[发明专利]一种复合材料壁板干长桁湿蒙皮对接装备及方法

说明书

本申请公开了一种复合材料壁板干长桁湿蒙皮对接装备及方法，该装备包括基础平台、X向滑轨、两个拾取龙门、一个对接龙门、蒙皮模胎、长桁放置架；两排X向滑轨沿基础平台纵向平行布置在台面上，两个拾取龙门和一个对接龙门依次连接在X向滑轨上并可沿X向滑轨移动，蒙皮模胎和长桁放置架并列放置在基础平台表面两排X向滑轨中间，拾取龙门和对接龙门上设有机械臂，机械臂沿Y向滑轨移动并做空间六自由度运动，带动夹持结构运动并通过定位压紧结构将蒙皮固定压紧在蒙皮模胎上。

技术领域

本申请涉及飞机部件装配技术，特别是一种复合材料壁板干长桁湿蒙皮的对接装备和方法。

背景技术

在飞机产品部件中，壁板类部件很多，机身段、翼盒、垂平尾都是由壁板、框肋、剪切角片等结构组成的，每种壁板组件均是由壁板蒙皮和长桁组成的。壁板蒙皮和长桁形成壁板组件时，需要将长桁准确的定位到蒙皮上，这就需要通过相关工艺装备来实现其定位。

一般采用金属长桁、壁板蒙皮采用装配型架及定位卡板进行定位，随着复合材料技术的发展与应用，湿长桁湿蒙皮、干长桁湿蒙皮预装都是复合材料壁板成型过程中必备的一种成型加工工艺，由于其长桁、壁板蒙皮对接时为热压成型前阶段，零件特别是蒙皮大部分情况是有胶粘性的，人力、机械轻易不能与之接触，普通的定位手段很难保证其定位，特别是当这种蒙皮超出人手达到范围的宽度时就更凸显其问题所在了。

涉及到干长桁、湿蒙皮均为复合材料的结构情况下，需要将长桁通过拾取、放置、取隔离膜、对接、压实等步骤实现长桁的精确定位压紧，长桁截面一般由高度40～150mm、宽度30～80mm、间隔60～200mm不等，而且这些长桁有L、工、T、Z等各种型状，要在较小空间实现这些长桁的通用定位，需要充分考虑长桁拾取、定位、压紧等基本要求和流程，这就对接装备和方法要求非常复杂。

目前在波音、空客等飞机制造商相关复合材料生产有相关的研究和试验，但相关流程非常复杂、装备制造成本非常高、通用性非常有限，所以需要针对国际国内复合材料发展现状，研究相应的成本较为低廉、通用性较强、流程简单的对接方法和技术装备是必然趋势。

发明内容

本申请的目的是提供一种复合材料壁板干长桁湿蒙皮对接装备及方法，该方法及装备可以适用于各类飞机壁板干长桁湿蒙皮的对接，是一种成本低廉、通用性强、流程简单的长桁蒙皮对接方法及装备。

为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：

一种复合材料壁板干长桁湿蒙皮对接装备，其结构包括基础平台、X向滑轨、两个拾取龙门、一个对接龙门、蒙皮模胎、长桁放置架；两排X向滑轨沿基础平台纵向平行布置在台面上，两个拾取龙门和一个对接龙门依次连接在X向滑轨上并可沿X向滑轨移动，蒙皮模胎和长桁放置架并列放置在基础平台表面两排X向滑轨中间，拾取龙门包括龙门框、Y向滑轨、两个机械臂及其夹持结构，Y向滑轨布置在龙门框横梁两个侧面上，机械臂固定在Y向滑轨上，夹持结构固定在机械臂末端，机械臂沿Y向滑轨移动并做空间六自由度运动，带动夹持结构运动到指定位置；对接龙门包括龙门框、Y向滑轨、两个机械臂、夹持结构、定位压紧结构，Y向滑轨布置在龙门框横梁两个侧面上，机械臂固定在Y向滑轨上，夹持结构和定位压紧结构分别固定在两个机械臂末端，机械臂沿Y向滑轨移动并做空间六自由度运动，带动夹持结构和定位压紧结构运动到指定位置。

用该装备进行干长桁湿蒙皮对接的方法具体步骤如下：

(a)拾取龙门、对接龙门及其机械臂带动定位压紧结构和夹持结构撤离至基础平台在纵向的一个端头；

(b)蒙皮模胎、长桁放置架进入龙门框区域内，在全局坐标系下对蒙皮模胎和长桁放置架的空间位置关系进行标定；

(c)拾取龙门、对接龙门及机械臂带动定位压紧结构和夹持结构根据长桁长度位置均匀分布，拾取龙门与对接龙门通过机械臂及其定位压紧结构和夹持结构将长桁放置架上的长桁夹紧、拾取至蒙皮模胎上，将长桁放置在蒙皮上的初始定位位置上；