一種飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮柔性檢驗(yàn)夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及飛機(jī)檢驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，特別是一種飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮的柔性檢驗(yàn)夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]由于噴丸成型對(duì)板狀零件具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)化作用，目前，國內(nèi)飛機(jī)機(jī)翼壁板蒙皮大量采用噴丸成型。但是噴丸技術(shù)對(duì)外形控制不是很好，有局部超過0.5_的變形，需要對(duì)壁板進(jìn)行再校形，所以需要專用夾具來檢驗(yàn)其生產(chǎn)的噴丸壁板蒙皮是否合格，目前，對(duì)噴丸壁板蒙皮的檢驗(yàn)主要靠構(gòu)架樣板檢驗(yàn)夾具。
[0003]國內(nèi)航空工裝制造廠設(shè)計(jì)制造的機(jī)翼機(jī)翼噴丸壁板板蒙皮構(gòu)架樣板檢驗(yàn)夾具均為單機(jī)型單一產(chǎn)品對(duì)應(yīng)單機(jī)型單一工裝，工裝設(shè)計(jì)、制造周期均較長。當(dāng)面臨多種機(jī)型多種產(chǎn)品時(shí)，最終結(jié)果往往廠房里面堆滿了結(jié)構(gòu)類似的大量構(gòu)架樣板檢驗(yàn)夾具。特別是新機(jī)研制時(shí)設(shè)計(jì)周期要求緊，任務(wù)量大，傳統(tǒng)檢驗(yàn)工裝的局限性在很大程度上制約了飛機(jī)工裝的研制進(jìn)程。
[0004]按照傳統(tǒng)工裝設(shè)計(jì)制造理念，一種機(jī)型機(jī)翼機(jī)翼噴丸壁板蒙皮檢驗(yàn)夾具需要共4?6臺(tái)，尺寸占地面積從10m?20mX2m不等。這些檢驗(yàn)夾具結(jié)構(gòu)類似，占地面積大，數(shù)量較多，但是由于傳統(tǒng)工裝的特點(diǎn)，無法并用，需要耗費(fèi)大量的設(shè)計(jì)制造時(shí)間和成本。而且還要占用大量的廠房空間資源?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)長桁檢驗(yàn)工裝，設(shè)計(jì)復(fù)雜，數(shù)量較多，制造成本較高，使用率相對(duì)不高，使用繁瑣易出錯(cuò)。
[0005]傳統(tǒng)方法在機(jī)翼壁板蒙皮檢驗(yàn)時(shí)，允許施加一定矯形外力強(qiáng)制蒙皮變形以達(dá)到外形要求，施加的矯形外力一般為固定重量的沙袋，重量及變形度控制量準(zhǔn)確度低，且對(duì)于較大的壁板，可能整個(gè)上表面都是沙袋，工作量大，操作麻煩。另外，壁板蒙皮的邊緣控制也是難題，不同的壁板均需要相應(yīng)的專用工裝，裝卸定位均較為復(fù)雜。
[0006]在國際上，柔性制造技術(shù)一直都是較為先進(jìn)的領(lǐng)域，外形的柔性定位研究較多，也有一些專用的檢驗(yàn)平臺(tái)，但是飛機(jī)壁板蒙皮的柔性檢驗(yàn)研究較少，實(shí)際應(yīng)用幾乎沒有。根據(jù)專利和非專利文獻(xiàn)檢索結(jié)果，在國內(nèi)相關(guān)技術(shù)研究很少，目前沒有具有實(shí)用性及生產(chǎn)價(jià)值意義的研究。為減少空間占用效率、降低成本、提高生產(chǎn)工作效率，必須研制一種滿足所有機(jī)翼壁板蒙皮類產(chǎn)品檢驗(yàn)的柔性檢驗(yàn)夾具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請(qǐng)的目的是為飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮的檢驗(yàn)提供一種柔性檢驗(yàn)夾具，該夾具可以對(duì)各類飛機(jī)機(jī)翼蒙皮進(jìn)行自動(dòng)柔性檢驗(yàn)，夾具具有自動(dòng)檢驗(yàn)、自動(dòng