氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及柔性裝配技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于大型艙段式產(chǎn)品，大量采用的裝配方法主要是人工裝配，自動化和柔性化水平較低，裝配技術(shù)仍然依靠工藝人員的工程經(jīng)驗和繁重的機械設(shè)備，整個操作過程過于受限于工作人員的個體技能水平。如果產(chǎn)品的裝配精度要求較高，傳統(tǒng)裝配方法難以勝任。未解決這一問題，國外一些先進產(chǎn)品在裝配中所使用的方法是高精度六自由度裝配對接系統(tǒng)，但是這種方法對機械加工的精度要求較高，但是柔性差，所以成本高且難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)大型艙段式產(chǎn)品裝配精度低、效率差及柔性差的問題，本發(fā)明提供了一種氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)。
[0004]氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)，它包括主動裝配對接車、被動裝配對接車和軌道；
[0005]所述的主動裝配對接車和被動裝配對接車沿同一條軌道滑動，
[0006]被動裝配對接車用于托舉被動對接艙段，
[0007]主動裝配對接車用于托舉主動對接艙段，并控制主動對接艙段沿軌道延展方向的對接移動、垂直于軌道延展方向移動、豎直方向上的垂直移動、偏航轉(zhuǎn)動、俯仰轉(zhuǎn)動和滾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)與被動裝配對接車上所托舉被動對接艙段的對接；
[0008]主動裝配對接車托舉主動對接艙段的方式為氣浮式。
[0009]所述的主動裝配對接車包括氣浮平臺軌道車、后氣浮托架、后升降托架、后產(chǎn)品托環(huán)、對接導(dǎo)向軌、前氣浮托架、前升降托架和前產(chǎn)品托環(huán)；
[0010]氣浮平臺軌道車沿軌道滑動，
[0011]氣浮平臺軌道車的上表面為氣浮平面，
[0012]后氣浮托架和前氣浮托架均通過氣足與氣浮平面摩擦連接，
[0013]對接導(dǎo)向軌固定在氣浮平臺軌道車上，對接導(dǎo)向軌與軌道相對平行設(shè)置，前氣浮托架底部設(shè)有兩個橫向調(diào)整機構(gòu)，兩個橫向調(diào)整機構(gòu)分別設(shè)置在前氣浮托架的前側(cè)、后側(cè)，用于控制前氣浮托架在對接導(dǎo)向軌的兩側(cè)左、右擺動，
[0014]前氣浮托架通過升降機構(gòu)支撐前升降托架，前升降托架通過托輥與前產(chǎn)品托環(huán)滾動連接，前產(chǎn)品托環(huán)用于固定主動對接艙段的下底面前側(cè)；
[0015]后氣浮托架通過升降機構(gòu)支撐后升降托架，后升降托架通過托輥與后產(chǎn)品托環(huán)滾動連接，后產(chǎn)品托環(huán)用于固定主動對接艙段的下底面后側(cè)。
[0016]所述的被動裝配對接車包括對接軌道車、支撐機構(gòu)和限位機構(gòu)；
[0017]對接軌道車的上表面設(shè)置有滑道，滑道方向與軌道平行，滑道上設(shè)置有若干個限位機構(gòu)，支撐機構(gòu)通過滑道與對接軌道車的上表面滑動連接，限位機構(gòu)用于限定支撐機構(gòu)的前后滑動的極限位置。
[0018]所述的氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)，它還包括對接驅(qū)動機構(gòu)，所述的對接驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在前氣浮托架的上表面，對接驅(qū)動機構(gòu)包括對接驅(qū)動電機、橫向移動板、兩條橫向?qū)蜍墶⒅雇?回轉(zhuǎn)軸承和轉(zhuǎn)輪；
[0019]兩條橫向?qū)蜍壒潭ㄔ谇皻飧⊥屑苌媳砻鏅M向?qū)蜍壍难诱狗较蚺c軌道的延展方向垂直，兩條橫向?qū)蜍壣戏焦餐O(shè)置一個橫向移動板，且橫向移動板沿兩條橫向?qū)蜍壔瑒樱瑱M向移動板與止推-回轉(zhuǎn)軸承的一端轉(zhuǎn)動連接，止推-回轉(zhuǎn)軸承的另一端與對接驅(qū)動電機垂直固定連接，
[0020]對接驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動輸出軸通過皮帶帶動轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪與對接導(dǎo)向軌滑動連接。
[0021 ]所述的橫向調(diào)整機構(gòu)包括橫向驅(qū)動電機、兩個彈簧滾輪、橫向絲母和橫向滾珠絲桿；
[0022]橫向滾珠絲桿通過固定支架與前氣浮托架固定連接，
[0023]橫向驅(qū)動電機的輸出軸與橫向滾珠絲桿的一端轉(zhuǎn)動連接，橫向滾珠絲桿上的螺紋與橫向絲母上的螺紋嚙合，
