一种模块式多点柔性工装系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型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，属于制造工程技术领域。
【背景技术】
[0002]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。
【发明内容】
[0003]本实用新型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。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种模块式多点柔性工装系统，其特征在于，
[0005]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；
[0006]所述基体对工装支撑固定；
[0007]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；
[0008]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。
[0009]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。
[0010]前述的一种模块式多点柔性工装系统，
[0011]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。
[0012]前述的一种模块式多点柔性工装系统，
[0013]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。
[0014]前述的一种模块式多点柔性工装系统，
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]本实用新型的特点和显著优点:
[0019]1、通过多点拟合曲面类零件的形状，明确点、面之间的关系；
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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；
[0024]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】
[0025]图1为本实用新型结构主视示意图；
[0026]图2为本实用新型模块的组合模式示意图；
[0027]图3为本实用新型柔性吸附球头局部放大示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型实现的技术方案、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，进一步阐述本实用新型。
[0029]如图1所示，本实用新型由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。
[0030]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