薄壁筒状构件旋转立式装配装置制造方法及图纸

一种薄壁筒状构件旋转立式装配装置，包括：机架、用于提升筒状构件的垂直升降平台、搅拌摩擦焊接机构、环形上外压夹具和环形下外压夹具，其中：垂直升降平台、上外压夹具和下外压夹具竖向依次滑动设置于机架中，上外压夹具和下外压夹具夹持筒状构件并旋转，搅拌摩擦焊接机构固定于机架一侧，本发明专利技术采用立式装夹焊接方式，避免了薄壁筒状构件因自身重力而引起的结构变形，减少了装配过程中的误差影响因素，采用周向均布夹具，实现对薄壁筒体的柔性装夹，保证定位精度，减少装夹定位误差，装备自动化程度高，工位集中，占地面积小，上料、装夹、焊接、下料过程高度可控，提高了装配效率。

Rotary vertical assembly device for thin-wall tubular component

A thin-walled cylindrical member rotating vertical assembly device comprises a frame, used for lifting the cylindrical member of the vertical lifting platform, friction stir welding mechanism and external pressure ring clamp and ring under external pressure clamp, the vertical lifting platform, external pressure clamp fixture under external pressure and vertical sliding are arranged on the frame, the outer the pressure clamp fixture and under external pressure clamping and rotating cylindrical member, friction stir welding mechanism is fixed on one side of the frame, the invention adopts a vertical clamping welding way, avoid the thin-walled cylindrical member due to self gravity caused by the structural deformation, reduce the error factors in the assembly process, the fixture is uniformly distributed along the circumferential direction flexible, mounted on thin-walled cylinder clamping, ensure positioning accuracy, reduce the clamping position error, high degree of automation equipment, central station, covers an area of small, feeding, The clamping, welding and blanking process are highly controllable and the assembly efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
薄壁筒状构件旋转立式装配装置
本专利技术涉及的是一种自动装配领域的技术，具体是一种薄壁筒状构件旋转立式装配装置。
技术介绍
