本发明属于船用柴油机的装配，尤其涉及船用柴油机机体的柔性自动化装夹方法及工装。
背景技术：
1、船用柴油机在装配过程中需要在机体上安装曲轴部件与气缸单元，由于柴油机机体质量尺寸较大，其安装过程中需进行不同角度翻转与多次调整位置和姿态，使得整个装配过程操作繁琐且危险系数高。目前，船用柴油机机体的吊装主要依靠人工操作，需要操作人员对准柴油机机体与安装平台上的螺栓孔，采用螺栓紧固方式，劳动强度大且自动化程度低。现有翻转平台多为专用装置，仅能支持一种机型的曲轴部件与气缸单元安装，柔性较低，不能满足多系列机体的装配模式。
2、中国专利申请号为202110388505.x的文献中公开了一种船用大功率柴油机用机身翻转装配装置及运行方法，通过人工对准机体与安装平台上的螺栓孔，用机脚螺栓将机体下端两侧的角钢固定于安装平台上，其柴油机机体翻转装置需要频繁拧紧与松脱机脚螺栓，装配效率低且劳动强度大。
3、中国专利申请号为201220731068.3的文献中公开了一种用于中速柴油机主机曲轴的翻转台，将机体与支架通过螺栓连接，然后再将其通过行车一起吊入翻转台，这种装置依靠人工锁紧，且圆形框架对机体外形尺寸限制较大，柔性小，不能满足不同系列的机体翻转。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决上述船用柴油机装配过程存在的问题，提出一种提高装配过程的自动化程度、适配不同系列的柴油机机体装配作业的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装及其装夹方法。
2、为了实现上述目的，本发明所述的一种船用柴油机机体柔性自动化装夹工装采用的技术方案是：其包括固定底座和移动支架，固定底座的左右两端各固定连接一个垂直于地面的移动支架，两个移动支架相对于固定底座左右对称，能在竖直方向上移动；每个移动支架上各连接一个翻转装置，两个翻转装置结构相同且左右对称布置，能跟随移动支架上下移动，每个翻转装置能绕左右方向的水平中心轴线旋转，每个翻转装置均包括第二电机、回转托板、伸缩杆、第一翻转托板和第二翻转托板，第二电机经转轴固定连接回转托板，回转托板的装配面上布置有用于装夹、曲轴安装、气缸单元安装的多个左右水平的伸缩杆，伸缩杆能穿过回转托板伸在移动支架的伸缩杆孔中；回转托板的下端通过前后水平布置的直线导轨副连接两个滑块，前后同侧的两个滑块之间各固定连接一个翻转托板；回转托板装配面的底部设置前后水平布置的第三电机与丝杠螺母副，丝杠螺母副中的丝杆与前后布置的两个丝杠螺母支撑座相配合，两个丝杠螺母支撑座各自分别固定连接一个所述的一个翻转托板；每个翻转托板上方布置有导向轴、方形导向块和楔形导向块，方形导向块和楔形导向块限位柴油机机体的前后方向，导向轴配合机脚螺栓孔，方形导向块与楔形导向块内部各设有一个能压紧在机脚平面上的夹紧装置。
3、为了实现上述目的，所述的一种船用柴油机机体柔性自动化装夹工装的装夹方法用的技术方案是包括以下步骤：
4、s1：确定船用柴油机机体的外形尺寸及气缸单元装配所需的翻转角度；
5、s2：移动支架上下移动，调节高度，第三电机启动，调节翻转托板的间距机体宽度一致时，第三电机关闭；
6、s3：旋转回转托板上的装夹伸缩杆，使装夹伸缩杆伸出锁死，船用柴油机机体被吊运至翻转托板正上方缓慢向下放置，由楔形导向块先定位，机脚螺栓孔与所述的导向轴对齐放入，方形导向块和第一翻转托板再次定位，船用柴油机机体放置在翻转托板上方，夹紧装置压紧机脚平面；
7、s4：旋转回转托板上的装夹伸缩杆，使装夹伸缩杆缩回解锁，第二电机启动，回转托板同步翻转180度后第二电机关闭，旋转曲轴安装伸缩杆，使曲轴安装伸缩杆伸出锁死当前翻转位置，吊装曲轴，之后再反向旋转曲轴安装伸缩杆解锁，再次开启第二电机，翻转装置2翻转到初始装夹位置，关闭第二电机；
8、s5：启动第二电机，使回转托板翻转至气缸单元的安装角度，关闭第二电机，旋转气缸单元安装伸缩杆，使气缸单元安装伸缩杆伸出锁死当前翻转位置，吊装气缸单元；然后反向旋转气缸单元安装伸缩杆解锁，再次开启第二电机，翻转装置翻转到另外一侧气缸单元的安装位置，再次进行气缸单元吊装，当气缸单元全部吊装后，开启第二电机，翻转装置翻转到初始装夹位置，关闭第二电机；
9、s6：旋转装夹伸缩杆，使装夹伸缩杆伸出锁死当前位置，松开夹紧装置，吊离船用柴油机机体。
