[发明专利]一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统

权利要求书

1.一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统，其特征在于，该系统包括底座，升降机构、翻转机构、角向微调机构、夹持机构、上料装配机构和检测机构，外围设备为待装配的涡轮机匣和燃烧室机匣；

所述升降机构、上料装配机构和检测机构固定安装在底座上，升降机构带动翻转机构沿垂直于水平面的Z向上下运动，上料装配机构上具有上料工位和装配工位，上料工位和装配工位共同沿X向水平移动，装配工位能够沿Y向水平移动和绕C轴旋转，待装配的涡轮机匣和燃烧室机匣分别置于上料工位和装配工位上；所述翻转机构带动夹持机构绕平行于Y向的B轴实现旋转运动，所述角向微调机构安装在夹持机构和翻转机构之间实现对夹持机构绕平行于X向的A轴转动量微量调节；所述检测机构完成涡轮机匣和燃烧室间的平面间隙和角度偏摆量测量，通过上料装配机构、翻转机构及角向微调机构完成偏差量调整；所述上料装配机构还包括X向长行程位移台，Y向短行程位移台和C轴旋转单元；其中X向长行程位移台与底座固定，用于夹持过程中完成上料工位与装配工位的切换并调整X向偏差，同时为Y向短行程位移台、上料工位、装配工位及C轴旋转单元提供承载平台；Y向短行程位移台固定在X向长行程位移台中的X向位移板上，用于调整涡轮机匣和燃烧室轴线与夹持机构轴线的Y向偏差，并承载C轴旋转单元和装配工位，装配工位与C轴旋转单元相连；C轴旋转单元用于旋转涡轮机匣和燃烧室用以检测机构的数据采样，达到装配系统检测指标精度要求；上料工位为内部中空的筒状结构件，上料工位与X向位移板相连，上料工位通过其上表面外侧呈120°环形分布的三个销钉孔实现对涡轮机匣和燃烧室的周向定位；装配工位由零件工装和连接盘构成，零件工装用以承接涡轮机匣和燃烧室，并在保证强度足够的情况下通过开孔实现减重，而连接盘和定位盘用以连接C轴旋转单元和零件工装，其外侧呈120°环形分布三个装配力监测单元实时监控涡轮机匣和燃烧室表面接触力并反馈至控制系统指导装配动作；所述装配力监测单元包括上压盘、弹簧、止转钉、单轴力传感器、定位盘、下压盘、连接盘和传感器固定座；

所述连接盘分为上下两层，上层连接盘上加工安装孔用于安装上压盘、下压盘和传感器固定座，下层连接盘上加工安装孔用于安装单轴力传感器；所述上压盘通过传感器固定座安装在上层连接盘的安装孔上方，下压盘位于安装孔的下方，止转钉安装在下层连接盘上并限制下压盘的周向转动；上压盘和下压盘通过螺钉连接在一起，上压盘和下压盘之间安装弹簧，调节螺钉与下压盘的旋合长度可实现弹簧预紧力大小的调节；所述单轴力传感器安装在下层连接盘的安装孔内，下层连接盘通过定位盘与C轴旋转单元连接，单轴力传感器的上端与下压盘接触，单轴力传感器的下端与定位盘之间留有间隙，用于保证单轴力传感器不受到损坏。

2.如权利要求1所述的用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统，其特征在于，所述升降机构包括立柱和Z向位移台；所述立柱与底座固定连接；所述Z向位移台通过电机驱动丝杠螺母副产生直线移动，Z向位移台上的移动部分与翻转机构的安装外壳固定连接。

3.如权利要求1所述的用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统，其特征在于，所述翻转机构由安装外壳、伺服电机、减速器以及旋转平台组成，伺服电机通过减速器驱动安装在安装外壳内的旋转平台产生绕B轴的旋转运动，继而带动与旋转平台相连的角向微调机构、夹持机构实现规定动作。

4.如权利要求1所述的用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统，其特征在于，所述夹持机构包括夹持机构底板、三根梯形丝杠、两对滑座、夹爪支座及夹爪；所述夹持机构底板上布置三根梯形丝杠，三根梯形丝杠分别为位于同一导轨副上的两根短行程梯形丝杠和一根长行程双向梯形丝杠，一对滑座位于一根长行程双向梯形丝杠上，另一对滑座分别位于两根短行程梯形丝杠上，夹爪支座与滑座相连，夹爪安装在夹爪支座上。