)施加矯形外力、能自動(dòng)定位邊緣、無輔助工裝、操作簡便的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為達(dá)到以上目的，本申請(qǐng)采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0009]—種飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮柔性檢驗(yàn)夾具，包括基體、多組支撐檢驗(yàn)單元、兩組邊界單元、控制系統(tǒng)和激光系統(tǒng)；基體包含主體骨架、X向?qū)к墶向齒條和X向多頭光柵尺，主體骨架為平行地面的υ型槽體結(jié)構(gòu)，兩組互相平行的X向?qū)к?2條)、X向齒條(2條)及X向多頭光柵尺(1條)分別鋪設(shè)在主體骨架U型槽底和槽口上表面；支撐檢驗(yàn)單元包括支撐骨架、多組支撐檢驗(yàn)組件、2組Y向邊界支撐組件、X向伺服減速齒輪、Y向?qū)к?、Y向齒條、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、Y向多頭光柵尺、分控箱；邊界單元包括支撐骨架、多組X向邊界支撐組件、2組Y向邊界支撐組件、X向伺服減速齒輪、Y向?qū)к墶向齒條、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、Y向多頭光柵尺、分控箱。
[0010]支撐骨架包含骨架、交叉滾柱軸環(huán)連接端頭、導(dǎo)軌安裝面、光柵尺安裝槽、通過槽、齒條安裝面。骨架整體為“ ΓΠ ”或“π”結(jié)構(gòu)，兩端頭下表面即為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接端頭，上表面為導(dǎo)軌安裝面，側(cè)面為光柵尺安裝槽，中間設(shè)置支撐檢驗(yàn)組件和邊界支撐組件的通過槽，通過槽一側(cè)設(shè)置齒條安裝面，導(dǎo)軌安裝面、光柵尺安裝槽、通過槽、齒條安裝面相互平行。
[0011]轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由連接板、底板、轉(zhuǎn)向?qū)к墶⒅虚g板、交叉滾柱軸環(huán)等組成。連接板、底板通過導(dǎo)軌副與X向?qū)к壔瑒?dòng)配合連接；底板上設(shè)置平行于γ向的轉(zhuǎn)向?qū)к?，轉(zhuǎn)向?qū)к壣系膶?dǎo)軌副滑動(dòng)配合連接中間板，連接板、中間板上側(cè)與交叉滾柱軸環(huán)外環(huán)螺接固定，交叉滾柱軸環(huán)內(nèi)環(huán)與支撐骨架的交叉滾柱軸環(huán)連接端頭下側(cè)螺接固定。
[0012]支撐檢驗(yàn)組件由安裝板、Υ向伺服減速齒輪、主動(dòng)伺服電動(dòng)缸、支撐球頭、被動(dòng)安裝板、被動(dòng)伺服電動(dòng)缸、真空吸盤、轉(zhuǎn)接件、拉壓力傳感器、長度計(jì)(或激光測距傳感器)等組成。安裝板通過導(dǎo)軌副與支撐檢驗(yàn)單元、邊界單元上的Υ向?qū)к壯鼗瑒?dòng)配合連接；Υ向伺服減速齒輪安裝在安裝板的支臂上；主動(dòng)伺服電動(dòng)缸安裝在安裝板上；支撐球頭通過螺紋定位銷結(jié)構(gòu)安裝在主動(dòng)伺服電動(dòng)缸伸出桿的末端；被動(dòng)安裝板上端通過支撐球頭壓緊在主動(dòng)伺服電動(dòng)缸伸出桿上端頭，下部與其伸出桿軸孔配合連接；被動(dòng)伺服電動(dòng)缸平行于主動(dòng)伺服電動(dòng)缸螺接在被動(dòng)安裝板上，伸出桿末端螺接拉壓力傳感器下端；轉(zhuǎn)接件下端與拉壓力傳感器上端通過螺柱連接，上端通過平板上的孔位與真空吸盤螺接；長度計(jì)(或激光測距傳感器)與被動(dòng)伺服電動(dòng)缸平行安裝在轉(zhuǎn)接件上。每個(gè)檢驗(yàn)支撐組件均連接一個(gè)Υ向多頭光柵尺的測量頭，通過各個(gè)組件上Υ向伺服減速齒輪與支撐檢驗(yàn)單元、邊界單元上的Υ向齒條嚙合形成齒輪齒條運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0013]X向邊界支撐組件是在支撐檢驗(yàn)組件的被動(dòng)安裝板上與支撐骨架長度方向平行的側(cè)面增加了邊緣限位件；Υ向邊界支撐組件是在支撐檢驗(yàn)組件的被動(dòng)安裝板上與支撐骨架長度方向垂直的側(cè)面增加了邊緣限位件；邊緣限位件由F體、拉壓傳感器、半圓弧面限位件。
