一种用于蒙皮零件的制造与加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种复杂蒙皮零件的自动化制造与加工装置，将复杂蒙皮零件制造加工中所必须的拉形与渐进成形、铣切工艺整合为一体，既提高了设备的自动化程度、又大大节省了工装制造成本和空间。装置中的模具不仅可以作为拉形成形和渐进成形时的模具，还可作为铣切时的定位夹具，从而有效克服了针对不同工艺需反复拆装和定位试件导致误差大的缺陷。受益于多自由度夹钳模块提供的夹钳多姿态控制，模具只需简单设计即能保证蒙皮成品较好的光洁度和曲率连续度，可避免成形中试件缺陷的产生，也有利于铣切加工精度的提高。相应地，本发明专利技术还提供了与装置配套的使用方法、控制程序及控制器，使复杂蒙皮零件的制造加工在设备、工艺流程和程控系统几个层面实现了全面改进。程和程控系统几个层面实现了全面改进。程和程控系统几个层面实现了全面改进。

【技术实现步骤摘要】
一种用于蒙皮零件的制造与加工装置及方法


[0001]本专利技术属于航空零部件钣金制造
，尤其涉及一种用于复杂蒙皮零件(如前缘类蒙皮零件)的自动化制造与加工装置，可实现包括蒙皮拉形、渐进成形、铣切在内的多道制造加工工艺一体化。

