一种可移动式机器人自动制孔系统技术方案

本发明专利技术涉及飞机制造设备领域，特别涉及一种可移动式机器人自动制孔系统。具有第七轴装置、工业机器人与制孔末端执行器，所述工业机器人安装在所述第七轴装置上，末端机械臂上安装有所述制孔末端执行器。本发明专利技术的可移动式基座与可升降脚轮可以根据工作现场的制孔需求，调整整机的落地位置，灵活方便。滑座可调整制孔末端执行器在高度空间的位置，获得了更高的操作高度，方便了飞机部件的在较高位置的制孔需求。制孔末端执行器的主轴采用电机和丝杆直接驱动，相较于现有的制孔末端执行器减少了质量与体积，方便了工业机器人的动作，提高了制孔的效率与精度。寻法压紧单元对曲面的法向修正转换为对平面的法向修正，提高了修正精度。

【技术实现步骤摘要】
一种可移动式机器人自动制孔系统
本专利技术涉及飞机制造设备领域，特别涉及一种可移动式机器人自动制孔系统。
技术介绍
在飞机装配中，铆接是应用最广泛的连接方式，铆接的第一步工艺是钻孔，孔的尺寸和孔壁质量，都将严重影响着铆缝的强度。据统计，飞机机体疲劳失效事故的70％是源于结构连接部位，其中80％的疲劳裂纹产生于连接孔处，因此连接孔的质量对飞机寿命有着至关重要的影响。目前，人们采用工业机器人制孔系统代替了传统的手工钻孔，提高了工作效率，但是在机器人制孔中，孔的垂直度对于孔的寿命影响非常大。现有的制孔机器人固定于水平第七轴上，不能满足飞机大壁板不同工位上的使用，且有的制孔位置较高，制孔装置难以达到，会给制孔过程带来不便；现有的末端执行器体积较大，重量较大，影响工业机器人的可达性、可操作性、关节使用度以及受力方式，会影响制孔精度；现有的制孔末端执行器在飞机部件边缘制孔时，难以寻找制孔点位的法面。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种移动方便、操作范围大、制孔效果好的可移动式机器人自动制孔系统。实现本专利技术目的的技术方案是：一种可移动式机器人自动制孔系统，具有第七轴装置、工业机器人与制孔末端执行器，所述工业机器人安装在所述第七轴装置上，末端机械臂上安装有所述制孔末端执行器。所述第七轴装置具有基座、支腿、滑座与可升降脚轮；所述基座一侧设置有两个支腿，所述滑座通过竖直滑轨安装在所述基座侧面，所述基座与所述支腿外侧底部四个角落位置还安装有所述可升降脚轮，所述滑座与所述基座之间安装有两个竖直的驱动轴，所述驱动轴上端连接有固定在所述基座上的驱动电机，所述基座还外延伸出一个操作箱，背面设置有电柜。所述制孔末端执行器具有主轴进给单元、寻法压紧单元与视觉定位单元、冷却单元、吸屑单元与执行器基座；所述执行器基座通过顶部的法兰盘与所述工业机器人末端机械臂固定，底部前端安装有固定的视觉定位单元，底部中段安装有可移动的主轴进给单元，所述视觉定位单元底部设置有与所述执行器基座可移动连接的寻法压紧单元，所述寻法压紧单元通过负压管路连接所述吸屑单元，所述主轴进给单元通过冷却管路连接所述冷却单元。所述执行器基座上端一侧前段设置有前段上滑轨，另一侧中段设置有中段上滑轨，底端两侧各设置有下滑轨，尾端两侧各设置有拖链，所述拖链之间安装有气动阀组。所述主轴进给单元具有主轴、主轴箱、主轴防护罩，所述主轴安装在所述主轴箱内，所述主轴防护罩套装在所述主轴箱上，主轴箱顶端两侧通过压块固定在主轴滑板上，所述主轴滑板顶端可滑动地安装在所述下滑轨上，两侧通过侧压块可滑动地连接在所述前段上滑轨与中段上滑轨上，所述主轴滑板顶端连接有主轴驱动丝杆，所述主轴驱动丝杆末端连接主轴驱动电机，所述主轴驱动电机固定在所述执行器基座末端，所述主轴前端固定有钻头。所述寻法压紧单元具有压紧盘、压脚、激光传感器、弹簧和压紧头支座；所述压紧头支座包括同轴设置的底座和支柱；所述压紧盘的内侧面的边缘与压紧头支座的底座之间设有通过弹簧相连，压紧盘的外侧面中心位置设有向外突出的中通压脚，所述激光传感器围绕支柱设置于压紧头支座上；所述支柱的上端面与压脚相契合形成球面接触，所述压脚与钻头同轴设置；所述压紧头支座双端两侧各设置有一个压紧滑台安装在所述下滑轨上，所述压紧头支座上方安装有固定于所述执行器基座上的支座驱动驱动气缸，所述支座驱动气缸与所述气动阀组通过气管连接。所述视觉定位单元为工业照相机。所述工业机器人包括工业机器人本体与机器人电柜，所述机器人电柜安装所述基座中间。