向起吊過程中設置拉力傳感器，產品超重或與工裝干涉時，數據異常報警，停止起吊。
[0027]支臂調節機構3結構如圖4、5、6所示，包括均勻安裝在井字形槽鋼框架I 11四角的4個直線導軌III 31，在每個直線導軌III 31周圍分別安裝拉繩式位移傳感器34、直流電動推桿III 32和滑塊，通過滑塊帶動吊鉤33運動；其中，直流電動推桿III 32的行程為400mm。
[0028]電氣控制系統4是以PLC為控制核心，控制安裝在質心調節機構2，支臂調節機構3動作，并結合微型HMI與無線遙控器，西門子TD400、伺服電機技術對零部件智能柔性吊掛機械手進行控制，被控制的對象包括:直流電動推桿上的拉繩式位移傳感器，各吊點限位開關及XY軸限位開關。
[0029]電氣元件在飛機智能柔性吊掛上的布置圖如圖7所示，具體包括:控制柜41，直流電源及其管理系統42，在控制柜41上設有顯示器52 (可帶觸屏功能)、手動急停按鈕53，安裝在井字形槽鋼框架I 11 一側的X軸伺服電機43及遙控器接收器54，安裝在直線導軌I 22端部的Y軸伺服電機44，安裝在直流電動推桿I 23上的Z軸伺服電機45，安裝在每個直流電動推桿III 32端部的吊點電機46，設置在井字形槽鋼框架I 11的斜撐上的傾角傳感器47，設置在直流電動推桿II 26上的X軸限位開關48，設置在直線導軌I 22上的Y軸限位開關49，直流電動推桿I 23上自帶的Z軸限位開關50，設置在直流電動推桿III 32的吊點限位開關51。在井字形槽鋼框架I 11兩側側壁上安裝有壁掛式組合指示燈55。
[0030]考慮到設備的安全性和自動化設備的風險性，電氣控制系統采用具備余電顯示功能的大型鋰電池系統供電。而且電氣控制系統還具備了報警和錯誤代碼提示。
[0031]本發明的工作流程:
飛機柔性吊掛的工作過程主要包括:準備工作，起吊動作的選擇，手動操作X、Y、Z三軸和4個吊點動作，自動操作吊點到位和系統自動找重心等多個工序。工作流程如圖8所示:
(I)起吊前的準備工作:包括查看柔性智能吊掛及遙控器電池余電是否充足，檢查各接頭有無松動，檢查機械位置是否安全，檢查有無報警狀態，同時確定柔性智能吊掛處于自己系統的重心位置，并且確認起吊零部件(同時把相應參數輸入管理系統)等。
[0032](2)起吊方式的選擇:首先選擇自動模式，操作吊點到位按鈕，吊點自動到位，然后掛上吊帶，用吊車把吊掛運輸到位，處于合適高度，并將飛機零部件的吊點與智能柔性吊掛的吊點相連接；最后升起吊車使吊帶略微漲緊，并根據實際情況選擇采用手動起吊還是自動起吊。
[0033](3)手動起吊，選擇手動起吊后，通過無線控制器面板上的按鈕控制X軸正、反向雙速移動，Y軸正、反向雙速移動，Z軸正反向雙速移動以及四個吊點的微移動，手動調節吊掛直至達到平衡狀態(傳感器會給出判斷并發出信號示意)。
[0034](4)自動起吊:選擇自動起吊后，通過無線控制器面板上的按鈕選擇自動啟動。自動起吊包括吊點自動到位操作和系統自動找重心操作，智能柔性吊掛Z軸開始緩慢向上移動，吊點自動到位直至連續零部件的吊繩豎直繃緊為止。移動過程中，由于零部件的重心與起吊重心不一致，遠離零部件重心的一端開始離開托架，產生一個傾斜角度，這里利用吊具上的傾角傳感器實時監測傾角值，并把數據傳給控制中心做以處理，得出傾斜角度Α，當傾角傳感器47的水平方向傾角達到3°時，或者直流電動推桿I 23上升到一定高度(暫定320mm)時，直流電動推桿I 23停止上升，開始水平方向的調整；水平方向傾角小于3°時，直流電動推桿I 23繼續上升，水平方向循環調整，直至調平(這里定義平衡為XY軸的傾角值一段時間內同時小于B值，即為平衡，是一種相對平衡)。此時柔性吊掛的重心和起吊零部件的重心在一條直線上，達到飛機零部件在空中的平衡狀態。
[0035](5)零部件移動:采用手動起吊或者自動起吊方式調整結束后，按下遙控器按鍵鎖定，開始通過智能柔性吊掛移動零部件。
[0036](6)動作結束:起吊零部件所有移動動作完成后，從吊掛上卸下，按下遙控上回零位按鍵，待吊掛X、Y回到零位后，吊車移走吊掛。
【主權項】