10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
11、(1)本发明弥补了传统船用柴油机机体翻转装置的不足，采用固定底座、移动支架、翻转装置及夹紧装置，可以满足多种机型船用柴油机曲轴与气缸单元的装配，适用于多种机型，自动装夹与多角度翻转，大大提高了装配过程的自动化程度，减少人工参与，摆脱了传统人工进行机体装夹，大幅度减轻操作人员的劳动强度，实现机体吊装、导向、夹紧、翻转全流程自动化，提高了装配过程的柔性与自动化程度，机体装夹及翻转过程灵活有序，整体装配效率有效提高。
12、(2)本发明通过丝杆螺母副与直线导轨副相结合，实现翻转架在宽度与高度方向进行调节，从而满足不同机型的外形尺寸要求。夹紧装置采用快换压头，可以实现不同机脚的快速夹紧。
13、(3)翻转装置具有自锁功能。翻转到装配角度后，转动旋转轴，卡轴旋入移动支架上的对应孔，可以让回转托板锁死在移动支架上，使得机体更加稳固，提高了安全性。
14、(4)翻转托板上有楔形导向块与可拆卸式导向轴，使得机体在吊装时可以快速准确的到达指定位置，减少人工对准时间，提高机体吊装效率。
15、(5)夹紧装置使用液压千斤顶作为动力源，推动快换压头快速压紧机体，自动化程度大大提高，且夹紧装置可以实现自锁，避免了液压系统损坏导致压头松脱的情况，提高系统的安全性，保障操作人员人身安全。
16、(6)夹紧装置中双快换压头采用对称布置的方式，可绕轴自定义角度浮动，且头部采用万向设计，当机体机脚平面直线度较差时，压头可以自适应压紧，压紧力更加集中，使得夹紧装置可以快速达到夹紧状态，节约装夹时间。
17、(7)在机体装配过程中，移动支架可以通过丝杆螺母副与直线导轨副进行高度调节，消除操作人员与机体翻转架之间的相对高度，符合人机工程学，便于人工装配操作。
18、(8)通过导向部件使柴油机机体准确放置在翻转托板上，通过夹紧装置实现自动化夹紧，依靠电机驱动翻转，到达指定角度可实现锁定，进行装配，保证柴油机机体导向、定位、夹紧及翻转连续进行，提高曲轴与气缸单元安装效率，适合企业多系列机体装配作业。翻转托板上楔形导向块与夹紧装置实现一体化，夹紧装置整体嵌入在楔形导向块中，节约使用空间，翻转托板面板小，重量减轻，翻转时装置整体负担减小。
1.一种船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，包括固定底座(1)和移动支架(2)，固定底座(1)的左右两端各固定连接一个垂直于地面的移动支架(2)，其特征是：两个移动支架(2)相对于固定底座(1)左右对称，能在竖直方向上移动；每个移动支架(2)上各连接一个翻转装置(3)，两个翻转装置(3)结构相同且左右对称布置，能跟随移动支架(2)上下移动，每个翻转装置(3)能绕左右方向的水平中心轴线旋转，每个翻转装置(3)均包括第二电机(3-2)、回转托板(3-7)、伸缩杆(3-8)、第一翻转托板(3-14)和第二翻转托板(3-15)，第二电机(3-2)经转轴(3-5)固定连接回转托板(3-7)，回转托板(3-7)的装配面上布置有用于装夹、曲轴安装、气缸单元安装的多个左右水平的伸缩杆(3-8)，伸缩杆(3-8)能穿过回转托板(3-7)伸在移动支架2的伸缩杆孔中；回转托板(3-7)的下端通过前后水平布置的直线导轨副(3-11)连接两个滑块，前后同侧的两个滑块之间各固定连接一个翻转托板(3-14、3-15)；回转托板(3-7)装配面的底部设置前后水平布置的第三电机(3-16)与丝杠螺母副(3-9)，丝杠螺母副(3-9)中的丝杆与前后布置的两个丝杠螺母支撑座(3-10)相配合，两个丝杠螺母支撑座(3-10)各自分别固定连接一个所述的一个翻转托板(3-14、3-15)；每个翻转托板(3-14、3-15)上方布置有导向轴、方形导向块(3-14-1)和楔形导向块(3-14-3)，方形导向块(3-14-1)和楔形导向块(3-14-3)限位柴油机机体的前后方向，导向轴配合机脚螺栓孔，方形导向块(3-14-1)与楔形导向块(3-14-3)内部各设有一个能压紧在机脚平面上的夹紧装置(4)。
