一种大型复合材料T型长桁旋转对接装置及使用方法与流程

一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置及使用方法
技术领域
1.本技术涉及复合材料壁板制造技术领域，具体是一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置及使用方法。


背景技术：

2.复合材料在飞机上的应用部位逐渐在由非承力部件、次承力部件发展到主承力部件，并向大型化、整体化方向发展。大型复合材料t型加筋壁板主要用于飞机的机翼壁板、机身壁板、平尾壁板、垂尾壁板，在生产制造时，主要以共胶结的工艺方法进行制造，且正在探索制造效率更高、成本更低、质量更好的共固化制造工艺。大型复合材料t型加筋壁板采用共固化工艺方法进行制造时，先将两个湿状态的复合材料l型长桁精确的组合成一个湿状态的复合材料 t型长桁，再对一组湿状态的复合材料t型长桁进行定位、固定、旋转，与湿状态的复合材料蒙皮进行精确对接，形成湿状态的大型复合材料t型加筋壁板，最后通过固化工艺形成固态的大型复合材料t型加筋壁板。在实际应用时，为保证大型复合材料t型长桁的质量，需对其进行平稳的刚性旋转，为保证大型复合材料t型长桁与蒙皮的对接精度，需将两者进行柔性对接，因此在整个过程中，大型复合材料t型长桁的连接状态需在刚性连接与柔性连接之间多次切换，导致大型复合材料t型长桁旋转对接难度较大。目前，针对大型复合材料 t型长桁旋转对接装置及使用方法研究较少，层次较低，更不存在应用实例，严重迟滞了大型复合材料t型加筋壁板整体共固化成型制造的进程。因此，为了满足生产需要，亟待研究一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置及使用方法。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置及使用方法。
4.一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置，其结构包含大尺寸围框翻转升降装置、架内吊车、柔性对接翻转装置、多功能柔性定位工装、agv运输车，大尺寸围框翻转升降装置包括一组对称设置于地面的固定立柱、两个相同的升降装置、两个相同的升降平台、摆动机构、摆动滑移机构、两个相同的旋转装置，两个相同的升降装置安装于两固定立柱相对的侧面上，升降方向相互平行且处于竖直方向，两个升降平台侧面分别与两组升降装置固定，在升降装置的带动下可沿竖直方向上下移动，摆动机构和摆动滑移机构分别安装于两个升降平台上表面，且摆动机构与摆动滑移机构的旋转轴线平行，两组旋转装置相对分别固定于摆动机构和摆动滑移机构上，且旋转轴线同轴，架内吊车横跨在一组固定立柱的上方，柔性对接翻转装置两端分别与两个旋转装置连接，多功能柔性定位工装安装于柔性对接翻转装置内部，多个不同的t型长桁及长桁成型模具定位并固定在多功能柔性定位工装上表面，升降装置和旋转装置带动柔性对接翻转装置、多功能柔性定位工装和t型长桁及长桁成型模具移动到指定对接位置并进行翻转，agv运输车将蒙皮及蒙皮成型模具运输到指定对接位置，最终实现t型长桁与蒙皮的对接。
5.柔性对接翻转装置包括外框、内框、吊索机构、v型锁紧装置、锁钩机构，外框为一个矩形中空框架，两端中部分别与固定立柱上的旋转装置连接，旋转装置可带动外框绕外框中线旋转，内框为矩形框架结构，多功能柔性定位工装安装在内框里，外框内侧沿外框长度方向设置有多组v型锁紧装置，与安装于内框外侧的多组锁钩机构配合使用，实现外框对内框的固定和释放，v型锁紧装置包括u型固定架、伺服电动缸、导轨、v型插块，u型固定架为u型结构， u型固定架安装在外框内侧，伺服电动缸安装于u型固定架内部，两列导轨相互平行的安装于u型固定架两侧上表面，且与伺服电动缸移动方向平行，其滑块与u型固定架固定，v型插块为前端带有v型缺口的块状结构，前端下表面为具有一定角度的斜面，v型插块上表面两侧与两导轨的轨道连接，中部与伺服电动缸连接，伺服电动缸可带动v型插块沿导轨往复移动；锁钩机构包括导向块、螺栓滚子轴承，导向块为矩形块状结构，安装在内框外侧，其上表面两侧设有一定角度的斜面，该斜面可与v型锁紧装置中的v型插块前端下表面斜面贴合，多组螺栓滚子轴承成一定角度v形安装于导向块上表面中部，其可与 v型锁紧装置中的v型插块前端v型缺口配合；多组吊索机构均布内框与外框之间，将内框与外框上、下表面连接，当外框与内框固定后，所有吊索机构均为松弛状态，吊索机构包括两个固定座、固定销、链条，固定座为l型结构，其中一个固定在内框外侧一周，另一个固定在外框内侧一周的相应位置处，链条为长度一定的铁环链条，两端通过固定销分别与固定在内框和外框上相应位置处的固定座连接。
