[发明专利]壁板上件柔性机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种壁板上件柔性机械手，用于大型蒙皮或整体壁板的上件装配，属于机械装配领域。

背景技术

先进飞机在设计上采用了较多的大型蒙皮和整体壁板，这类零件多使用碳纤维复合材料、高强度铝合金、钛合金等。由于大型蒙皮和整体壁板结构尺寸大，钢性较差，装配过程中极易发生变形，因此需开耳片、设计吊点并制造专用吊挂来保证其外形准确度。通常，一个钢性吊挂只能配合一个飞机结构件，当飞机型号改变时，需要重新设计并制造一组相对应的吊挂，这种“一对一”模式不仅增加了飞机的装配生产周期，而且提高了整机的生产成本，随着产品型号的不断更新，会有大量的专用吊挂呗置换，工作存储占地问题也会越发严峻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种壁板上件柔性机械手，该壁板上件柔性机械手通过重构真空吸盘点阵，可满足多种大型蒙皮、壁板的上件装配，同时其通用性强，拆装简单灵活，从而大大提高生产效率。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种壁板上件柔性机械手，主要由移动基座、升降立柱、多轴机械手臂和壁板夹具组成；其中升降立柱的下方位于移动基座的上表面，升降立柱的上方通过法兰连接多轴机械手臂，多轴机械手臂结构为：在法兰盘上方设有连接立柱，连接立柱的上方活动连接机械手大臂，机械手大臂一端连接平衡气缸的活塞杆，平衡气缸的另一端与连接立柱底部连接，机械手大臂的另一端连接回转柱，回转柱下方活动连接倒置L型机械手小臂，机械手小臂的下方连接回转连接器，回转连接器连接壁板夹具；壁板夹具的结构为：与回转连接器连接的操作板上连接翻转气缸和旋转气缸，翻转气缸和旋转气缸的另一端分别与夹具主体型材连接，在夹具主体型材上设有若干个真空吸盘。

所述的升降立柱的结构为，在固定柱的下方设有气动马达减速机，气动马达减速机与滑轨滑块连接，在固定柱上设有滑轨，滑轨滑块与滑轨配合。

所述的移动基座的结构为：在移动基座的底部后方设有万向轮，底部前方设有移动轮，并在移动轮上设有锁定机构；在移动轮和万向轮之间设有支座，支座上设有锁定装置；在移动基座的后方设有移动手把。

该壁板上件柔性机械手的优点为：1）采用的夹具有机械手的重量产生的力矩依靠平衡气缸来平衡，这样使夹具的操作力接近零负载；

2）夹具型架制造成导轨形式，真空吸盘模块化设计，采用螺栓连接固定，拆卸安装简单灵活，可按零件尺寸重构真空吸盘点阵，开敞性好；

3）真空吸盘设有高度补偿器和角度补偿器，能够调节吸盘姿态，紧密贴合大型蒙皮的气动外形，不会因强迫夹持导致产品变形；

4）本设备通用性强，可满足多种型号的大型蒙皮和壁板的上件装配，一定程度上降低了生产的成本，缩短了生产准备周期，并缓解了专用工装闲置占地的问题。

综上所述，该壁板上件柔性机械手通过重构真空吸盘点阵，可满足多种型号大型蒙皮、壁板的上件装配，并且其结构简单、设备轻便、操作安全可靠。

附图说明

图1为壁板上件柔性机械手的立体结构图。

图2为可移动基座结构示意图。

图3为升降立柱结构示意图。

图4为多轴机械手臂结构示意图。

图5为壁板夹具结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种壁板上件柔性机械手，主要由移动基座1、升降立柱2、多轴机械手臂3和壁板夹具4组成；其中升降立柱2的下方位于移动基座1的上表面，升降立柱2的上方通过法兰连接多轴机械手臂3，多轴机械手臂3结构为：在法兰盘上方设有连接立柱14，连接立柱14的上方活动连接机械手大臂15，机械手大臂15一端连接平衡气缸16的活塞杆，平衡气缸16的另一端与连接立柱14底部连接，机械手大臂15的另一端连接回转柱17，回转柱17下方活动连接倒置L型机械手小臂18，机械手小臂18的下方连接回转连接器19，回转连接器19连接壁板夹具4；壁板夹具4的结构为：与回转连接器19连接的操作板24上连接翻转气缸20和旋转气缸21，翻转气缸20和旋转气缸21的另一端分别与夹具主体型材23连接，在夹具主体型材23上设有若干个真空吸盘22。

所述的升降立柱2的结构为，在固定柱12的下方设有气动马达减速机13，气动马达减速机13与滑轨滑块11连接，在固定柱12上设有滑轨10，滑轨滑块11与滑轨10配合。

所述的移动基座1的结构为：在移动基座的底部后方设有万向轮6，底部前方设有移动轮9，并在移动轮9上设有锁定机构；在移动轮9和万向轮6之间设有支座8，支座8上设有锁定装置；在移动基座1的后方设有移动手把5。

该壁板上件柔性机械手的工作过程如下：通过移动基座移动到指定的位置，同时将转向轮锁死，提起支座并锁紧；启动升降立柱底部的启动马达，将升降立柱提起，最大可实现两米的升降；壁板夹具通过真空吸盘将大型蒙皮零件吸附起来，同时吸附点可根据零件的重心进行调整，并通过平衡气缸平衡力矩，同时机械手臂可实现1500mm的升降和360°的旋转；由于壁板夹具安装在操作板上，同时翻转气缸和偏转气缸可实现插排的左旋、右旋、上翻和下翻。