一种自锁式柔性点阵吸盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种吸盘结构，尤其涉及一种自锁式柔性点阵吸盘，属于不规则薄板类工件的柔性装配领域。
【背景技术】
[0002]在飞机的制造过程中会设计许多薄板类零件的加工，如蒙皮、壁板组件，这些工件种类繁多且形状复杂。传统的工艺装备大量采用刚性结构，设计制造周期长、研制成本高、开敞性差、应用单一，难以满足飞机多品种、小批量生产下的研制需求，同时夹具种类繁多和适应性差将导致薄板类零件工成本高；飞机工艺装备作为保证飞机制造和装配准确度要求的专用设备，在飞机生产中有着举足轻重的地位，通过柔性工装可以缩短飞机装配的制造时间，以提高质量并减少工装数目，实现“一型多用”的制造模式。
[0003]专利申请号为201320414006.4，名称为《一种多点阵自适应真空吸盘式柔性装配工装设备》的中国专利，发明的传动单元的吸盘与支柱连接，通过伺服电机和滚珠丝杆实现支柱的移动，进而改变吸盘的位置，对于每个传动单元都配置一个伺服电机，通过数字控制系统实现对每个吸盘位置的控制，当多点阵吸盘的数量比较多时，工装上的伺服电机会比较多，不利于降低工装设备的成本。
[0004]因而需要一种结构简单、方案可行的柔性点阵吸盘，根据薄壁工件的形状自动调节吸附点的位置，使其对于不同形状的薄壁工件具有良好的适应性，降低工装的制造成本，并且增加点阵数量有利于增加工装的定位精度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了可用于不规则薄板类工件的夹持而提供一种简单、适用范围广、成本低的自锁式柔性点阵吸盘，工作时可根据工件的实际情况预先自动调节可伸缩式吸盘组件的移动套杯的伸缩量和摇摆吸盘的工作角度来调节吸附点的位置，然后开启气囊锁紧装置锁定可伸缩式吸盘组件，并开启吸气装置以实现对工件的夹持。
[0006]本发明的目的是这样实现的:包括气囊支架、气囊锁紧装置、吸气装置和可伸缩式吸盘组件，所述气囊锁紧装置包括安装在气囊支架上的中空的刚性壳体，所述刚性壳体上设置有点阵式通孔结构，每个通孔中设置有橡胶锁紧环，每个橡胶锁紧环的表面设置有环形凹槽，所述刚性壳体的侧面设置有进气管安装孔和出气管安装孔，进气管和出气管分别通过密封接头安装在进气管安装孔和出气管安装孔中，所述气囊支架上方设置有盖板；所述吸气装置包括气室、安装在气室上方是气室盖和设置在气室盖上方的排气管，所述气室通过套筒安装在盖板上；所述可伸缩式吸盘组件包括摇摆吸盘、吸盘座、移动套杯、空心滑杆，摇摆吸盘的吸盘与吸盘杆球铰接连接，吸盘杆的上端与吸盘座的下端固连，吸盘座的上端固连有移动套杯，且所述空心滑杆穿过橡胶锁紧环，移动套杯的端部设置有螺母II，所述空心滑杆的上端通过螺母I和管接头与气室的底板固定连接，空心滑杆的下端伸入至移动套杯内且移动套杯沿着空心滑杆直线运动，且空心滑杆的下端与移动套杯接触处设置有0型密封圈，螺母I和螺母II之间设置有弹簧，所述可伸缩式吸盘组件的数量与点阵式通孔结构的通孔的数量相等。
[0007]本发明还包括这样一些结构特征:
[0008]1.所述点阵式通孔结构是5X5点阵式通孔结构，对应的气囊锁紧装置有25个。
[0009]2.所述吸盘杆与吸盘座的连接处、移动套杯与吸盘座的连接处、空心滑杆与管接头的连接处均设置有密封环，管接头与气室底板的连接处设置有密封圈。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明结构简单、操作方便且成本低。采用点阵式真空吸盘式结构，该点阵吸盘具有很高的柔性，对于不同形状的薄壁工件，由于可伸缩式吸盘组件具有弹簧和移动套杯以及摇摆吸盘结构，可以根据工件的外形特点自动调节吸附点的位置，由于点阵的数量较多，对工件外形的适应性较好，气囊锁紧装置会锁定可伸缩式吸盘组件使其保持稳定的工作状态，吸气装置工作以实现对工件的夹持。