2.根据权利要求1所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：固定底座(1)底部为长方形，其左右两端对称各设有三根垂直的立柱，三根立柱围成三角结构，每个移动支架(2)中的支架是垂直长方体状，支架前后侧面通过直线导轨副(2-3)与两根立柱滑动连接，支架通过支承件(2-5)连接丝杠螺母副(2-1)上的螺母，丝杠螺母副(2-1)上的丝杠与第一电机(2-2)相连接。
3.根据权利要求1所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：所述的输出轴同轴心连接蜗轮蜗杆减速器(3-1)，蜗轮蜗杆减速器(3-1)通过左右水平的联轴器(3-3)同轴连接同轴转轴(3-5)。
4.根据权利要求1所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：翻转托板(3-14、3-15)上方两侧各固定连接有一个由销轴支撑座(3-12)与销轴(3-13)组成的宽度自锁装置，销轴支撑座(3-12)与回转托板(3-7)下端的滑块固定连接，销轴支撑座(3-12)固定连接在翻转托板(3-14、3-15)的上表面，两根左右水平布置的销轴(3-13)能在各自对应的销轴支撑座(3-12)的里滑动，销轴(3-13)圆周表面设有一颗销钉，回转托板(3-7)上设有与各销轴(3-13)直径相同的销轴孔，销轴(3-13)能插入该销轴孔中。
5.根据权利要求1所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：单个伸缩杆(3-8)的外部是圆筒形的外壳(3-8-1)，外壳(3-8-1)内部中间是台阶通孔，台阶通孔内设置卡轴(3-8-3)和弹簧(3-8-2)，卡轴(3-8-3)是台阶轴，卡轴(3-8-3)与旋转轴(3-8-6)同轴固定，弹簧(3-8-2)套在卡轴(3-8-3)小径外圆面上，槽套(3-8-4)套在卡轴(3-8-3)的大径外圆面上且固定在外壳(3-8-1)台阶通孔的大孔上，槽套(3-8-40侧壁上开有螺纹槽，旋转轴(3-8-6)的左端上开有销孔，销钉(3-8-5)穿过槽套(3-8-4)侧壁上的螺纹槽与销孔装配，正向转动旋转轴(3-8-6)，销钉(3-8-5)跟着在槽套(3-8-4)螺纹槽内移动压缩弹簧(3-8-2)，卡轴(3-8-3)伸出外壳(3-8-1)，反方向旋转卡轴(3-8-3)，销钉(3-8-5)跟着在槽套(3-8-4)回移，弹簧(3-8-2)复原，卡轴(3-8-3)缩回到外壳(3-8-1)内。
6.根据权利要求1所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：用于装夹的伸缩杆(3-8-d5)设于回转托板(3-7)的中部，用于曲轴安装的伸缩杆(3-8-d4)设于回转托板(3-7)顶部中间，用于气缸单元安装的伸缩杆(3-8-d2)对称设在回转托板(3-7)中部、中上部，或中下部。
7.根据权利要求1所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：夹紧装置(4)包括夹紧底座(4-4)、液压千斤顶(4-1)、夹紧杆组(4-6)和快换压头(4-5)，翻转托板(3-14、3-15)下方各固定连接液压千斤顶(4-1)，方形导向块(3-14-1)与楔形导向块(3-14-3)内部凹槽内通过夹紧底座(4-4)固定连接有夹紧杆组(4-6)，夹紧杆组(4-6)连接液压千斤顶(4-1)，夹紧杆组(4-6)滑动连接有快换压头(4-5)，液压千斤顶(4-1)供压，夹紧杆组(4-6)动作，快换压头(4-5)压紧机脚平面。
8.根据权利要求7所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：夹紧杆组(4-6)左右对称，压紧块(4-6-2)为t型结构，绕夹紧底座(4-4)旋转。
9.根据权利要求8所述的船用柴油机机体柔性自动化装夹工装，其特征是：压紧块(4-6-2)中部两边用孔轴配合对称设置两根第一连杆(4-6-4)，第一连杆(4-6-4)绕压紧块(4-6-2)旋转，第一连杆(4-6-4)通过孔轴配合对称设置两根第二连杆(4-6-5)，两根第二连杆(4-6-5)中部通过一根轴相连接，顶杆(4-6-6)上端轴孔穿过轴并位于轴中央，第二连杆(4-6-5)旋转连接于夹紧底座(4-4)上。
10.一种采用权利要求1所述的工装装夹船用柴油机机体的方法，其特征是包括以下步骤：