[0024]橫向絲母的左、右兩側(cè)均通過彈性機構(gòu)固定彈簧滾輪，兩個彈簧滾輪分別位于對接導(dǎo)向軌的兩側(cè)，且與對接導(dǎo)向軌滑動連接。
[0025]基于一套氣浮式柔性裝配對接機構(gòu)完成兩個及以上非標(biāo)準產(chǎn)品組件裝配的技術(shù)，進而提高產(chǎn)品的裝配效率及裝配質(zhì)量。
[0026]在本發(fā)明所述的氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)中，所述主動裝配對接車和所述被動裝配對接車停放在所述軌道上，分別用來支撐所述主動對接艙段和所述被動對接艙段，推動兩套軌道車沿所述軌道靠近可以實現(xiàn)兩艙段的粗對接。完成粗對接后，所述被動對接艙段及所述被動裝配對接車固定不再移動，所述主動對接艙段依靠所述主動裝配對接車具備的六自由度調(diào)整能力實現(xiàn)與所述被動對接艙段的精確對接。所述主動裝配對接車的六自由度的位置、姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)相互解耦，確保各方向的調(diào)整精度相互不受干擾。
[0027]所述主動裝配對接車最下方為所述氣浮平臺軌道車，其上表面為氣浮表面，用來支撐所述前、后氣浮托架，而兩套氣浮托架托舉所述主動對接艙段，這樣就實現(xiàn)了所述主動對接艙段的對接移動、橫向移動、偏航轉(zhuǎn)動三個自由度的零摩擦運動狀態(tài)，這樣最大程度地減小了這三個自由度所需的調(diào)整力。
[0028]對接移動的驅(qū)動基于所述對接驅(qū)動機構(gòu)，采用齒輪齒條傳動模式，保證對接運動的平穩(wěn)和精確。
[0029]橫向移動、偏航轉(zhuǎn)動基于兩套所述橫向調(diào)整機構(gòu)，基于滾珠絲桿傳動模式，機構(gòu)與所述導(dǎo)向軌之間接觸基于所述彈簧滾輪，確保橫向調(diào)整的柔順性，避免因調(diào)整誤差損壞產(chǎn)品O
[0030]垂直移動、俯仰轉(zhuǎn)動調(diào)整基于兩套所述氣浮托架上方的所述升降機驅(qū)動所述前、后升降托架完成，兩套托架同向運動可實現(xiàn)垂直移動，反向運動可實現(xiàn)俯仰轉(zhuǎn)動。所述前、后升降平臺上方的所述前、后托環(huán)滾架與平臺之間有托輥，為艙段的俯仰提供了自由度。
[0031]所述前、后升降托架以托輥方式支撐所述前、后產(chǎn)品托環(huán)使其可以自由滾轉(zhuǎn)，滾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動調(diào)整基于所述滾轉(zhuǎn)滾珠絲桿驅(qū)動前產(chǎn)品托環(huán)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。
[0032]本發(fā)明帶來的有益效果在于，本發(fā)明所提供了一種基于氣體潤滑技術(shù)氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)，針對工業(yè)生產(chǎn)中的大型非標(biāo)準產(chǎn)品組件裝配，相對于現(xiàn)有方法提高了裝配精度和裝配柔性的同時加快了裝配速度。氣浮式柔性裝配對接機構(gòu)的六自由度位置、姿態(tài)調(diào)整采用解耦方式，考慮到艙段產(chǎn)品作為細長結(jié)構(gòu)在各個方向的調(diào)整精度要求不同，解耦方式避免了各個自由度的誤差耦合造成的對整體調(diào)整精度的影響。主動艙段的支撐結(jié)合了氣浮支撐技術(shù)，實現(xiàn)了其在平面上的三個自由度運動的微摩擦狀態(tài)，最大限度的減小了這三個自由度調(diào)整所需的驅(qū)動力，從而提高相應(yīng)的控制精度。在橫向運動及偏航轉(zhuǎn)動的調(diào)整中加入彈簧滾輪，確保了調(diào)整過程的柔順性，避免因調(diào)整誤差損壞產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明所述的氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)的整體的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，附圖標(biāo)記4表示被動對接艙段，附圖標(biāo)記5表示主動對接艙段；
[0034]圖2為【具體實施方式】二中主動裝配對接車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為【具體實施方式】四中對接驅(qū)動電機、橫向移動板、兩條橫向?qū)蜍?、止?回轉(zhuǎn)軸承和轉(zhuǎn)輪的相對位置關(guān)系圖；