当工件的类型改变时，气囊锁紧装置解除锁定，可伸缩式吸盘组件在弹簧的作用下恢复到初始状态，再根据工件的外形特点调整吸附点位置，可以实现一个工装对不同工件的夹持。本发明的气囊锁紧装置采用金属和橡胶复合式结构。主体采用金属刚性壳体，在刚性壳体上加工有多个点阵式孔结构，橡胶锁紧环安装在刚性壳体的孔结构上，工作时，气囊锁紧装置内充满高压气体，刚性壳体的形状不发生改变而橡胶锁紧环在压力的作用下户夹紧移动套杯，使移动套杯的位置固定，这样的结构可以最大化的利用气囊锁紧装置的有效变形。橡胶锁紧环的四周设有多个环形凹槽结构，橡胶锁紧环工作时会按照特定的规律变形。移动套杯通过空心滑杆和气囊支架中的导向孔定位，防止橡胶锁紧环对其轴线位置的影响。本发明采用真空加紧方式，采用气栗最为动力源。气动夹紧方式反应速度快，运行平稳可靠。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的整体结构示意图；
[0012]图2是本发明的可伸缩式吸盘组件结构示意图；
[0013]图3是本发明的气囊锁紧装置局部结构示意图；
[0014]图4是本发明的气囊锁紧装置的局部剖视图(图3的A-A方向剖视);
[0015]图5是本发明的工作原理图。
[0016]图中:1.摇摆吸盘，2.吸盘座，3.空心滑杆，4，移动套杯，5.出气管，6.进气管，7.套筒，8.弹簧，9.螺栓I，10.密封垫片II，11.螺栓II，12.螺栓III，13.管接头，14.排气管，15.密封垫片I，16.螺母I，17.气室盖，18.橡胶密封圈，19.气室，20.螺母II，21.刚性壳体，22.盖板，23.气囊支架，24.橡胶锁紧环，25.密封环I，26.密封环II，27.垫片I，28.0型密封圈，29.垫片II，30.密封环III，31.进气管安装孔，32.出气管安装口，33.工件，34.气压。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0018]结合图1至图5，本发明主要由可伸缩式吸盘组件、气囊锁紧装置、气囊支架23和吸气装置四部分构成；包括摇摆吸盘1、吸盘座2、空心滑杆3、移动套杯4、出气管5、进气管6、套筒7、弹簧8、螺栓I 9、密封垫片II 10、螺栓II 11、螺栓III 12、管接头13、排气管14、密封垫片I 15、螺母I 16、气室盖17、还包括橡胶密封圈18、气室19、螺母II 20、刚性壳体21、盖板22、气囊支架23、橡胶锁紧环24、密封环I 25、密封环II 26、垫片I 27、0型密封圈28、垫片II 29、密封环III 30 ;可伸缩式吸盘组件安装在气囊锁紧装置和吸气装置上面，气囊锁紧装置安装在气囊支架23上面，气囊支架23与吸气装置通过螺栓I 9和套筒7连接。
[0019]如图2所示:所述的可伸缩式吸盘组件包括摇摆吸盘1、密封环I 25、吸盘座2、密封环II 26、移动套杯4、空心滑杆3、0型密封圈28、螺母II 20、弹簧8、垫片I 27、螺母I16、垫片II 29、橡胶密封圈18、密封环III 30和管接头13 ;摇摆吸盘1设有球副，摇摆吸盘可以自由摆动，摇摆吸盘1与吸盘座2通过螺纹连接，并安装密封环I 25 ;移动套杯4的两端有螺纹，吸盘座2和密封环II 26安装在移动套杯4的左端(图2中的左端是指正常安装时的下端)，螺母II 20安装在移动套杯4的右端，移动套杯4安装在空心滑杆3上并可以自由移动，移动套杯4通过空心滑杆3和气囊支架23中的导向孔定位，0型密封圈28安装在空心滑杆3上，弹簧8安装在空心滑杆3上，弹簧8的右端安装有垫片；空心滑杆3的右端有螺纹，通过螺母I 16、垫片II 29、橡胶密封圈18、密封环III 30和管接头13将空心滑杆3安装在气室19上，
[0020]如图1、图3和图4所示:所述的气囊锁紧装置包括刚性壳体21、橡胶锁紧环24、出气管5和进气管6 ;刚性壳体21为金属空心壳体，包含有5X5点阵式通孔结构、进气管安装孔31和出气管安装孔32，出气管5和进气管6通过接头分