大型筒状薄壁构件的高精度装配是航空航天等领域键技术。火箭贮箱等航空航天薄壁筒体构件为减轻自重采用栅格形式的铝合金薄壁构件拼焊而成。大型筒状薄壁构件装配主要采用卧式装配，通过内部支撑夹具克服筒体因自重产生的变形，各个筒段之间通过周向对准后进行装配焊接，随着构件尺寸增大，柔性也会增大，筒体结构受自重变形更为严重，卧式装配对筒体形变控制更加困难，同时各方向受力不均，导致定位精度降低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术大多只能适用于一段筒体与封头的装配与焊接，不能实现多筒段间的装配，或工装柔性不足，不能进行主动较形和局部定位，以及工件装配精度很大程度上依赖于圆弧撑板的制造和安装定位精度，缺乏夹紧装置，难以应用到对工装夹具要求苛刻的搅拌摩擦焊焊接工艺中等缺陷，提出一种薄壁筒状构件旋转立式装配装置。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括：机架、用于提升筒状构件的垂直升降平台、搅拌摩擦焊接机构、环形上外压夹具和环形下外压夹具，其中：垂直升降平台、上外压夹具和下外压夹具竖向依次滑动设置于机架中，上外压夹具和下外压夹具夹持筒状构件并旋转，搅拌摩擦焊接机构固定于机架一侧。所述的机架包括四个呈环形分布的立柱，立柱上设有竖直设置的直线导轨和直线齿条。所述的上外压夹具包括：环形上夹具安装座和环形上夹具基座，其中：上夹具安装座与立柱滑动相连，上夹具基座通过带外齿的上夹具回转轴承与上夹具安装座下部相连，上夹具基座周向均布有若干夹紧机构。所述的上夹具安装座设有上夹具周向驱动电机，其通过齿轮与上夹具回转轴承外齿啮合以驱动上夹具基座旋转。所述的下外压夹具包括：环形下夹具安装座和环形下夹具基座，其中：下夹具安装座与立柱滑动相连，下夹具基座通过带外齿的下夹具回转轴承与下夹具安装座上部轴向相连，下夹具基座周向均布有若干夹紧机构。所述的下夹具安装座上位于下夹具基座中心圆环内周向均布若干筒段定位夹具。所述的筒段定位夹具包括：两定位压板和定位柱体，其中：定位柱体中部设有矩形凹槽，两定位压板设置于凹槽内并与气缸相连以夹持筒形构件。所述的下夹具安装座设有下夹具周向驱动电机，下夹具周向驱动电机通过齿轮与下夹具回转轴承外齿啮合以驱动下夹具基座旋转。所述的夹紧机构包括：呈弧形的夹紧板、夹紧导轨和丝杠，其中：夹紧导轨设置于夹具基座上，夹紧板滑动设置于夹紧导轨且与丝杠相连。所述的垂直升降平台包括：环形平台基座以及用于固定筒形构件的工件连接台，其中：平台基座与立柱滑动相连，工件连接台与平台基座转动相连。技术效果与现有技术相比，本专利技术采用立式装夹焊接方式，避免了薄壁筒状构件因自身重力而引起的结构变形，减少了装配过程中的误差影响因素，采用周向均布夹具，实现对薄壁筒体的柔性装夹，保证定位精度，减少装夹定位误差，装备自动化程度高，工位集中，占地面积小，上料、装夹、焊接、下料过程高度可控，提高了装配效率。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为机架结构示意图；图3为垂直升降平台结构示意图；图4为上外压夹具结构示意图；图5为下外压夹具结构示意图；图6为下夹具夹紧机构结构示意图；图7为筒段定位夹具结构示意图；图8为搅拌摩擦焊接机构结构示意图；图中：1机架、2垂直升降平台、3上外压夹具、4下外压夹具、5搅拌摩擦焊接机构、11加强层、12立柱、13直线导轨、14直线齿条、21平台旋转驱动电机、22平台基座、23平台升降驱动电机、24工件连接台、31上夹具安装座、32上夹具周向驱动电机、33上夹具回转轴承、34上夹具基座、35上夹具夹紧机构、36上夹具角钢、41下夹具夹紧机构、42筒段定位夹具、43下夹具基座、44下夹具回转轴承、45下夹具安装座、46下夹具周向驱动电机、51焊接轴、52焊接机构基座、411夹紧板、412夹紧导轨、413丝杠、414丝杠轴承座、415丝杠驱动电机、421定位夹具基座、422定位气缸、423定位压板、424定位柱体。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1所示，本实施例包括：机架1、用于提升筒状构件的垂直升降平台2、搅拌摩擦焊接机构5、环形上外压夹具3和环形下外压夹具4，其中：垂直升降平台2、上外压夹具3和下外压夹具4竖向依次滑动设置于机架1中，上外压夹具3和下外压夹具4夹持筒状构件并旋转，搅拌摩擦焊接机构5固定于机架1一侧。如图2所示，所述的机架1包括四个呈环形分布的立柱12，立柱12上设有都竖直设置的直线导轨13和直线齿条14。立柱12的顶端和中部通过环形桁架结构的加强层11组成环形。每个立柱12内侧面设有两个直线导轨13和一个直线齿条14，用于实现垂直升降平台2的连接和驱动，直线导轨13通过其一侧的导轨定位块实现定位。