1.零部件智能柔性吊掛機械手，其特征在于:包括主體框架(1)、質心調節機構(2)，支臂調節機構(3)和電氣控制系統(4); 所述的主體框架(I)包括井字形槽鋼框架I (11)、井字形槽鋼框架II (12)和槽鋼框架111(13)，設井字形槽鋼框架I (11)的橫向為X軸方向，縱向為Y軸方向，垂直于XY軸所在平面，豎直方向為Z軸方向；在井字形槽鋼框架I (11)內，沿Y軸方向平行設置井字形槽鋼框架II (12)，井字形槽鋼框架II (12)作為質心調節機構(I)的底座，槽鋼框架111(13)安裝在質心調節機構(I)的底座之上； 所述的質心調節機構(2)包括長吊環(21)，直線導軌I (22)，直流電動推桿I (23)，吊耳(24)，平移機構、直線導軌II (25)，直流電動推桿II (26);長吊環(21)及其下方的直流電動推桿1(23)與平移機構通過柔性支架(28)連接，并以柔性支架(28)為圓心，在XZ平面內小角度擺動；所述的直流電動推桿I (23)上安裝有直線傳感器，吊耳(24)安裝在平移機構上，通過平移機構控制吊耳(24)沿槽鋼框架111(13)上的直線導軌I (22)移動；在井字形槽鋼框架II (12)底部沿X軸方向設置2個平行的直線導軌II (25)，質心調節機構(I)與直流電動推桿II (26)相連，由直流電動推桿II (26)控制質心調節機構(I)沿直線導軌II (25)移動；在XY軸移動的直線導軌旁邊裝有光柵尺，相應滑塊配裝有光柵尺讀頭，構成絕對位置反饋系統，提供實時XY軸的位置； 所述的平移機構是固定在直線導軌I (22)上的滑塊機構，可以形成X軸和Y軸方向的移動；其中X軸移動是由X軸伺服電機(43)驅動直流電動推桿II (26)在直線導軌II (25)上移動；Y軸移動是由Y軸伺服電機(44)驅動渦輪絲桿升降機(27)在直線導軌I (22)上移動； 所述的支臂調節機構(3)包括均勻安裝在井字形槽鋼框架I (11)四角的4個直線導軌111(31)，在每個直線導軌111(31)周圍分別安裝拉繩式位移傳感器(34)、直流電動推桿III(32)和滑塊，通過滑塊帶動吊鉤(33)運動； 所述的電氣控制系統(4)是以PLC為控制核心，控制質心調節機構(2)和支臂調節機構(3)的動作； 電氣控制系統元器件具體包括:控制柜(41)、直流電源及其管理系統(42)，安裝在井字形槽鋼框架I (11)一側的X軸伺服電機(43)，安裝在直線導軌I (22)端部的Y軸伺服電機(44);安裝在直流電動推桿I (23)上的Z軸伺服電機(45)，安裝在每個直流電動推桿III(32)端部的吊點電機(46)，設置在井字形槽鋼框架I (11)斜撐上的傾角傳感器(47)，設置在直流電動推桿II (26)上的X軸限位開關(48)，設置在直線導軌I (22)上的Y軸限位開關(49)，直流電動推桿I (23)上自帶的Z軸限位開關(50)和設置在直流電動推桿III (32)的吊點限位開關(51)。2.根據權利要求1所述的零部件智能柔性吊掛機械手，其特征在于:所述的直流電動推桿III (32)的行程為400mm ;直線導軌II (25)的長度為1150mm，直流電動推桿II (26)行程為 600mmo3.根據權利要求2所述的零部件智能柔性吊掛機械手，其特征在于:所述的質心調節機構(I)的質心偏差調節范圍為600 X 600mm。4.根據權利要求1所述的零部件智能柔性吊掛機械手，其特征在于:當傾角傳感器(47)的水平方向傾角達到3°時，或者直流電動推桿I (23)上升到限制高度時，直流電動推桿I (23)停止上升，開始水平方向的調整；水平方向傾角小于3°時，直流電動推桿I(23)繼續上升，水平方向循環調整，直至調平。5.根據權利要求1所述的零部件智能柔性吊掛機械手，其特征在于:在井字形槽鋼框架I (11)的下方均布了 4個活動腳輪(14)。
【專利摘要】本發明涉及一種適用于飛機中大型零部件智能柔性吊掛機械手，包括主體框架，質心調節機構，支臂調節機構和電氣控制系統。在井字梁框架等結構上，配以質心調節機構、支臂調節機構等，采用觸摸屏或是上位機為管理系統，PLC或控制器為控制系統，傾角傳感器、光柵尺、拉繩式位移傳感器等傳感器為檢測手段，電機為重心自動調整等動作傳遞機械能，鋰電池為動力供電系統，保證起吊件達到相應姿態，起吊點位置滿足相應產品吊裝點分布的要求，在實際應用過程中減少人力和物理的浪費，節約成本，保證人員安全。
【IPC分類】B66C1/10
【公開號】CN105174025
【申請號】
【發明人】安軍, 王子軍, 紀楠
【申請人】沈陽飛機工業（集團）有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月16日