制造业低成本、高质量、快响应的要求。在传统预定位方案的基础上，专利CN10486143A发明了一种柔性装配数字化型架装置，由型架骨架和十六个移动调形单元组成，通过移动卡板装配点位置，结合可更换的卡板，实现在飞机装配中一个型架用于多种壁板类零件的装配模式；该专利并不是针对自动钻铆定位设计的，没有涉及蒙皮和长桁的定位与夹持，并且柔性有限，没有摆脱专用卡板的限制。专利CN101817146A发明了一种分离式全自动钻铆托架系统，由X、Y、Z、A、B、C六个坐标轴的共同运动来实现零件定位和法向调整；该专利只是处理了自动钻铆托架的调姿问题，并没有涉及托架上的蒙皮和长桁的定位、夹紧装置。专利CN201008935Y发明了一种壁板铆接柔性装配型架，具有一个由立柱支撑的型架框架和沿立柱侧面间隔排列的外形定位卡板，以及安装在外形定位卡板上的限位器，在卡板侧面间隔设置安装在吸盘托架上的真空吸盘，用于吸附壁板；该发明在更换壁板种类时需要更换外形定位卡板，吸盘的轴向位置需要手动的螺母装置调节，并且没有涉及预定位中长桁的定位和夹紧。因此，上述改进的方法也没有彻底摆脱专用卡板，壁板钻铆预定位的柔性化和自动化尚不尽如人意，不能适应现代飞机制造业低成本、高质量、快响应的要求。

发明内容

为了克服现有技术没有彻底摆脱专用卡板的不足，本发明提供一种壁板自动钻铆装配多点柔性定位工装，包括围框、端部托板模块、中部托板模块和尾部托板模块四个模块，蒙皮、长桁的关键特征点信息传输到集成控制系统，由集成控制系统进行工装定位点、蒙皮、长桁实际位姿的计算并生成调姿方案输出给电机，电机驱动围框、端部托板模块、中部托板模块和尾部托板模块调姿，并将每个模块的各自由度行程反馈给集成控制系统。

所述围框为矩形围框，外侧安装在自动钻铆系统上，是整个柔性定位工装的承重部件。

所述端部托板模块包括导轨基座、端面定位器、导轨、滑块、连接件、套筒、筒芯和托板，所述导轨基座是一个矩形平板，其外侧固定在围框内侧，其内侧垂直于托板方向固定有两条并行的导轨，所述托板截面呈倒T字型，两端连接有圆柱形筒芯，所述筒芯插在有圆柱形盲孔的套筒中，套筒另一端通过连接件连接滑块，滑块能够沿导轨滑动，筒芯在套筒中的伸缩配合端部托板两端沿导轨的异步运动使端部托板与中部托板的夹角在±10°范围内的摆动，若干个端面定位器均匀排布在托板上缘的一侧，所述端面定位器由直线驱动单元实现沿托板的自由度调整，pogo柱安装在直线驱动单元的滑块上，端面夹持机构安装在pogo柱顶部，所述端面夹持机构由固定的圆柱形挡块和铰接的夹头组成，用于壁板端面的定位和夹紧。

所述中部托板模块共有五组相同的沿围框长度方向均布的中部托板，每组中部托板包括导轨基座、导轨、滑块、端面定位器、吸盘式pogo柱和夹持式pogo柱，所述导轨基座内侧固定在围框内侧，其外侧垂直于托板方向固定有两条并行的导轨，所述托板截面呈倒T字型，两端通过连接件直接固定在滑块上，两端的滑块同步导轨滑动，若干个吸盘式pogo柱均匀排布在托板上缘的一侧，若干个夹持式pogo柱均匀排布在托板上缘的另一侧，托板中间靠近托板端部布置一个端面定位器，所述夹持式pogo柱由直线驱动单元实现沿托板的自由度调整，调整高度的pogo柱安装在直线驱动单元的滑块上，长桁夹持机构安装在pogo柱顶部，所述长桁夹持机构由固定的圆柱形挡块和气动的移动夹头组成，用于长桁的定位和夹紧，所述吸盘式pogo柱由直线驱动单元实现沿托板的自由度调整，可以调整高度的pogo柱安装在直线驱动单元的滑块上，用于吸附蒙皮的真空吸盘安装在pogo柱顶部。