【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机制造领域，尤其是涉及用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装。
技术介绍
1、航空发动机噪声是飞机噪声的主要来源，风扇噪声是航空发动机噪声的主要组成，风扇噪声控制水平是衡量现代航空发动机先进性的重要指标。为了降低航空发动机风扇噪声，在航空发动机短舱内敷设声衬，通过声衬孔和蜂窝腔，基于赫姆霍兹共振原理，在噪声辐射传播路径上将声能耗散掉。由于声衬孔数量极大、排列复杂且位置精度均会影响声衬的声阻抗。因此，声衬孔制孔是短舱声衬制造的重要环节。
2、由于声衬穿孔面板为曲面零件、声衬孔数量较大、声衬孔精度直接影响消声效果，有必要采用制孔质量和效果更高的自动化制孔方案。自动化制孔方案通常包括制孔系统和待加工产品定位工装两个核心单元，前者用于产品制孔加工，后者用于在加工过程中为产品提供定位，两者相辅相成。另外，为了基于单台工业机器人完成超出机器人本体工作空间的制孔需求，需要为定位工装设置运动轴，确保机器人对待加工产品的可达性。考虑短舱声衬通常为大曲率曲面零件，而微孔加工切削力相对较小，工件装夹定位难度大、自动化智能化程度低，这显然难以满足大规模降噪声衬孔制孔需求。
3、有鉴于此，本案专利技术人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，可以实现航空发动机短舱排气道声衬的柔性高效定位，为排气道声衬的自动化精准制孔提供条件。
2、为了达到上述目的，
3、用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，包括旋转换站平台和设置在旋转转换站平台的声衬支撑底板、用于支撑声衬支撑底板的支撑框架以及设置在声衬支撑底板的真空吸盘，声衬支撑底板与排气道声衬内形相适配，其中部向外凸出一弧形部，支撑框架包括用于支撑声衬支撑底板周沿的三角支撑架和若干个支撑弧形部的环形支撑管，各环形支撑管与弧形部相适配。
4、优选地，旋转换站平台包括底部安装座、顶部支撑座以及用于驱动顶部支撑座相对于底部安装座旋转的传动机构，传动机构设置在底部安装座和顶部支撑座之间，支撑框架设置在顶部支撑座上，传动机构包括外齿圈和齿轮。
5、优选地，声衬支撑底板上设置有若干个与真空吸盘相适配的安装孔，真空吸盘色孩子在安装孔内，且真空吸盘的吸盘侧用于实现声衬的多点柔性支撑，另一侧用于将真空吸盘连接到声衬支撑底板上，并可通过螺母调节真空吸盘的在安装孔内的轴线位置。
6、优选地，真空吸盘的最优数量和最优布局的计算如下：
7、采用贪婪算法，通过建立真空吸盘条件下排气道声衬变形的数值仿真模型，建立真空吸盘数量和布局与排气道声衬和真空吸盘变形之间的关联关系。
8、采用贪婪算法，通过建立真空吸盘条件下排气道声衬变形的数值仿真模型，建立真空吸盘数量和布局与排气道声衬和真空吸盘变形之间的关联关系；
9、；
10、其中：
11、为真空吸盘配置成本；
12、为真空吸盘数量；
13、为真空吸盘布局；
14、为真空吸盘配置成本与其数量和布局之间的关系；
15、为排气道变形及其容差；
16、为真空吸盘变形及其容差；
17、为基于贪婪算法求解的最优解。
18、优选地，还包括与声衬支撑底板相连接的多主轴制孔末端执行器，多主轴制孔末端执行器包括执行器框架、主轴组、进给组、电磁阀组和压脚组；执行器框架包括相对设置的前板和后板，主轴组、进给组和电磁阀组均设置在执行器框架内腔，压脚组设置在后板上且位于执行器框架外侧，进给组设置在后板上，主轴组的一端对应进给组设置，且另一端穿过前板与压脚组对应连接，进给组用于控制相应主轴组及压脚组的伸出或缩回。
19、优选地，还包括用于测量多主轴制孔末端执行器的等价加工孔制孔方向与短舱声衬上等价加工孔处曲面法线之间夹角的制孔位置误差测量系统，制孔位置误差测量系统包括安装在多主轴制孔末端执行器上的激光位移传感器组，激光位移传感器组包括分别用于测量实际刀具坐标系z轴与理想刀具坐标系z轴之间的偏差的四个激光位移传感器，四个激光位移传感器分别安装在前板的四个角，坐标系z轴与制孔方向相平行。
20、优选地，还包括用于测量短舱声衬上预制的基准孔位置坐标以及计算各基准孔位置坐标处的制孔位置误差的制孔方向偏差测量系统，制孔方向偏差测量系统包括安装在多主轴制孔末端执行器上视觉单元，视觉单元包括用于提供良好的拍摄光照条件的光源以及用于测量基准孔实际位置坐标的工业相机与远心镜头，光源的方向与主轴组的方向平行。
21、优选地，包括用于防撞检测的超声波传感器组，超声波传感器组包括四个超声波传感器，四个超声波传感器分别安装在前板的四个角。
22、优选地，主轴组包括n个主轴，进给组包括n个气缸，压脚组包括n个压脚，n是大于0的偶数，各主轴、气缸以压脚一一对应设置，各气缸分别独立控制相应主轴及压脚的伸出和缩回；
23、电磁阀组包含n+1个电磁阀，各电磁阀包括一个进气口和一个出气口两个接口，n个电磁阀用于控制气缸的伸出和缩回，另一电磁阀用于主轴气冷开关控制；
24、各压脚和前板之间设置有用于将压脚压紧声衬穿孔面板表面的弹簧，弹簧对应套设在主轴的外周沿上。
25、优选地，还包括用于将声衬孔制孔过程中产生的切屑，由压脚处真空收集的真空管组，真空管组包括n个真空管，各真空管对应安装在压脚侧面。通过采用前述设计方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，可以实现航空发动机短舱排气道声衬的柔性高效定位，为排气道声衬的自动化精准制孔提供条件，也可以为其他声衬零件定位工装设计提供参考，为相关设计开发规范或标准的指定提供技术支撑。
