[发明专利]一种多点柔性定位工装

说明书

技术领域

本发明涉及飞机制造领域，具体是一种用于壁板加工的多点柔性定位工装。

背景技术

飞机上有很多几何尺寸比较大的薄壁曲面类零件，如壁板，这类零件在制造和装配过程中难以精确定位和夹紧。传统的刚性工装是根据零件的曲面来制造出与之有相同曲面的实体模胎或者定位卡板来对这类零件进行定位和夹紧，这种类型的工装互换性差，必须针对不同的零件制造出不同的专用工装，这种工装的设计、制造、运输、存储以及管理需要耗费庞大的人力物力资源并且不利于新产品的研制和单件小批量生产，这种传统工装严重制约着我国飞机制造业的发展。

现有的用于薄壁曲面零件柔性定位的工装基本可归纳为两种，一种是M.Torres设计和制造的TORRESTOOL系统，另一种是CNA Flexible Tooling Systems设计和制造的POGO flexible tooling systems。TORRESTOOL系统上某一个排架上的若干个支承杆在X方向上的位置是相同的，相当于每一个支承杆有Y方向和Z方向两个自由度，以及一个受到制约的X方向自由度。POGO flexible tooling systems中的每一个POGO柱都是固定在基座上的，每一个POGO柱只有一个自由度。薄壁曲面类零件刚度较差，在进行机械加工时，由于加工方法和加工位置的不同，需要对定位和支承点的位置进行优化来减小由于加工状态下工件受力、受热引起的变形，提高加工质量，TORRESTOOL系统和POGO flexible tooling systems这两种柔性工装不能很好的实现优化后定位夹紧点的布局，不能很好的利用优化方法来提高加工质量。

发明内容

为了克服现有技术不能很好适应利用优化方法进行优化布局来提高加工质量的不足，本发明提出了一种多点柔性定位工装。

本发明包括多个直角坐标式柔性支承模块和基座；将多个直角坐标式柔性支承模块排列并固定在基座的上表面；所述各直角坐标式柔性支承模块之间有5～10mm的间隙；

所述直角坐标式柔性支承模块包括x方向滑动单元、y方向滑动单元、伸缩立柱单元和真空吸盘；所述x方向滑动单元中的安装底板的下表面固定安装在基座的上表面；所述y方向滑动单元安装在x方向滑动单元的上表面的两个x方向滑块和x方向直线电机初级上；伸缩立柱单元的固定缸体固定在y方向滑动板的上表面；真空吸盘与伸缩立柱单元的顶端螺纹部分连接。

所述x方向滑动单元包括两条相同的x方向直线导轨、x方向滑块、安装底板、x方向直线电机初级和x方向直线电机次级；两条x方向直线导轨对称的固定在安装底板的上表面；x方向直线电机次级固定在两条x方向直线导轨之间，并与所述两条x方向直线导轨平行；x方向直线电机初级安装在所述x方向直线电机次级上。

所述y方向滑动单元包括两条相同的y方向直线导轨、y方向滑块、x方向滑动板、y方向滑动板、y方向直线电机次级和y方向直线电机初级；两条y方向直线导轨对称固定在x方向滑动板的上表面；y方向直线电机次级固定在两条y方向直线导轨之间，并与所述两条y方向直线导轨平行；y方向滑动板固定在两个y方向滑块和y方向直线电机初级上。

所述伸缩立柱单元包括伸缩缸体、缸体端盖、固定缸体、丝杠、传动螺母、导向键、伺服电机、小齿轮和大齿轮；

所述固定缸体固定在y方向滑动板的上表面上；丝杠位于该伸缩缸体内，在该丝杠的下部套装有传动螺母；所述伸缩缸体位于固定缸体内，该伸缩缸体的一端安放在所述传动螺母下端的伸缩缸体安放面上；所述伸缩缸体下端外表面镶嵌有导向键，该导向键的外表面与固定缸体内表面的导向槽间隙配合；所述缸体端盖固定在固定缸体的上端面；所述伸缩缸体、丝杠和固定缸体同轴；

伺服电机位于伸缩立柱单元一侧，安装在位于固定缸体下端的安装板的上表面；所述伺服电机的输出轴穿过固定缸体的安装板，位于所述安装板上的安装槽内；

大齿轮位于固定缸体下端安装板上的安装槽内，套装在所述丝杠下端轴杆上；小齿轮套装在伺服电机的输出轴上；所述小齿轮与大齿轮啮合。

在所述固定缸体的内表面对称分布有一对导向槽，该导向槽沿该固定缸体轴向自固定缸体底部延伸至顶部；固定缸体下端外表面上有径向延伸的安装板，该安装板的下表面有大齿轮和小齿轮的安装槽。