一种机翼对接交点孔钻模自适应定位装置

本发明属于飞机数字化装配精加工领域，尤其是涉及一种机翼对接交点孔钻模自适应定位装置。

背景技术：

在航空航天制造领域，由于飞机机翼的结构复杂、尺寸大、刚性弱，其定位装夹困难、加工精度难以保证。

传统方法直接为机翼设置专用装夹装置用以实现机翼的装夹，但这样的方法设计周期长，成本高，不能在各种机翼之间灵活地装夹定位，无法实现数字化制造。

钻模板作为将两个或两个以上零件相互连接的一种方法，在飞机制造上被大量的采用。其结构稳定、可靠，能够满足飞机上紧固件的孔位要求。

公开号为cn211162079u的中国专利文献公开了一种真空吸附钻模板，包括钻孔模板、真空吸盘、真空吸附气管，钻孔模板定位面外形与工件外形相匹配，钻孔模板上设置若干钻孔，钻孔模板的左、右两侧分别固定设置有若干真空吸盘，真空吸盘通过真空吸附气管连接真空设备。该钻模板克服了小翼面部件在装配型架上定位、制孔的工艺性及操作效率，但是无法适用于大飞机的机翼，同时在安装过程中无法对钻模板进行微调。

公开号为cn204381485u的中国专利文献公开了一种中央翼前后梁adu钻模板，将中央翼前后梁上原本密集的孔位加工进行拆分，通过两块钻模板组合应用，能够解决adu设备在狭小空间钻孔的需求。然而拆分进行孔位加工很难保证不同位置的控制之间的协调性。

技术实现要素：

本发明提供了一种机翼对接交点孔钻模自适应定位装置，能够满足钻模板在理论位置的六自由度微动调整，方便调装以及钻模板的快速定位。

一种机翼对接交点孔钻模自适应定位装置，包括两个钻模定位器、可上下滑动固定在钻模定位器上的自适应浮动机构、带动两个自适应浮动机构同时上下滑动的升降传动组件以及固定在两个自适应浮动机构上端面的钻模板组件；

所述的自适应浮动机构包括可上下滑动固定在钻模定位器上的安装盒、设置在安装盒内的若干弹簧、固定在若干弹簧上端部的浮动板以及固定在浮动板上的钻模板安装座；

所述的安装盒与浮动板之间设有浮动固定装置，所述的钻模板安装座上设有导轨滑块组件；所述的钻模板组件固定在导轨滑块组件的上端面。

本发明中，钻模定位器与自适应浮动机构相连接并左右各设置一套用以完成对钻模板组件两端的支撑与定位，左右两组自适应浮动机构由升降传动组件保证同步运动。通过自适应浮动机构可以使得钻模板组件浮动适应机翼，从而在机翼的装夹定位过程中可根据产品实际位置灵活定位，方便调装以及钻模板组件的快速定位。

优选地，所述的自适应浮动机构的浮动固定装置包括设置在安装盒与浮动板之间的至少一个顶紧螺钉，以及与安装盒侧壁上设置的插片缝匹配的限位插片；所述限位插片在插入插片缝后限制弹簧的形变。

钻模板组件在升降时，松开顶紧螺钉，钻模板组件在完全自由状态下升降，可避免因为钻模定位器升降不同步、钻模定位器安装不平行等因素造成钻模板组件的挤压或拉伸。在调整到位后，可以利用限位插片对弹簧进行定位固定。

优选地，所述的导轨滑块组件包括固定在钻模板安装座上的导轨以及与导轨滑动配合的滑块，所述的滑块上设有手动驱动机构；所述的钻模板组件固定在滑块的上端面。导轨滑块组件用于将钻模板组件安装在自适应浮动机构上时进行微调定位。

进一步地，所述的钻模板安装座上沿着滑块的滑动方向设有多个定位孔，所述的滑块上设有插孔，所述的滑块通过在插孔插入定位销后与定位孔配合进行定位固定。在滑块调整到合适位置后，插入定位销，可以固定钻模板的位置。

所述的钻模板组件包括两端分别与滑块上端面固定的水平钻模板、设置在水平钻模板上的垂直钻模板以及固定在垂直钻模板上用于夹持机翼翼展方向的专用c型夹；所述的水平钻模板和垂直钻模板上分别设有机翼上壁板连接孔与下壁板连接孔的钻模。该钻模板既能满足机翼单边上翼面对接孔精加工，又能满足下翼面对接孔精加工。

进一步地，所述的钻模定位器包括安装架、可旋转固定在安装架上的丝杆以及与丝杆配合上下滑动的滑台，所述的安装盒与滑台固定。

优选地，所述的升降传动组件包括伺服电机，伺服电机的输出端通过减速机与两根传动轴传动连接，所述的传动轴通过齿轮转动机构与丝杆的下端传动连接。两个钻模定位器的滑台通过升降传动组件同步带动丝杆旋转来控制升降，保证两台钻模定位器的升降同步。