[0036]圖4為【具體實施方式】五中橫向調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5為前氣浮托架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6為后氣浮托架的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0039]【具體實施方式】一:參見圖1說明本實施方式，本實施方式所述的氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)，它包括主動裝配對接車1、被動裝配對接車2和軌道3;
[0040]所述的主動裝配對接車I和被動裝配對接車2沿同一條軌道3滑動，
[0041 ]被動裝配對接車2用于托舉被動對接艙段4，
[0042]主動裝配對接車I用于托舉主動對接艙段5，并控制主動對接艙段5沿軌道3延展方向的對接移動、垂直于軌道3延展方向移動、豎直方向上的垂直移動、偏航轉(zhuǎn)動、俯仰轉(zhuǎn)動和滾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)與被動裝配對接車2上所托舉被動對接艙段4的對接；
[0043]主動裝配對接車I托舉主動對接艙段5的方式為氣浮式。
[0044]本實施方式，產(chǎn)品艙段的粗對接的過程中:將主動裝配對接車I支撐主動對接艙段5，被動裝配對接車2支撐被動對接艙段4，且主動裝配對接車I和被動裝配對接車2停放在軌道3上，固定被動裝配對接車2，將主動裝配對接車I移動至靠近被動裝配對接車2，主動裝配對接車I通過調(diào)整主動對接艙段5的位姿完成主、被動對接艙段的對接。
[0045]產(chǎn)品艙段的精對接:包括對接移動、橫向移動、垂直移動、偏航轉(zhuǎn)動、俯仰轉(zhuǎn)動、滾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動六個自由度的位置、姿態(tài)調(diào)整。
[0046]主動裝配對接車I托舉主動對接艙段5的方式為氣浮式，氣浮式的托舉方式摩擦力小，實現(xiàn)主動對接艙段5的微摩擦運動，減弱了主、被動對接艙段的剛性對接，使主動對接艙段5的一端與被動對接艙段4的一端對接的過程中，減少剛性的碰撞，增強了對接的柔性，提高了裝配的精度和裝配效率。
[0047]氣浮式支撐技術(shù)主要用來實現(xiàn)產(chǎn)品的主動裝配部分的水平面無摩擦移動。這樣，產(chǎn)品在對接過程就具備了自找正能力，保證裝配過程中水平面上的柔順性，從而實現(xiàn)了裝配系統(tǒng)的柔性適應(yīng)能力。另外，氣浮支撐使得機構(gòu)調(diào)整所需要的驅(qū)動力大大減小，進而可以提尚控制精度，這也是提尚裝配質(zhì)量的保證。
[0048]【具體實施方式】二:參見圖2、圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一所述的氣浮式柔性裝配對接系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述的主動裝配對接車I包括氣浮平臺軌道車1-1、后氣浮托架1-2、后升降托架1-3、后產(chǎn)品托環(huán)1-4、對接導(dǎo)向軌1-5、前氣浮托架1-6、前升降托架1-7和前產(chǎn)品托環(huán)1-8;
[0049]氣浮平臺軌道車1-1沿軌道3滑動，
[0050]氣浮平臺軌道車1-1的上表面為氣浮平面，
[0051]后氣浮托架1-2和前氣浮托架1-6均通過氣足6與氣浮平面摩擦連接，
[0052]對接導(dǎo)向軌1-5固定在氣浮平臺軌道車1-1上，對接導(dǎo)向軌1-5與軌道3相對平行設(shè)置，前氣浮托架1-6底部設(shè)有兩個橫向調(diào)整機構(gòu)7，兩個橫向調(diào)整機構(gòu)7分別設(shè)置在前氣浮托架1-6的前側(cè)、后側(cè)，用于控制前氣浮托架1-6在對接導(dǎo)向軌1-5的兩側(cè)左、右擺動，
[0053]前氣浮托架1-6通過升降機構(gòu)8支撐前升降托架1-7，前升降托架1-7通過托輥與前產(chǎn)品托環(huán)1-8滾動連接，前產(chǎn)品托環(huán)1-8用于固定主動對接艙段5的下底面前側(cè)；
[0054]后氣浮托架1-2通過升降機構(gòu)8支撐后升降托架1-3，后升降托架1-3通過托輥與后產(chǎn)品托環(huán)1-4滾動連接，后產(chǎn)品托環(huán)1-4用于固定主動對接艙段5的下底面后側(cè)。
[0055]本實施方式，在使用的過程中，可推動前產(chǎn)品托環(huán)1-8，使前產(chǎn)品托環(huán)1-8通過托輥相對于前升降托架1-7轉(zhuǎn)動，從而帶動整個主動對接艙段5的轉(zhuǎn)動。
[0056]通過兩個橫向調(diào)整機構(gòu)7控制前氣浮托架1-6在對接導(dǎo)向軌1-5的兩側(cè)左、右擺動，且后氣浮托架1-2和前氣浮托架1-6均通過氣足6與氣浮平面摩擦連接，摩擦阻力小，能實現(xiàn)后氣浮托架1-2和前氣浮托架1-6的微運動，從而帶動主動對接艙段5的微運動，提高