[0014]多組支撐檢驗(yàn)單元、邊界單元通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的連接板、底板同基體1上的X向?qū)к夁B接后在基體的U型槽口上表面沿X向運(yùn)動(dòng)，單組或多組支撐檢驗(yàn)單元通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的連接板、底板同基體上的X向?qū)к夁B接后在基體的U型槽底上表面沿X向運(yùn)動(dòng)；通過兩組X向伺服減速齒輪的速度差驅(qū)動(dòng)支撐檢驗(yàn)單元、邊界單元繞轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的交叉滾柱軸環(huán)中心偏轉(zhuǎn)；支撐檢驗(yàn)單元里的Υ向伺服減速齒輪帶動(dòng)支撐檢驗(yàn)組件沿Υ向運(yùn)動(dòng)，邊緣單元里的Υ向伺服減速齒輪帶動(dòng)邊界單元沿Υ向運(yùn)動(dòng)；支撐檢驗(yàn)組件、X向邊界支撐組件、Υ向邊界支撐組件上的主動(dòng)伺服電動(dòng)缸帶動(dòng)支撐球頭沿Ζ向運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置對(duì)飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮形成支撐，并根據(jù)支撐點(diǎn)陣位置坐標(biāo)模擬形成初定位曲面外形；支撐檢驗(yàn)組件、X向邊界支撐組件、Υ向邊界支撐組件上的被動(dòng)伺服電動(dòng)缸帶動(dòng)真空吸盤沿Ζ向運(yùn)動(dòng)到達(dá)飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮表面以施加對(duì)壁板蒙皮外形可控制的壓力；γ向伺服減速齒輪32帶動(dòng)X向邊界支撐組件、Y向邊界支撐組件到達(dá)飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮邊界位置并通過邊緣限位件上的拉壓傳感器感知壁板蒙皮邊界壓力，并通過邊界壓力大小自動(dòng)修正X向邊界支撐組件、Y向邊界支撐組件在壁板蒙皮邊界的實(shí)際位置模擬形成初定位蒙皮邊緣；通過支撐檢驗(yàn)組件、X向邊界支撐組件、Y向邊界支撐組件上的長度計(jì)(或激光測距傳感器)測量飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮外形，將測量值與理論值比對(duì)，以達(dá)到飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮外形及邊界狀態(tài)是否合格的目的。
[0015]控制系統(tǒng)由配電箱、含集成管理及服務(wù)器的控制機(jī)房、布線拖鏈及管網(wǎng)等構(gòu)成，控制系統(tǒng)發(fā)出位置指令控制支撐檢驗(yàn)單元、邊界單元分別沿X、γ、ζ運(yùn)動(dòng)使其達(dá)到預(yù)定的被檢驗(yàn)飛機(jī)機(jī)翼噴丸壁板蒙皮理論位置。
[0016]激光系統(tǒng)包含激光跟蹤儀、靶標(biāo)點(diǎn)、靶標(biāo)點(diǎn)安裝架、激光跟蹤儀安裝架等組成。本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了不同飛機(jī)機(jī)型的機(jī)翼長桁自動(dòng)柔性檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)翼蒙皮的自動(dòng)施加矯形外力、能自動(dòng)定位邊緣，夾具具有自動(dòng)檢驗(yàn)、、無輔助工裝、操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)機(jī)翼類蒙皮或較小曲率光滑外形平板類結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的檢驗(yàn)具有有普遍適用性。
[0017]以下結(jié)合附圖