六自由度翻转设备及其装配方法与流程

本发明属于特种装配设备，涉及六自由度翻转设备，本发明还涉及六自由度翻转装配方法。

背景技术：

1、在大型设备或机构装配过程中（如航空、航天装配等），经常采用具有六自由度的翻转设备，由于零配件的体积过大，重量超重，零配件自身装配精度要求高，装配位置结构复杂等因素，装配过程中，常规翻转设备及常规装配工艺都是采用人工借助辅助工具（比如吊车，叉车等）进行装配，主要依靠操作人员的装配经验来完成，虽然最终可以完成设备的装配，但效率很低，耗时较长，对工人的劳动强度，装配经验有较高要求，其中的操作技能对于装配精度和质量影响较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供六自由度翻转设备，解决了现有技术采用常规翻转设备及常规装配工艺，操作技能对于装配精度和质量影响较大的问题。

2、本发明的另一目的是提供六自由度翻转装配方法，解决了现有技术中依靠操作人员的装配经验来完成，效率低的问题。

3、本发明所采用的技术方案是，六自由度翻转设备，包括旋转工作台、地轨x轴机构、地轨y轴机构、翻转轴机构、调姿轴机构、z轴升降机构，其中，地轨x轴机构设置在地面上，地轨x轴机构上安装有地轨y轴机构，地轨y轴机构上安装有旋转工作台，旋转工作台、地轨x轴机构、地轨y轴机构一起构成具有三个自由度的组合体一；z轴升降机构设置在地轨x轴机构的末段，z轴升降机构上安装翻转轴机构，翻转轴机构上安装调姿轴机构，翻转轴机构、调姿轴机构和z轴升降机构一起构成具有三个自由度的组合体二。

4、本发明所采用的另一技术方案是，六自由度翻转装配方法，利用上述的六自由度翻转设备，按照以下步骤实施：

5、将待装配主体工件放置在旋转工作台的转盘上，将大型零件与调姿轴机构的蜗轮蜗杆减速机的法兰盘连接，固定牢靠后，按照多种方式，实现姿态控制及装配。

6、本发明的有益效果是，六个自由度可以实现独立控制连锁控制，以适应不同状态下设备装配的需求，在装配大型复杂机构或设备产品中极大的提高了装配效率，装配精度高于人工借助辅助工具装配，结构为模块化设计，结构简单，容易操作，各个分体机构运行范围具有拓展性，可以兼容不同规格机构或设备装配；解决了现有技术中存在的人工装配效率很低，耗时较长，对工人的劳动强度等问题，不能高效快速的完成航天发动机等产品的装配。

1.六自由度翻转设备，其特征在于，按照以下步骤实施：包括旋转工作台（1）、地轨x轴机构（2）、地轨y轴机构（3）、翻转轴机构（4）、调姿轴机构（5）、z轴升降机构（6），

2.根据权利要求1所述的六自由度翻转设备，其特征在于，所述的地轨x轴机构（2）的结构是，包括x轴机架（23），x轴机架（23）上安装有x轴平行滑轨，x轴平行滑轨中套装有x向滑动块，x向滑动块上表面安装有y轴机架（16），y轴机架（16）上安装有电机安装座（21），电机安装座（21）上安装伺服电机三（22），伺服电机三（22）的输出端通过传动轴（20）连接有换向减速机（17），换向减速机（17）末端安装有齿轮三（18）；x轴平行滑轨的侧面安装有齿条三（19），齿轮三（18）与齿条三（19）啮合连接。

3.根据权利要求1所述的六自由度翻转设备，其特征在于，所述的地轨y轴机构（3）的结构是，包括y轴机架（16）， y轴机架（16）上安装有伺服电机二（11）和y轴平行滑轨，y轴平行滑轨上套装有y向直线滑块（15），y向直线滑块（15）上表面固定有回转支撑一（9），y向直线滑块（15）侧面固定有齿条二（13），齿条二（13）与伺服电机二（11）的输出端的齿轮二（12）啮合连接。

4.根据权利要求1所述的六自由度翻转设备，其特征在于，所述的旋转工作台（1）的结构是，包括回转支撑一（9），回转支撑一（9）设置在地轨y轴机构（3）的y轴机架（16）上，在回转支撑一（9）上设置有转盘（10）和伺服电机一（7），转盘（10）的外沿设置有一圈齿轮一（8），齿轮一（8）与伺服电机一（7）的输出轴上的传动齿轮采用啮合方式连接。

5.根据权利要求1所述的六自由度翻转设备，其特征在于，所述的z轴升降机构（6）的结构是，包括对称设置的两个桁架机架（35），每侧的一个桁架机架（35）内侧竖直安装有直线导轨（33），直线导轨（33）中套装有z向直线滑块（34），直线导轨（33）与z向直线滑块（34）配合，可以相对滑动；z向直线滑块（34）上固定安装有升降滑板（32），升降滑板（32）连接有导向套（31），导向套（31）与滚珠丝杠（30）螺纹连接，滚珠丝杠（30）与伺服电机六（29）驱动连接，伺服电机六（29）安装在本侧的桁架机架（35）中。

6.根据权利要求1所述的六自由度翻转设备，其特征在于，所述的翻转轴机构（4）的结构是，包括旋转横梁（26），旋转横梁（26）两端安装在一对升降滑板（32）的回转支撑二（27）中，旋转横梁（26）的一端同轴固定有大齿轮，该大齿轮与伺服电机五（28）的输出端的小齿轮采用齿轮传动连接方式。

7.六自由度翻转装配方法，利用权利要求1-6任一所述的六自由度翻转设备，其特征在于，按照以下步骤实施：

8.根据权利要求7所述的六自由度翻转装配方法，其特征在于，按照以下方式实现姿态控制：

9.根据权利要求7所述的六自由度翻转装配方法，其特征在于，按照以下方式实现姿态控制：

10.根据权利要求7所述的六自由度翻转装配方法，其特征在于，按照以下方式实现姿态控制：