[发明专利]一种飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置及调姿方法

说明书

本发明提供了一种飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置及调姿方法。该装置包含一组相互对称的多轴调姿单元、水平轴机构、控制系统。该方法通过飞机壁板工装对飞机壁板进行定位及夹紧，协同控制一组相互对称的多轴调姿单元的各部件运动，对飞机壁板工装进行大角度旋转及快速精确调姿、定位，控制一组相互对称的多轴调姿单元在水平轴机构上的距离，以便适应不同尺寸的飞机壁板工装，最终实现适用于多种不同尺寸飞机壁板的大角度旋转及快速调姿定位。

技术领域

本申请涉及飞机壁板装配技术领域，具体是一种飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置及使用方法。

背景技术

飞机在制造的过程中存在很多由蒙皮、长桁、肋、框等零件组成的飞机壁板部件需要装配，该飞机壁板装配的过程中常常先制孔、再通过铆钉铆接将各个零件精确有序的连接成一个质量合格的部件。目前国内，在飞机壁板装配制造时，先对每一个飞机壁板制造一个对应的装配工装，装配工装对各个零件进行定位、固定、夹紧，再通过人工或机器设备对飞机壁板进行制孔、铆接。但由于飞机壁板尺寸大、具有一定的曲率，导致人工或机器设备制孔、铆接时仅可高效的完成壁板中部区域的制孔、铆接工作，对于其边沿区域、曲率半径小的区域存在人工或机器设备无法到达或工作效率低的问题，在实际工作过程中，常常需要对飞机壁板更换装配工装进行二次装夹定位后由机器设备制孔、铆接，或设置架外站位，完全由人工进行剩余区域的制孔、铆接工作，严重影响了飞机壁板装配制造的工作效率。为了提高飞机壁板装配制造的工作效率，需对飞机壁板进行大角度的旋转及精确位姿调整，使飞机壁板的边沿区域、曲率半径小的区域变换至机器设备的工作可达区域范围内，通过机器设备高效、高质量的完成飞机壁板装配制造工作。针对飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置及使用方法研究较少，层次较低，更不存在应用实例，严重迟滞了飞机壁板柔性、高效、高质量装配制造的进程。因此，为了满足生产需要，亟待研究一种飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置及使用方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置及调姿方法。

一种飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置，包括一组相互对称的多轴调姿单元、水平轴机构、控制系统，水平轴机构沿X方向固定于地面上，一组相互对称的多轴调姿单元分别相对安装于水平轴机构的上表面，其均可分别在水平轴机构上沿X向移动，以适应不同尺寸的飞机壁板工装,飞机壁板工装安装于一组相互对称的多轴调姿单元之间，通过控制系统控制一组相互对称的多轴调姿单元协同运动，带动飞机壁板工装及其上飞机壁板大角度旋转并可沿空间六自由度姿态调整，实现飞机壁板的大角度旋转及快速调姿、定位。

水平轴机构包括垫板、水平导轨、齿条，垫板固定于地面上，两组水平导轨分别沿X方向相互平行的安装于垫板上表面，两组齿条平行于导轨，分别齿面向外的安装于两导轨外侧的垫板上。

多轴调姿单元包括气动导轨锁、水平驱动装置、基座、上部Z向运动组件、上部Y向运动组件、上部X向运动组件、下部Z向运动组件、下部Y向运动组件、下部X向运动组件、两组相同的球窝组件、驱动装置，基座为方形框架结构，其固定于水平轴机构的水平导轨滑块的上表面，水平驱动装置安装在基座的侧面，且与水平轴机构的齿条啮合，在水平驱动装置的带动下，基座可沿水平导轨移动，气动导轨锁固定于基座底部下表面，且与水平轴机构的水平导轨配合，其可与导轨锁紧实现基座的固定；上部Z向运动组件安装于基座内部，其运动方向为竖直方向，上部Y向运动组件固定于上部Z向运动组件上表面，其运动方向为水平方向，上部X向运动组件固定于上部Y向运动组件上表面，其运动方向分别垂直于上部Z向运动组件、上部Y向运动组件的运动方向，一组球窝组件安装于上部X向运动组件的上表面，在驱动装置的带动下，该球窝组件可沿X、Y、Z三个方向进行精确移动；下部Z向运动组件安装于基座外侧面，其运动方向为竖直方向，下部Y向运动组件固定于下部Z向运动组件侧面，其运动方向与上部Y向运动组件运动方向一致，下部X向运动组件固定于下部Y向运动组件上表面，其运动方向与上部X向运动组件运动方向一致，一组球窝组件安装于下部X向运动组件的上表面，在驱动装置的带动下，该球窝组件可沿X、Y、Z三个方向进行精确移动。