一种模块式多点柔性工装系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种模块式多点柔性工装系统，用于薄壁曲面件的加工领域。该多点柔性工装系统每9个柔性立柱组成一个模块，实际使用过程中可根据具体零件的尺寸大小，适当增减模块数量，达到有效的定位装夹效果，大大提高了加工的柔性。每个柔性立柱单元在X向、Y向和Z向均可移动，当运动到指定位置后，启动真空装置，可将薄壁曲面件吸附在柔性立柱单元顶部的吸盘上，从而实现薄壁曲面件的定位和固定。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于蒙皮等薄壁曲面件定位加工的柔性工装系统，属于制造工程

技术介绍
薄壁曲面件因其具有的重量轻、可靠性高以及结构效率高等诸多优点，已被广泛应用于各大航空、航天以及轮船等制造企业。但是这类薄壁曲面类零件采用先成型后加工的工艺，成型后的半成品形状复杂，刚度小，尺寸范围变化大，且在自身的重力下容易变形，给零件的后续加工带来了很大的麻烦。传统制造方法是将薄壁曲面件固定在与其有一致曲面形状的工装上，由此来实现工件的定位、支承和加工。这种传统的定位方式不具有可变性，一种工装只能满足一种零件的加工，大幅度降低了生产效率与制造柔性，不能满足航空行业制造自动化的需求。如何实现薄壁曲面件加工定位的柔性化，使同一个工装适用于多品种的薄壁曲面件是国内外研究的热门问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于柔性真空吸附原理的，通过多点柔性支撑精确定位薄壁曲面件的模块式多点柔性工装系统，采用了模块化设计，提高了加工柔性。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案，一种模块式多点柔性工装系统，其特征在于，所述的柔性工装系统包括基体、排架、滑台、Y向电机、X向电机、Y向丝杠、伺服电机、柔性立柱、气动连接组件，所述的柔性立柱由伸缩柱、外缸体和柔性吸附球头构成；所述基体对工装支撑固定；所述排架设有3个，为可沿Y向滑动的部件，设置于基体上，每个排架固定有3个柔性立柱且连接有Y向电机和Y向丝杆；每个排架中间的柔性立柱具有Y、Z两个方向的自由度，两端的柔性立柱具有X、Y、Z三个方向的自由度；滑台设置于排架上且与X向电机连接，为可沿X向滑动的部件，柔性立柱固定于滑台上。前述的一种模块式多点柔性工装系统，所述的外缸体为柔性立柱的主体部分，柔性吸附球头位于柔性立柱顶部，伸缩柱位于外缸体与柔性吸附球头之间，通过外缸体上伺服电机驱动伸缩柱运动实现Z向位移。前述的一种模块式多点柔性工装系统，所述的柔性吸附球头包括吸盘、与吸盘连接且带动吸盘实现万向转动的万向球头、与万向球头中间通孔连接的气动连接组件、作为可拆卸式结构的活动连接件、弹簧，弹簧一端固定在活动连接件上，另一端与吸盘连接。前述的一种模块式多点柔性工装系统，所述的柔性吸附球头还包括上球头座和下球头座，上球头座和下球头座用于容纳万向球头，活动连接件固定放置在上球头座的凹槽内，活动连接件包围吸盘的柱状底部且与吸盘不联动。前述的一种模块式多点柔性工装系统，吸盘的柱状底部与万向球头的中间通孔连通，弹簧套设于柱状底部；当柔性吸附球头处于工作状态时，万向球头带动吸盘旋转至一定角度，弹簧处于压缩状态；当柔性吸附球头处于非工作状态时，弹簧的一端固定于活动连接件而不能动，弹簧的回复力使吸盘上移，实现柔性吸附球头在非工作状态下恢复竖直向上的状态。前述的一种模块式多点柔性工装系统，气动连接组件由真空过滤器、真空表、真空开关、消声器、真空发生器、供给阀、过滤减压器组成，真空过滤器、过滤减压器、供给阀、真空发生器顺序连接，真空表、真空开关、消声器均设置于真空发生器内。一种多模块式多点柔性工装，其特征在于:由η个模块式多点柔性工装系统沿X向和/或Y向堆叠组成，其中η>1。本技术的特点和显著优点:1、通过多点拟合曲面类零件的形状，明确点、面之间的关系；2、通过真空吸附对零部件进行固定，增大零件的可加工面的面积；3、可以根据实际需要加工的曲面零件的特点，适当增减柔性立柱来更加柔性和灵活地实现工件装夹定位；4、Z向利用涡轮蜗杆的自锁实现伸缩柱的定位，使得支撑可靠；5、采用带有真空发生器的真空回路，真空产生与消除较快、成本低，体积小，结构简单，安装使用方便；6、采用模块化设计，9个柔性立柱构成的柔性工装系统相当于一个模块，可针对大型薄壁曲面类型件，方便灵活地扩展模块的数量达到装夹定位的效果。【附图说明】图1为本技术结构主视示意图；图2为本技术模块的组合模式示意图；图3为本技术柔性吸附球头局部放大示意图。【具体实施方式】为使本技术实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本技术。如图1所示，本技术由9个柔性立柱构成一套柔性工装系统，一套系统相当于一个模块，可根据需求进行扩展；每一个柔性工装系统包括基体1、Y向丝杠2、滑台3、X向电机4、平行于X向设置的三个排架5、伺服电机6、Υ向电机7、外缸体8、伸缩柱9、柔性吸附球头10。其中每个排架5中间的柔性立柱固定在排架5中部，只具有Υ、Ζ两个方向的自由度，其余的6个立柱都有X、Y、Z三个方向的自由度。柔性立柱X方向位移通过X向电机4驱动滑台3运动实现，Y方向位移通过Y向电机7驱动Y向丝杠2带动排架5滑动实现(其中，三根Y向丝杠2分别与三个排架5上的三个丝杠螺母对应，分别控制三个排架的滑动)，Z向位移通过外缸体8上伺服电机6驱动伸缩柱9运动实现。通过离散的多点可拟合成薄壁曲面件的轮廓(曲面)，有效地实现工件的支撑、定位和夹紧。所述基体I部分对整个工装系统起到支撑固定作用。排架5共有三个，通过两侧的导轨(导轨平行于Y向设置)与基体I连接在一起当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块式多点柔性工装系统，其特征在于，所述的柔性工装系统包括基体、排架、滑台、Y向电机、X向电机、Y向丝杠、柔性立柱、气动连接组件，所述的柔性立柱由伸缩柱、外缸体和柔性吸附球头构成；所述基体对工装支撑固定；所述排架为3个，为可沿Y向滑动的部件，设置于基体上，每个排架固定有3个柔性立柱且连接有Y向电机和Y向丝杆；每个排架中间的柔性立柱具有Y、Z两个方向的自由度，两端的柔性立柱具有X、Y、Z三个方向的自由度；滑台设置于排架上且与X向电机连接，为可沿X向滑动的部件，柔性立柱固定于滑台上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪双，何晖，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：新型
国别省市：江苏;32