[发明专利]双旋转坐标数控调姿平台

说明书

技术领域

本发明涉及飞机数字化装配技术领域，具体涉及一种双旋转坐标数控调姿平台。

背景技术

飞机装配是飞机制造过程关键的一个环节，工作量大，周期长。传统飞机部件装配中，为保证部件能被准确定位，多采用大型固定对接平台，这些大型固定对接平台通常是以一个大部件作为不动基准，其余部件采用具有若干自由度的手动工装去对接。如何保证中小部件的位姿质量是一个棘手的问题，为此装配车间需要定期检查校准平台，费时费力，且对接工装是一对一设计的，只能适用于特定机型。在装配过程中，飞机部件质量大且外部形状复杂，部件姿态判断困难、手工装配困难、质量得不到保证。同时，为了确保装配顺利可靠，传统大部件在装配中需要设计标准工装，这花费了大量装配时间，增加了装配成本。20世纪90年代以来，随着国际市场中军民飞机供应商之间竞争日益激烈，飞机更新换代越来越频繁，制造水平的也不断提高，对飞机部件数字化装配技术的需求也越来越强烈，各种新的装配工艺技术与计算机技术的应用发展也成为数字化装配技术的基础。

在飞机大部件数控调姿定位过程，为了实现大部件的精确定位，需要定位器不仅能够满足X、Y、Z三个方向的水平定位还要能实现旋转方向的定位。然而目前国内的调姿设备大多只具备直线坐标的调整，对大部件的姿态调整是通过多个三坐标或四坐标定位器合作完成，少数具有旋转坐标的定位机构，在旋转方向上的定位装置无法保证大部件调姿的稳定性和准确性。

文献“授权公告号是CN102745338A的中国发明专利”公开了一种中机身数字化调姿装配系统。整个调姿装备利用十六个直线坐标定位器，通过调姿算法对所有的定位器进行运动路径规划，完成对各定位器的协同控制，实现中机身的数控调姿。这种调姿方式固然能够很好地完成对大部件的调资定位，然而，成本高，控制难度大，对调姿算法的依赖性很强，无法简单独立完成的部件的旋转定位。

文献“授权公告号是CN102152133A的中国发明专利”公开了一种五坐标定位机构。X、Y、Z方向利用丝杠、导轨和齿轮副进行传动，A向采用轴套筒和心轴传动，电机驱动心轴，心轴连接轴套筒，轴套筒连接外部移动件，竖直方向两个移动板通过不同速度运动实现B向转动。这种机构五个坐标运动控制相对独立、简单，运动独立，然而在旋转方向该机构无法实现对大部件的稳定的、精确的定位控制。

发明内容

为了克服现有数控调姿平台实用性差的不足，本发明提供一种双旋转坐标数控调姿平台。该调姿平台包括工件安装平板、A轴运动电机、B轴运动电机、A轴直齿消隙齿轮、B轴直齿消隙齿轮、A轴传动丝杠、B轴传动丝杠、A轴回转轴心轴承和B轴回转定心轴承。A、B轴运动电机经过减速器驱动A、B轴直齿消隙齿轮，进而带动A、B轴传动丝杠，A、B轴传动丝杠做直线运动，工件安装平板与A、B轴传动丝杠构成连杆机构，A、B轴传动丝杠在做直线运动时实现了工件安装平板绕A、B轴回转轴心轴承做旋转运动；由于连杆机构的稳定性，实现了直线运动量与旋转角度的一一映射，保证了调姿平台工作的稳定性和精确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双旋转坐标数控调姿平台，其特点是包括支撑底座1、工件安装平板2、A轴运动电机3、B轴运动电机4、A轴直齿消隙齿轮5、B轴直齿消隙齿轮6、A轴传动丝杠7、B轴传动丝杠8、A轴回转轴心轴承9、B轴回转定心轴承10、弧形导轨11、传动单元回转轴承12、耳座13、支撑板14、齿轮箱15、齿轮箱支座16、铰链机构17和B坐标定心轴18。

所述工件安装平板2是镂空钢板，调姿平台的A坐标旋转运动时，工件安装平板2与支撑板14相对静止。所述支撑板14是田字形镂空式钢板，支撑板14中央装有B轴回转定心轴承10，B轴回转定心轴承10通过B坐标定心轴18和弧形导轨滑块副与支撑板14相连，两段弧形导轨11以B坐标定心轴18为圆心，对称地分置于支撑板14上，所述耳座13有四个，以B坐标定心轴18为圆心，均布于工件安装平板2上，并通过螺钉与工件安装平板2固连，弧形导轨11分布半径小于耳座13的半径。