如图3所示，所述的垂直升降平台2包括：环形平台基座22以及用于固定筒形构件的工件连接台24，其中：平台基座22与立柱12滑动相连，工件连接台24与平台基座22转动相连。平台基座22设有四个平台升降驱动电机23，平台升降驱动电机23输出端连有齿轮并与立柱12直线齿条14相连以驱动整个垂直升降平台2上下运动。工件连接台24的上部固定于平台基座22中部，其下部用于与筒形构件固结。工件连接台24中心设有平台旋转驱动电机21，以驱动工件连接台24旋转。如图4所示，所述的上外压夹具3环形包括：上夹具安装座31和环形上夹具基座34，其中：上夹具安装座31与立柱12滑动相连，上夹具基座34通过带外齿的上夹具回转轴承33与上夹具安装座31下部相连，上夹具基座34周向均布有若干上夹具夹紧机构35。上夹具安装座31设有上夹具两个上夹具周向驱动电机32，其通过齿轮与上夹具回转轴承33外齿啮合以驱动上夹具基座34旋转。上夹具安装座31通过设置于外周面上的上夹具角钢36固定于立柱12的直线导轨13。如图5所示，所述的环形下夹具安装座45和环形下夹具基座43，其中：下夹具安装座45与立柱12滑动相连，下夹具基座43通过带外齿的下夹具回转轴承44与下夹具安装座45上部轴向相连，下夹具基座43周向均布有若干下夹具夹紧机构41。下夹具安装座45通过设置于外周面上的下夹具角钢固定于立柱12的直线导轨13。下夹具安装座45位于下夹具基座43中心圆环内周向均布若干筒段定位夹具42。下夹具安装座45设有两个下夹具周向驱动电机46，下夹具周向驱动电机46通过齿轮与下夹具回转轴承44外齿啮合以驱动下夹具基座43旋转。如图6所示，所述的下夹具夹紧机构41包括：呈弧形的夹紧板411、夹紧导轨412和丝杠413，其中：夹紧导轨412设置于下夹具基座43，夹紧板411滑动设置于夹紧导轨412且与丝杠413相连。丝杠413通过丝杠轴承座414固定于下夹具基座43，并与设置于夹紧导轨412下部的丝杠驱动电机415相连。夹具板在丝杠413的驱动下沿着下夹具基座43的径向滑动，夹持筒形构件。上夹具夹紧机构35的结构与下夹具夹紧机构41相同。如图7所示，所述的筒段定位夹具42包括：两定位压板423和定位柱体424，其中：定位柱体4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁筒状构件旋转立式装配装置，其特征在于，包括：机架、用于提升筒状构件的垂直升降平台、搅拌摩擦焊接机构、环形上外压夹具和环形下外压夹具，其中：垂直升降平台、上外压夹具和下外压夹具竖向依次滑动设置于机架中，上外压夹具和下外压夹具夹持筒状构件并旋转筒状构件，搅拌摩擦焊接机构固定于机架一侧。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁筒状构件旋转立式装配装置，其特征在于，包括：机架、用于提升筒状构件的垂直升降平台、搅拌摩擦焊接机构、环形上外压夹具和环形下外压夹具，其中：垂直升降平台、上外压夹具和下外压夹具竖向依次滑动设置于机架中，上外压夹具和下外压夹具夹持筒状构件并旋转筒状构件，搅拌摩擦焊接机构固定于机架一侧。2.根据权利要求1所述的薄壁筒状构件旋转立式装配装置，其特征是，所述的机架包括四个呈环形分布的立柱，立柱上设有竖直设置的直线导轨和直线齿条。3.根据权利要求2所述的薄壁筒状构件旋转立式装配装置，其特征是，所述的上外压夹具包括：环形上夹具安装座和环形上夹具基座，其中：上夹具安装座与立柱滑动相连，上夹具基座通过带外齿的上夹具回转轴承与上夹具安装座下部相连，上夹具基座周向均布有若干夹紧机构。4.根据权利要求3所述的薄壁筒状构件旋转立式装配装置，其特征是，所述的上夹具安装座设有上夹具周向驱动电机，其通过齿轮与上夹具回转轴承外齿啮合以驱动上夹具基座旋转。5.根据权利要求2所述的薄壁筒状构件旋转立式装配装置，其特征是，所述的下外压夹具包括：环形下夹具安装座和环形下夹具基座，其中：下夹具安装座与立柱滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王皓，陈坤勇，陈根良，赵勇，余海东，来新民，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31