优选的，所述工业机器人本体底座固定在所述滑座上，所述基座旁设置有若干定位组件和一个拖车扣，底部设置若干与地面固定用的拉紧组件。优选的，所述滑轨旁的基座侧面上安装有竖直的光栅尺。优选的，所述基座顶部设置有用气管与所述可升降脚轮连接的储能器。优选的，所述可升降脚轮具有固定座、支承座，所述固定座固定安装在所述基座和支腿侧面，所述固定座内侧两边安装有两根竖直脚轮导轨，所述支承座在脚轮导轨对应面上通过安装的脚轮滑台相对于固定座可滑动连接，所述固定座与支承座之间设置有空气弹簧，所述空气弹簧通过气管与所述储能器连通，所述支承座底部安装有脚轮。优选的，所述冷却单元包括一个安装于所述可升降脚轮上的水冷机，所述水冷机通过冷却管路与所述主轴连通。优选的，所述吸屑单元包括一个安装于所述可升降脚轮上的吸尘器，所述吸尘器通过负压管路与设置在所述寻法压紧单元旁的负压管连通，所述寻法压紧单元内设置有一个连通所述负压管的吸屑口。优选的，所述主轴箱与主轴滑板之间两端固定位置还设置有调整垫。优选的，所述执行器基座底部，位于所述钻头上方设置有钻头激光传感器。优选的，所述支柱的截面呈“T”字形；所述激光传感器固定于支柱的台阶面上。优选的，所述底座上具有与支柱同轴设置的环形挡圈；所述弹簧的下端连接在环形挡圈和支柱之间形成的间隙内。优选的，所述激光传感器以支柱为中心环形阵列设置于压紧头支座上。优选的，所述激光传感器通过安装座安装于支柱的台阶面上。优选的，所述压紧盘与压紧头支座之间设置有压紧头护罩。采用上述技术方案后，本专利技术具有以下积极的效果：（1）本专利技术的可移动式基座可以根据工作现场的制孔需求，调整整机的落地位置，灵活方便。（2）本专利技术的可升降脚轮与滑座可调整制孔末端执行器在高度空间的位置，获得了更高的操作高度，方便了飞机部件的在较高位置的制孔需求。（3）本专利技术的制孔末端执行器的主轴采用电机和丝杆驱动，相较于现有的制孔末端执行器减少了质量与体积，方便了工业机器人的动作，提高了制孔的效率与精度。（4）本专利技术的寻法压紧单元对曲面的法向修正转换为对平面的法向修正，提高了修正精度；并且优化了对于部件边缘制孔存在的寻法失误的情况。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的正视图；图3为本专利技术的爆炸图；图4为本专利技术可升降脚轮的爆炸图；图5为本专利技术制孔末端执行器的整体结构示意图；图6为本专利技术制孔末端执行器除去外保护壳的内部结构示意图；图7为本专利技术制孔末端执行器的爆炸图；图8为本专利技术制孔末端执行器的俯视图；图9为本专利技术寻法压紧单元的结构示意图；图10为本专利技术寻法压紧单元除去压紧头护罩的俯视图；图11为本专利技术寻法压紧单元除去压紧头护罩的剖面图；图12为本专利技术寻法压紧单元的工作原理示意图。具体实施方式见图1，本专利技术具有第七轴装置1、工业机器人3与制孔末端执行器2，工业机器人3安装在第七轴装置1上，末端机械臂上安装有制孔末端执行器2。见图1-4，第七轴装置1具有基座11、支腿12、滑座13与可升降脚轮14；基座11一侧设置有两个对称的支腿12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可移动式机器人自动制孔系统，具有第七轴装置（1）、工业机器人（3）与制孔末端执行器（2），所述工业机器人（3）安装在所述第七轴装置（1）上，末端机械臂上安装有所述制孔末端执行器（2）；其特征在于：/n所述第七轴装置（1）具有基座（11）、支腿（12）、滑座（13）与可升降脚轮（14）；所述基座（11）一侧设置有两个支腿（12），所述滑座（13）通过竖直滑轨（15）安装在所述基座（11）侧面，所述基座（11）与所述支腿（12）外侧底部四个角落位置还安装有所述可升降脚轮（14），所述滑座（13）与所述基座（11）之间安装有两个竖直的驱动轴（16），所述驱动轴（16）上端连接有固定在所述基座（11）上的驱动电机（17），所述基座（11）还外延伸出一个操作箱（18），背面设置有电柜（19）；/n所述制孔末端执行器（2）具有主轴进给单元（21）、寻法压紧单元（22）与视觉定位单元（23）、冷却单元（24）、吸屑单元（25）与执行器基座（26）；所述执行器基座（26）通过顶部的法兰盘（26f）与所述工业机器人（3）末端机械臂固定