技术介绍

[0002]随着飞机翼身融合等新的结构形式的出现,对蒙皮零件的性能规格也提出更高的要求。现有的蒙皮制造过程中涉及了诸多工序，包括蒙皮拉形、局部成形、开孔、翻边、切边等，其中蒙皮拉形工艺目前是蒙皮成形的主要工艺，具体操作是使板料两端在拉形机夹钳夹紧下，被工作台顶升拉形模和板材接触，使板料产生不均匀拉应力和拉应变，随之板料与蒙皮拉形模具贴合面逐渐扩展，直至与拉形模具型面完全贴合，完成对蒙皮拉形成形制造；蒙皮渐进成形工艺则是基于分层制造的思路，通过成形工具与板料的局部接触使板料产生局部变形，并随着成形工具按照制定轨迹移动，成形出所需的零件形状；在蒙皮拉形成形或渐进成形完成后还需要进行适当的切边，由此方能得到符合设计预期的成形蒙皮零件。
[0003]然而，上述的不同工序目前仍需要在不同工装设备上进行，蒙皮试件在不同工装安装时的反复定位会造成较大的重定位误差且难以避免，并且新型蒙皮零件所需的新型工装的设计制造中也普遍存在制造周期长、成本高、精度差的问题。因此，本领域迫切需要提供一种将上述多道工序有效整合，以实现较高制造加工精度和制度化程度的蒙皮零件的制造与加工装置。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种用于蒙皮零件的制造与加工装置，包括：
>[0005]蒙拉机模具模块、渐进铣切成形机器人模块、多自由度夹钳模块、装置机架以及龙门架；
[0006]其中，所述蒙拉机模具模块、多自由度夹钳模块以及龙门架均固定安装在所述装置机架上，所述渐进铣切成形机器人模块固定安装在所述龙门架的横梁上；
[0007]所述蒙拉机模具模块位于所述龙门架的横梁下方，用于放置待制造加工的蒙皮试件；蒙拉机模具模块设置有模具，用于与所述蒙皮试件贴合固定来辅助后续的成形；
[0008]所述渐进铣切成形机器人模块设有用于安装渐进成形工具或者铣切工具的渐进铣切工具安装底座，以实现对下方蒙皮试件的渐进成形和铣切操作；
[0009]所述多自由度夹钳模块包括至少一对夹钳，可夹紧所述蒙皮试件的边缘并向不同方向运动，实现对蒙皮试件的拉形成形操作。
[0010]进一步地，所述模具为可更换模具，所述蒙拉机模具模块还包括模具安装底座；所述模具安装底座用于安装支撑所述可更换模具，其上设置有模具固定耳片，所述可更换模具可沿所述模具安装底座进行滑动并利用固定耳片进行固定；所述模具上设置有侧压板，用于将蒙皮试件压紧并固定在模具上。
[0011]进一步地，所述可更换模具上还设有活动承力挂钩，用于在使用外部动力装置更换时与外部动力装置连接。
[0012]所述模具可采用包括但不限于真空吸附形式的模具。
[0013]进一步地，所述渐进铣切成形机器人模块还包括：多自由度工业机器人、机器人移动导轨、机器人安装底座、滑块、工作台、减速机齿轮组件、齿条传动结构、履带链条以及橡胶防撞头；
[0014]其中，所述机器人移动导轨固定设置在所述龙门架的横梁上，所述滑块可移动地设置于所述机器人移动导轨的齿条传动结构上；所述滑块固定连接在所述工作台底部，所述机器人安装底座和减速机齿轮组件设置在工作台上表面；所述多自由度工业机器人固定连接所述机器人安装底座，其末端执行器安装所述渐进铣切工具安装底座，用于带动渐进成形工具或铣切工具向不同方向运动从而执行特定的渐进成形或铣切操作；所述减速机齿轮组件由动力源驱动带动所述履带链条工作，与所述齿条传动结构配合使工作台在机器人移动导轨上做水平移动；所述机器人移动导轨的两端设置所述橡胶防撞头；
[0015]进一步地，所述多自由度夹钳模块中的夹钳为长条状的柔性夹钳，其具有用于容纳并夹紧蒙皮试件边缘的U形钳口；U形钳口的边缘处设置有钳口边缘柱，用于防止夹钳工作时对蒙皮试件产生损伤；每个柔性夹钳的两端分别通过一钳口放置座与一个第一动作筒的一端固定连接，所述钳口放置座与一转换头可枢转连接，所述转换头与一个第二动作筒的一端固定连接；每个所述动作筒均为可伸缩结构，其另一端均与所述装置机架可枢转连接，通过每对动作筒各自伸缩量的变化配合可实现对U形钳口的姿态控制。
[0016]进一步地，所述第一动作筒和第二动作筒具体选用由相应泵机控制驱动的气压缸或液压缸。
[0017]相应地，本专利技术还提供了一种复杂蒙皮零件的制造与加工方法，其利用了上述蒙皮零件的制造与加工装置。
[0018]相应地，本专利技术还提供了一种计算机程序，其通过执行上述方法来自动化控制相应的蒙皮零件的制造与加工装置。
[0019]相应地，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有上述计算机程序。
[0020]相应地，本专利技术还提供了一种计算机控制器，其用于控制计算机系统执行上述计算机程序。
[0021]上述本专利技术所提供的蒙皮零件的制造与加工装置，将复杂蒙皮零件制造加工中所必须的拉形与渐进成形、铣切工艺整合为一体，既提高了设备的自动化程度、又大大节省了工装制造成本和空间。装置中的模具不仅可以作为拉形成形和渐进成形时的模具，还可作为铣切时的定位夹具，从而有效克服了现有技术中针对不同工艺需反复拆装和定位试件导致误差大的缺陷。受益于多自由度夹钳模块提供的夹钳多姿态控制，模具只需简单设计即能保证蒙皮成品较好的光洁度和曲率连续度，可避免成形中试件缺陷的产生，也有利于铣切加工精度的提高。相应地，本专利技术还提供了与装置配套的方法、控制程序及控制器，使复杂蒙皮零件的制造加工在设备、工艺流程和程控系统几个层面实现了全面改进。
附图说明
[0022]图1为本专利技术所提供装置的立体图；
[0023]图2为本专利技术所提供装置的侧视图；
[0024]图3为本专利技术所提供装置中的渐进铣切成形机器人模块立体图；
[0025]图4为本专利技术所提供装置中的蒙拉机模具模块立体图；
[0026]图5为本专利技术所提供装置中的多自由度夹钳模块立体图。
[0027]各附图标记的具体释义为：
[0028]1‑
渐进铣切成形机器人模块，2
‑
蒙拉机模具模块，3
‑
多自由度夹钳模块，4
‑
装置机架，5
‑
龙门架；
[0029]11
‑
渐进铣切工具安装底座，12
‑
多自由度工业机器人，13
‑
机器人移动导轨，14
‑
机器人安装底座，15
‑
滑块，16
‑
工作台，17
‑
减速机齿轮组件，18
‑
齿条传动结构，19
‑
履带链条，110
‑
橡胶防撞头；
[0030]21
‑
蒙皮试件，22<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于蒙皮零件的制造与加工装置，其特征在于：包括：蒙拉机模具模块、渐进铣切成形机器人模块、多自由度夹钳模块、装置机架以及龙门架；其中，所述蒙拉机模具模块、多自由度夹钳模块以及龙门架均固定安装在所述装置机架上，所述渐进铣切成形机器人模块固定安装在所述龙门架的横梁上；所述蒙拉机模具模块位于所述龙门架的横梁下方，用于放置待制造加工的蒙皮试件；蒙拉机模具模块设置有模具，用于与所述蒙皮试件贴合固定来辅助后续的成形；所述渐进铣切成形机器人模块设有用于安装渐进成形工具或者铣切工具的渐进铣切工具安装底座，以实现对下方蒙皮试件的渐进成形和铣切操作；所述多自由度夹钳模块包括至少一对夹钳，可夹紧所述蒙皮试件的边缘并向不同方向运动，实现对蒙皮试件的拉形成形操作。2.如权利要求1所述的用于蒙皮零件的制造与加工装置，其特征在于：所述模具为可更换模具，所述蒙拉机模具模块还包括模具安装底座；所述模具安装底座用于安装定位支撑所述可更换模具，其上设置有模具固定耳片，所述可更换模具可沿所述模具安装底座进行滑动并利用固定耳片进行固定；所述模具上设置有侧压板，用于将蒙皮试件压紧并固定在模具上。3.如权利要求1所述的用于蒙皮零件的制造与加工装置，其特征在于：所述可更换模具上还设有活动承力挂钩，用于在使用外部动力装置更换时与外部动力装置连接，实现模具更换。4.如权利要求1所述的用于蒙皮零件的制造与加工装置，其特征在于：所述渐进铣切成形机器人模块还包括：多自由度工业机器人、机器人移动导轨、机器人安装底座、滑块、工作台、减速机齿轮组件、齿条传动结构、履带链条以及橡胶防撞头；其中，所述机器人移动导轨固定设置在所述龙门架的横梁上，所述滑块可移动地设置于所述机器人移动导轨的齿条传动结构上；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小强，程鹏志，张胜伦，张宗江，徐柯，
申请(专利权)人：航宇智造北京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：