6.一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置使用方法，包括以下步骤：
7.1将多个t型长桁及长桁成型模具运输至大型复合材料t型长桁旋转对接装置附近的指定位置；
8.2将外框上的v型锁紧装置与内框上的锁钩机构进行刚性锁紧，使柔性对接翻转装置与多功能柔性定位工装处于刚性连接状态；
9.3驱动升降装置和旋转装置，带动柔性对接翻转装置及多功能柔性定位工装旋转至0度，即使多功能柔性定位工装上t型长桁及长桁成型模具安装面向上，且多功能柔性定位工装下降至最低位置，便于t型长桁及长桁成型模具上架安装；
10.4架内吊车将多个不同的t型长桁及长桁成型模具依次按顺序放置于多功能柔性定位工装上，对每个t型长桁及长桁成型模具进行定位、固定、压紧，将多个t型长桁及长桁成型模具拼装成一个整体；
11.5驱动升降装置和旋转装置带动柔性对接翻转装置、多功能柔性定位工装和 t型长桁及长桁成型模具上升至一定高度，并将柔性对接翻转装置、多功能柔性定位工装和t型长桁及长桁成型模具旋转180度，使t型长桁及长桁成型模具安装面向下，然后将柔性对接翻转装置、多功能柔性定位工装和t型长桁及长桁成型模具向下移动至对接位置；
12.6通过agv运输车将相应的蒙皮及蒙皮成型模具运输至多功能柔性定位工装正下方对接位置，agv运输车撤离；
13.7将v型锁紧装置释放，使柔性对接翻转装置与多功能柔性定位工装之间仅有吊索机构连接，使内框和其内部的多功能柔性定位工装处于吊装浮动状态；升降装置运动带动内框和多功能柔性定位工装向下移动，多功能柔性定位工装上的定位装置与蒙皮成型模具上的定位圆锥、定位扁锥精确配合，实现t型长桁与蒙皮的精确对接。
14.有益效果：本发明提供一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置及使用方法。该方
法通过柔性对接翻转装置对复合材料t型长桁及长桁成型模具进行刚性固定或柔性连接，结合大尺寸围框翻转升降装置，对复合材料t型长桁及长桁成型模具进行刚性旋转及与蒙皮及蒙皮成型模具柔性对接，最终实现大型复合材料t型长桁精确、快速旋转对接。该装置形式简单，操作安全可靠，可大幅度提高大型复合材料t型长桁旋转对接工作效率及工作质量，对大型复合材料t型长桁的装配具有积极意义。可直接推广到其它行业相似零件旋转对接装配领域应用。
15.以下结合实施例附图对本技术做进一步详细描述：
附图说明
16.图1：t型长桁及长桁成型模具结构示意图。
17.图2：蒙皮及蒙皮成型模具结构示意图。
18.图3：一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置结构示意图。
19.图4：大尺寸围框翻转升降装置左侧结构示意图。
20.图5：大尺寸围框翻转升降装置右侧结构示意图。
21.图6：柔性对接翻转装置结构示意图。
22.图7：外框与内框连接部分局部剖视图。
23.图8：吊索机构结构示意图。
24.图9：v型锁紧装置结构示意图。
25.图10：锁钩机构结构示意图。
26.图中编号说明：1t型长桁及长桁成型模具、2蒙皮及蒙皮成型模具、3定位圆锥、4定位扁锥、5agv运输车、6大尺寸围框翻转升降装置、7架内吊车、8柔性对接翻转装置、9多功能柔性定位工装、10固定立柱、11升降装置、12 升降平台、13摆动机构、14摆动滑移机构、15旋转装置、16外框、17内框、 18吊索机构、19v型锁紧装置、20锁钩机构、21固定座、22固定销、23链条、24u型固定架、25伺服电动缸、26导轨、27v型插块、28导向块、29 螺栓滚子轴承。
具体实施方式
27.参见图1
‑
