[发明专利]智能装配碰撞检测装置

说明书

本发明提供了一种智能装配碰撞检测装置，用于低压涡轮单元体和风扇核心机单元体的装配，其包括固定支架、六维力传感器、力传导杆和刚性连接机构，所述智能装配碰撞检测装置通过所述固定支架固定至低压涡轮单元体上；所述六维力传感器安装在所述固定支架上，所述力传导杆一端与所述六维力传感器连接，所述力传导杆的另一端通过所述刚性连接机构与所述低压涡轮单元体的低压涡轮轴连接，并由所述力传导杆将所述低压涡轮轴受到的力传递给所述六维力传感器。本发明所属的低压涡轮单元体智能装配平台能够快速、高质量地完成低压涡轮单元体装配，从而提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及航空发动机制造领域，特别涉及一种智能装配碰撞检测装置，适用于用于低压涡轮单元体和风扇核心机单元体的装配。

背景技术

民用航空涡扇发动机装配的特点为零件及连接件数量多，产品结构形状复杂，装配质量要求高，而当前国内航空发动机装配工艺水平还很落后，人工劳动量大，生产周期较长，很多时候还要依靠操作人员的经验。

目前，低压涡轮单元体安装技术的国内现状是：沿袭传统装配方式和管理模式，依然使用二维工艺设计，采用人和吊车组合，配合使用专用工装的装配方案，生产管理过多依靠人员的经验，发生错装、漏装以及零件损伤等质量问题的概率高，装配一致性、稳定性差，装配效率低下。

低压涡轮单元体装配时，需要将长度约2m，直径约10cm的低压涡轮轴插入不可见的转子内腔；低压涡轮轴前端有花键，此花键需要实现与转子内腔前端的花键配合，所以花键配合必须以一定角度插入，以防止零件的损坏。

传统的装配工艺采用吊装的方式为：首先在低压轴前端装上引导轴，由多人配合缓慢推动低压涡轮单元体往风扇单元体转子内腔装配。在整个装配中由于低涡轴与转子内腔不可见，所以需要严格控制两单元体间的磕碰力，防止发生零件损坏。目前，磕碰力的控制一方面通过人为感知，另一方面通过吊车上力秤或压力传感器的示数来推算大致的磕碰力和调整方向。这种装配过程中人为感知的方法一致性较差，通过吊车上的力秤示数推断调整方向也非常依赖经验，效率和精度都相对较低。

如上所述，低涡单元体与风扇核心机单元体的对接过程需要解决以下技术问题：

一、低涡长轴在插入转子内腔过程中空间狭小，实际装配情况不可见。

二、装配精度要求高，一旦低涡长轴与转子内腔不同轴或花键配合角度不对，很容易发生磕碰，造成零件损坏。

三、传统低压涡轮轴在装配过程中磕碰力主要靠人为感知和压力传感器(或吊秤)的推算，磕碰力计算不准确且无法检测力的方向，无法反馈有效的控制信息。

四、整个装配过程完全靠人工和吊车，效率较低，装配一致性差。

因此，要实现低压涡轮轴到风扇核心机内腔的高效高精度装配过程，装配过程中磕碰力的智能检测和装配过程的自动化控制成为解决主要技术问题的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中低压涡轮单元体智能装配效率低且精度要求高等缺陷，提供一种智能装配碰撞检测装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种智能装配碰撞检测装置，用于低压涡轮单元体和风扇核心机单元体的装配，其特点在于，所述智能装配碰撞检测装置包括固定支架、六维力传感器、力传导杆和刚性连接机构，其中，

所述智能装配碰撞检测装置通过所述固定支架固定至低压涡轮单元体上；

所述六维力传感器安装在所述固定支架上，所述力传导杆一端与所述六维力传感器连接，所述力传导杆的另一端通过所述刚性连接机构与所述低压涡轮单元体的低压涡轮轴连接，并由所述力传导杆将所述低压涡轮轴受到的力传递给所述六维力传感器。