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1.用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：包括旋转换站平台和设置在旋转转换站平台的声衬支撑底板、用于支撑声衬支撑底板的支撑框架以及设置在声衬支撑底板的真空吸盘，声衬支撑底板与排气道声衬内形相适配，其中部向外凸出一弧形部，支撑框架包括用于支撑声衬支撑底板周沿的三角支撑架和若干个支撑弧形部的环形支撑管，各环形支撑管与弧形部相适配。
2.根据权利要求1的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：旋转换站平台包括底部安装座、顶部支撑座以及用于驱动顶部支撑座相对于底部安装座旋转的传动机构，传动机构设置在底部安装座和顶部支撑座之间，支撑框架设置在顶部支撑座上，传动机构包括外齿圈和齿轮。
3.根据权利要求1的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：声衬支撑底板上设置有若干个与真空吸盘相适配的安装孔，真空吸盘色孩子在安装孔内，且真空吸盘的吸盘侧用于实现声衬的多点柔性支撑，另一侧用于将真空吸盘连接到声衬支撑底板上，并可通过螺母调节真空吸盘的在安装孔内的轴线位置。
4.根据权利要求3的用于航空发动机短舱声
5.根据权利要求1的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：还包括与声衬支撑底板相连接的多主轴制孔末端执行器，多主轴制孔末端执行器包括执行器框架、主轴组、进给组、电磁阀组和压脚组；执行器框架包括相对设置的前板和后板，主轴组、进给组和电磁阀组均设置在执行器框架内腔，压脚组设置在后板上且位于执行器框架外侧，进给组设置在后板上，主轴组的一端对应进给组设置，且另一端穿过前板与压脚组对应连接，进给组用于控制相应主轴组及压脚组的伸出或缩回。
6.根据权利要求5的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：还包括用于测量多主轴制孔末端执行器的等价加工孔制孔方向与短舱声衬上等价加工孔处曲面法线之间夹角的制孔位置误差测量系统，制孔位置误差测量系统包括安装在多主轴制孔末端执行器上的激光位移传感器组，激光位移传感器组包括分别用于测量实际刀具坐标系Z轴与理想刀具坐标系Z轴之间的偏差的四个激光位移传感器，四个激光位移传感器分别安装在前板的四个角，坐标系Z轴与制孔方向相平行。
7.根据权利要求5的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：还包括用于测量短舱声衬上预制的基准孔位置坐标以及计算各基准孔位置坐标处的制孔位置误差的制孔方向偏差测量系统，制孔方向偏差测量系统包括安装在多主轴制孔末端执行器上视觉单元，视觉单元包括用于提供良好的拍摄光照条件的光源以及用于测量基准孔实际位置坐标的工业相机与远心镜头，光源的方向与主轴组的方向平行。
8.根据权利要求5的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：包括用于防撞检测的超声波传感器组，超声波传感器组包括四个超声波传感器，四个超声波传感器分别安装在前板的四个角。
9.根据权利要求5的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：主轴组包括n个主轴，进给组包括n个气缸，压脚组包括n个压脚，n是大于0的偶数，各主轴、气缸以压脚一一对应设置，各气缸分别独立控制相应主轴及压脚的伸出和缩回；
10.根据权利要求5的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：还包括用于将声衬孔制孔过程中产生的切屑，由压脚处真空收集的真空管组，真空管组包括n个真空管，各真空管对应安装在压脚侧面。
...【技术特征摘要】
1.用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：包括旋转换站平台和设置在旋转转换站平台的声衬支撑底板、用于支撑声衬支撑底板的支撑框架以及设置在声衬支撑底板的真空吸盘，声衬支撑底板与排气道声衬内形相适配，其中部向外凸出一弧形部，支撑框架包括用于支撑声衬支撑底板周沿的三角支撑架和若干个支撑弧形部的环形支撑管，各环形支撑管与弧形部相适配。
2.根据权利要求1的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：旋转换站平台包括底部安装座、顶部支撑座以及用于驱动顶部支撑座相对于底部安装座旋转的传动机构，传动机构设置在底部安装座和顶部支撑座之间，支撑框架设置在顶部支撑座上，传动机构包括外齿圈和齿轮。
3.根据权利要求1的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：声衬支撑底板上设置有若干个与真空吸盘相适配的安装孔，真空吸盘色孩子在安装孔内，且真空吸盘的吸盘侧用于实现声衬的多点柔性支撑，另一侧用于将真空吸盘连接到声衬支撑底板上，并可通过螺母调节真空吸盘的在安装孔内的轴线位置。
4.根据权利要求3的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：真空吸盘的最优数量和最优布局的计算如下：
5.根据权利要求1的用于航空发动机短舱声衬制孔的排气道声衬定位工装，其特征在于：还包括与声衬支撑底板相连接的多主轴制孔末端执行器，多主轴制孔末端执行器包括执行器框架、主轴组、进给组、电磁阀组和压脚组；执行器框架包括相对设置的前板和后板，主轴组、进给组和电磁阀组均设置在执行器框架内腔，压脚组设置在后板上且位于执行器框架外侧，进给组设置在后板上，主轴组的一端对应进给组设置，且另一端穿过前板与压脚组对应连接，进给组用于控制相应主轴组及压脚组的...
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