[发明专利]一种基于可动卡板的壁板柔性预装配工装及装配方法

说明书

本发明公开了一种基于可动卡板的壁板柔性预装配工装及装配方法，包含静态框架、长桁定位卡板、角片定位卡板和控制系统，多组长桁定位卡板并列安装在静态框架的上梁、下梁正面滑轨上，可沿X向进行工位切换；角片定位卡板安装在静态框架上梁下表面、下梁上表面边滑轨上，可沿X向进行工位切换，利用Y轴电动推杆、Y轴滑轨可沿Y轴进行工位切换；控制系统硬件安装在静态框架腔体内部，控制系统软件包括用于实现运动控制的下位机软件和进行人机交互的上位机软件和数据库；单台装配工装可对应多个产品装配的柔性应用。装配时，装配工装系统依据所选择的不同的产品装配对象，可自主完成工装工能模块的工位切换及工工作状态切换。

技术领域

本申请涉及飞机装配集约化生产线中的柔性工装技术领域，具体是一种基于可动卡板的壁板柔性预装配工装及装配方法。

背景技术

飞机装配是飞机制造环节中的重要环节，大飞机机身壁板装配工作是飞机结构装配的重要组成部分，占飞机部件装配工作量的15％以上。传统工艺方法，壁板装配需要在专用的装配型架上完成产品定位、夹持、制孔、连接等工作，其特有属性是需要工人上万次的重复几个简单工序。

随着科技进步，航空制造及其相关的专业技术能力不断提升，大飞机机身壁板产品装配已经进入到自动化设备替代人工的阶段，其中壁板产品的制孔、铆接工作由自动钻铆机完成，壁板产品在装配型架上仅需要完成预组合工作，壁板产品在装配型架上工作周期缩短75％以上，在此情况下，壁板产品一对一专用的传统装配型架生产高效的优势消失，而且表现出占用生产资源较多的劣势，如厂房面积等，现迫切需要开发一种壁板柔性预装配工装，同时满足多个壁板产品预组合装配的需求，提高大飞机机身壁板装配工装的标准化程度、自动化程度，进而实现未来飞机装配生产线的集约化、智能化。

发明内容

本申请目的是提供一种基于可动卡板的壁板柔性预装配工装及装配方法，该壁板柔性预装配工装及装配方法适用于满足多个壁板产品预组合装配的需求。

一种基于可动卡板的壁板柔性预装配工装，包含静态框架、长桁定位卡板、角片定位卡板和控制系统；所述的静态框架由上梁、下梁、左立柱、右立柱拼装组成，在上梁、下梁正面设置有X向的用于长桁定位卡板运动的滑轨和齿条，在上梁下表面、下梁上表面设置有X向的用于角片定位卡板运动的滑轨和齿条；所述的长桁定位卡板安装在静态框架上梁、下梁正面的X向滑轨上，多组长桁定位卡板并列设置；所述的角片定位卡板安装在静态框架上梁下表面、下梁上表面的X向滑轨上。静态框架的上梁、下梁、左立柱、右立柱为钢板焊接的腔体结构,上梁、下梁、左立柱、右立柱通过螺栓连接。

长桁定位卡板包含蒙皮内形卡板、长桁定位夹持模块、蒙皮边缘定位器、蒙皮压紧带、角座、转接板、电机和齿轮，多个长桁定位夹持模块安装在蒙皮内形卡板两侧，蒙皮边缘定位器安装在蒙皮内形卡板下方和侧面，蒙皮内形卡板通过角座与上、下两处转接板连接，两组电机上装有齿轮，分别安装在上、下两处转接板上，与静态框架上梁、下梁正面滑轨、齿条配合工作，实现长桁定位卡板沿X向运动进行工位切换。角片定位卡板包含卡板、角片夹持模块、角座、Y轴转接板、Y轴电动推杆、Y轴滑轨、X向转接板、电机和齿轮，多个角片夹持模块安装在角片卡板上，角片卡板通过角座与上、下两处Y轴转接板连接，上、下两处Y轴转接板通过Y轴滑轨与X向转接板连接，Y轴电动推杆安装在X向转接板与Y轴转接板之间，电动推杆固定端与X向转接板连接，移动端与Y轴转接板连接，实现角片定位卡板沿Y轴运动进行工位切换，两组电机上装有齿轮，分别安装在上、下两处X向转接板上，与静态框架上梁下表面、下梁上表面滑轨、齿条配合工作，实现角片定位卡板沿X向运动进行工位切换。

控制系统硬件安装在静态框架腔体内部，控制系统软件包括用于实现运动控制的下位机软件、进行人机交互的上位机软件及数据库，实现对工装装配流程、长桁定位卡板和角片定位卡板工位切换的控制，以及工装状态实时监测。数据库记录着用于对应产品装配的角片定位卡板、多组长桁定位卡板的工位信息，以及各长桁定位夹持模块、蒙皮边缘定位器、角片夹持模块的工作状态。

一种基于可动卡板的壁板柔性装配方法，包含以下步骤：