10所示,一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置，其结构包含大尺寸围框翻转升降装置6、架内吊车7、柔性对接翻转装置8、多功能柔性定位工装9、agv运输车5，大尺寸围框翻转升降装置6包括一组对称设置于地面的固定立柱10、两个相同的升降装置11、两个相同的升降平台12、摆动机构 13、摆动滑移机构14、两个相同的旋转装置15，两个相同的升降装置11安装于两固定立柱10相对的侧面上，升降方向相互平行且处于竖直方向，两个升降平台12侧面分别与两组升降装置11固定，在升降装置11的带动下可沿竖直方向上下移动，摆动机构13和摆动滑移机构14分别安装于两个升降平台12上表面，且摆动机构13与摆动滑移机构14的旋转轴线平行，两组旋转装置15相对分别固定于摆动机构13和摆动滑移机构14上，且旋转轴线同轴，架内吊车7 横跨在一组固定立柱10的上方，柔性对接翻转装置8两端分别与两个旋转装置 15连接，多功能柔性定位工装9安装于柔性对接翻转装置8内部，多个不同的 t型长桁及长桁成型模具1定位并固定在多功能柔性定位工装9上表面，升降装置11和旋转装置15带动柔性对接翻转装置8、多功能柔性定位工装9和t 型长桁及长桁成型模具1移动到指定对接位置并进行翻转，agv运输车5将蒙皮及蒙皮成型模具2运输到指
定对接位置，最终实现t型长桁与蒙皮的对接。
28.柔性对接翻转装置8包括外框16、内框17、吊索机构18、v型锁紧装置 19、锁钩机构20，外框16为一个矩形中空框架，两端中部分别与固定立柱10 上的旋转装置15连接，旋转装置15可带动外框16绕外框16中线旋转，内框 17为矩形框架结构，多功能柔性定位工装9安装在内框17里，外框16内侧沿外框16长度方向设置有多组v型锁紧装置19，与安装于内框17外侧的多组锁钩机构20配合使用，实现外框16对内框17的固定和释放；v型锁紧装置19 包括u型固定架24、伺服电动缸25、导轨26、v型插块27，u型固定架24为 u型结构，u型固定架24安装在外框16内侧，伺服电动缸25安装于u型固定架24内部，两列导轨26相互平行的安装于u型固定架24两侧上表面，且与伺服电动缸25移动方向平行，其滑块与u型固定架24固定，v型插块27为前端带有v型缺口的块状结构，前端下表面为具有一定角度的斜面，v型插块27上表面两侧与两导轨26的轨道连接，中部与伺服电动缸25连接，伺服电动缸25 可带动v型插块27沿导轨26往复移动；锁钩机构20包括导向块28、螺栓滚子轴承29，导向块28为矩形块状结构，安装在内框17外侧，其上表面两侧设有一定角度的斜面，该斜面可与v型锁紧装置19中的v型插块27前端下表面斜面贴合，多组螺栓滚子轴承29成一定角度v形安装于导向块28上表面中部，其可与v型锁紧装置19中的v型插块27前端v型缺口配合；多组吊索机构18 均布内框17与外框16之间，将内框17与外框16上、下表面连接，当外框16 与内框17固定后，所有吊索机构18均为松弛状态，吊索机构18包括两个固定座21、固定销22、链条23，固定座21为l型结构，其中一个固定在内框17 外侧一周，另一个固定在外框16内侧一周的相应位置处，链条23为长度一定的铁环链条，两端通过固定销22分别与固定在内框17和外框16上相应位置处的固定座21连接。
29.一种大型复合材料t型长桁旋转对接装置使用方法，包括以下步骤：
30.1将多个t型长桁及长桁成型模具1运输至大型复合材料t型长桁旋转对接装置附近的指定位置；
31.2将外框16上的v型锁紧装置19与内框17上的锁钩机构20进行刚性锁紧，使柔性对接翻转装置8与多功能柔性定位工装9处于刚性连接状态；
32.3驱动升降装置11和旋转装置15，带动柔性对接翻转装置8及多功能柔性定位工装9旋转至0度，即使多功能柔性定位工装9上t型长桁及长桁成型模具1安装面向上，且多功能柔性定位工装9下降至最低位置，便于t型长桁及长桁成型模具1上架安装；
33.4架内吊车7将多个不同的t型长桁及长桁成型模具1依次按顺序放置于多功能柔性定位工装9上，对每个t型长桁及长桁成型模具1进行定位、固定、压紧，将多个t型长桁及长桁成型模具1拼装成一个整体；
34.5驱动升降装置11和旋转装置15带动柔性对接翻转装置8、多功能柔性定位工装9和t型长桁及长桁成型模具1上升至一定高度，并将柔性对接翻转装置8、多功能柔性定位工装9和t型长桁及长桁成型模具1旋转180度，使t 型长桁及长桁成型模具1安装面向下，然后将柔性对接翻转装置8、多功能柔性定位工装9和t型长桁及长桁成型模具1向下移动至对接位置；
35.6通过agv运输车5将相应的蒙皮及蒙皮成型模具2运输至多功能柔性定位工装9正下方对接位置，agv运输车5撤离；
36.7将v型锁紧装置19释放，使柔性对接翻转装置8与多功能柔性定位工装 9之间仅
有吊索机构18连接，使内框17和其内部的多功能柔性定位工装9处于吊装浮动状态；升降装置11运动带动内框17和多功能柔性定位工装9向下移动，多功能柔性定位工装9上的定位装置与蒙皮成型模具上的定位圆锥3、定位扁锥4精确配合，实现t型长桁与蒙皮的精确对接。