优选地，所述的安装架上设有绝对式光栅尺。每台钻模定位器的升降均有光栅尺反馈，实时监控升降同步。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置与钻模定位器配合的自适应浮动机构，使得钻模板组件在垂直升降时，钻模板组件可以在完全自由状态下升降，可避免因为两个钻模定位器升降不同步、钻模定位器安装不平行等因素造成钻模板的挤压或拉伸。

2、钻模定位器由升降传动组件带动两个丝杆上的滑台升降，保证两台钻模定位器的升降同步，同时，每台定位器升降均有光栅尺反馈，实时监控升降同步。

3、钻模板上集成了上壁板连接孔与下壁板连接孔的钻模，有效得保证了上壁板连接孔与下壁板连接孔间的相互协调性；钻模板既能满足机翼单边上翼面对接孔精加工，又能满足下翼面对接孔精加工。

附图说明

图1为本发明一种机翼对接交点孔钻模自适应定位装置的整体结构示意图；

图2为本发明中钻模定位器的结构示意图；

图3为本发明中升降传动组件的结构示意图；

图4为本发明中自适应浮动机构的结构示意图；

图5为本发明中钻模板组件的结构示意图；

图6为本发明中钻模板组件结构俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，一种机翼对接交点孔钻模自适应定位装置，包括两个钻模定位器3、可上下滑动固定在钻模定位器3上的自适应浮动机构2、带动两个自适应浮动机构2同时上下滑动的升降传动组件4以及固定在两个自适应浮动机构2上端面的钻模板组件1。

具体的，如图2所示，钻模定位器3包括安装架31、可旋转固定在安装架31上的丝杆32以及与丝杆32配合上下滑动的滑台33。在丝杆32的旋转过程中可以带动安装架31上的滑台20上下移动。安装架31上设有绝对式光栅尺34，通过光栅尺的反馈，可以实时监控两个滑台33的升降同步。

两个钻模定位器3上的丝杆32均由升降传动组件4进行同步传动。如图3所示，升降传动组件4包括伺服电机41，伺服电机41的输出端通过减速机42与两根传动轴43传动连接，每个传动轴43通过安装架31上的齿轮转动机构35与丝杆32的下端传动连接。

通过升降传动组件4的伺服电机41同步带动丝杆32旋转来控制滑台33的同步升降。

如图4所示，图中(a)表示自适应浮动机构2的主视图，(b)表示侧视图，自适应浮动机构2包括可上下滑动固定在滑台33上的安装盒21、设置在安装盒21内的四个角的四个弹簧22、固定在四个弹簧上的浮动板23以及固定在浮动板23上的钻模板安装座24。

钻模板安装座24上设有导轨滑块组件，导轨滑块组件包括固定在钻模板安装座24上的导轨以及与导轨滑动配合的滑块25，滑块25上设有手动驱动机构26。钻模板安装座24远离滑块25的一端设有限位块20，防止滑块25脱离钻模板安装座24。钻模板组件1固定在滑块25的上端面。

进一步地，安装盒21与浮动板23之间设有浮动固定装置，浮动固定装置包括设置在安装盒21与浮动板23之间的四个顶紧螺钉27，以及与安装盒21侧壁上设置的插片缝匹配的限位插片28；限位插片28在插入插片缝后限制弹簧22的形变。本实施例中，共有四个限位插片28与弹簧22配合使用，四个顶紧螺钉27分别设置在相邻两个弹簧22之间。

钻模板安装座24上沿着滑块25的滑动方向设有多个定位孔，滑块25上设有插孔，滑块25通过在插孔插入定位销29后与定位孔配合进行定位固定。

如图5和图6所示，钻模板组件1包括两端分别与滑块25上端面固定的水平钻模板11、固定在水平钻模板11上的垂直钻模板12以及固定在垂直钻模板12上用于夹持机翼翼展方向的专用c型夹13。垂直钻模板12上集成了机翼上壁板连接孔的钻模14，水平钻模板11上集成了机翼下壁板连接孔的钻模15。

下面对本发明机翼对接交点孔钻模自适应定位装置的使用过程进行介绍。

(1)钻模板组件1定位通过钻模定位器3来实现避让状态与工作状态的切换。在钻模板组件1调整工作状态时，自适应浮动机构2可连接形成稳定机构。

(2)在钻模板组件1浮动适应产品时，仅需拔出定位销29，松开顶紧螺钉27，取出限位插片28。钻模板组件1完全由自适应浮动机构2中的弹簧22支撑。自适应浮动机构2能满足钻模板组件1在航向±3mm，展向±3mm，上下±5mm，偏转角±0.5°，俯仰角±5°范围内调整。

(3)机翼在翼展方向的定位，用专用c型夹13将产品与钻模板12夹持，中间垫7mm等厚度垫片，垫片集成于专用c型夹13上。实现钻模板12与产品在翼展方向的定位。

(4)钻模定位器3由一台伺服电机41通过减速机42和传动轴43带动丝杠32完成升降，保证两台钻模定位器3的升降同步，每台定位器升降均有绝对式光栅尺34反馈，实时监控升降同步。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。