，底部前端安装有固定的视觉定位单元（23），底部中段安装有可移动的主轴进给单元（21），所述视觉定位单元（23）底部设置有与所述执行器基座（26）可移动连接的寻法压紧单元（22），所述寻法压紧单元（22）通过负压管路连接所述吸屑单元（25），所述主轴进给单元（21）通过冷却管路连接所述冷却单元（24）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可移动式机器人自动制孔系统，具有第七轴装置（1）、工业机器人（3）与制孔末端执行器（2），所述工业机器人（3）安装在所述第七轴装置（1）上，末端机械臂上安装有所述制孔末端执行器（2）；其特征在于：
所述第七轴装置（1）具有基座（11）、支腿（12）、滑座（13）与可升降脚轮（14）；所述基座（11）一侧设置有两个支腿（12），所述滑座（13）通过竖直滑轨（15）安装在所述基座（11）侧面，所述基座（11）与所述支腿（12）外侧底部四个角落位置还安装有所述可升降脚轮（14），所述滑座（13）与所述基座（11）之间安装有两个竖直的驱动轴（16），所述驱动轴（16）上端连接有固定在所述基座（11）上的驱动电机（17），所述基座（11）还外延伸出一个操作箱（18），背面设置有电柜（19）；
所述制孔末端执行器（2）具有主轴进给单元（21）、寻法压紧单元（22）与视觉定位单元（23）、冷却单元（24）、吸屑单元（25）与执行器基座（26）；所述执行器基座（26）通过顶部的法兰盘（26f）与所述工业机器人（3）末端机械臂固定，底部前端安装有固定的视觉定位单元（23），底部中段安装有可移动的主轴进给单元（21），所述视觉定位单元（23）底部设置有与所述执行器基座（26）可移动连接的寻法压紧单元（22），所述寻法压紧单元（22）通过负压管路连接所述吸屑单元（25），所述主轴进给单元（21）通过冷却管路连接所述冷却单元（24）。


2.根据权利要求1所述的一种可移动式机器人自动制孔系统，其特征在于：所述执行器基座（26）上端一侧前段设置有前段上滑轨（26a），另一侧中段设置有中段上滑轨（26b），底端两侧各设置有下滑轨（26c），尾端两侧各设置有拖链（26d），所述拖链（26d）之间安装有气动阀组（26e）；
所述主轴进给单元（21）具有主轴（21a）、主轴箱（21b）、主轴防护罩（21c），所述主轴（21a）安装在所述主轴箱（21b）内，所述主轴防护罩（21c）套装在所述主轴箱（21b）上，主轴箱（21b）顶端两侧通过压块（21d）固定在主轴滑板（21e）上，所述主轴滑板（21e）顶端可滑动地安装在所述下滑轨（26c）上，两侧通过侧压块（21f）可滑动地连接在所述前段上滑轨（26a）与中段上滑轨（26b）上，所述主轴滑板（21e）顶端连接有主轴驱动丝杆（21g），所述主轴驱动丝杆（21g）末端连接主轴驱动电机（21h），所述主轴驱动电机（21h）固定在所述执行器基座（26）末端，所述主轴（21a）前端固定有钻头（21i）；
所述寻法压紧单元（22）具有压紧盘（22a）、压脚（22b）、激光传感器（22c）、弹簧（22d）和压紧头支座（22e）；所述压紧头支座（22e）包括同轴设置的底座和支柱；所述压紧盘（22a）的内侧面的边缘与压紧头支座（22e）的底座之间设有通过弹簧（22d）相连，压紧盘（22a）的外侧面中心位置设有向外突出的中通压脚（22b），所述激光传感器（22c）围绕支柱设置于压紧头支座（22e）上；所述支柱的上端面与压脚（22b）相契合形成球面接触，所述压脚（22b）与钻头（21i）同轴设置；所述压紧头支座（22e）双端两侧各设置有一个压紧滑台（22f）安装在所述下滑轨（26c）上，所述压紧头支座（22e）上方安装有固定于所述执行器基座（26）上的支座驱动气缸（22g），所述支座驱动气缸（22g）与所述气动阀组（26e）通过气管连接；
所述视觉定位单元（23）为工业照相机。


3.根据权利要求1所述的一种可移动式机器人自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏显奎，崔伟，郭洪杰，吴文博，秦立，邵云丽，
申请(专利权)人：上海上飞飞机装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31