[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

说明书

本发明公开了一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统，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；升降机构带动翻转机构竖直上下运动，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，待装配的零件分别置于上料工位和装配工位上；翻转机构带动夹持机构绕B轴旋转，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A轴转动量微调；检测机构完成零件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。本发明可有效降低现场工人操作难度，保证安全的同时提高其生产率。

技术领域

本发明涉及一种可重配置人机协同装配系统，具体涉及一种适用于以航空发动机、船用燃气轮机等筒状部件为主的发动机本体组件的人机协同装配系统，属于试验设备领域。

背景技术

发动机本体组件由转子、静子系统和多个圆筒形的涡轮机匣以及燃烧室组成，在实际装配中需要保证多个涡轮机匣和燃烧室的同轴安装，且转子叶片外径与涡轮机匣的进出口间隙要均匀。目前对上述零件的装配主要依靠工人手动完成，由于涡轮机匣和燃烧室体积和重量较大，使得装配过程的搬运和翻转十分困难；此外，装配过程中的同轴度等指标的检测通常用间接测量，导致装配精度要进行多次装调来保证，造成装配周期长，成本高、效率低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统，能够实现对两个以上的涡轮机匣和燃烧室进行精确装配并完成相应的装配精度测量。

一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述角向微调机构包括电机座、角向微调机构驱动电机、波纹管联轴器、短轴丝杠、丝杠螺母和铰支座；

所述夹持机构底板通过两根安装轴和铰支座活动安装在角向微调机构安装板的正面，两根安装轴为平行且上下布置，上方的安装轴的背面安装电机座和角向微调机构驱动电机，角向微调机构驱动电机通过波纹管联轴器带动短轴丝杠旋转，继而使短轴丝杠上的丝杠螺母沿轴向位移，夹持机构底板跟随上下两根安装轴的铰支座发生一定角度的翻转以满足轴向距离的改变。