一种用于薄壁结构制孔的末端执行器制造技术

技术编号:39777278 阅读:10 留言:0更新日期:2023-12-22 02:23
一种用于薄壁结构制孔的末端执行器,包括进给制孔模块

【技术实现步骤摘要】
一种用于薄壁结构制孔的末端执行器


[0001]本专利技术属于自动化制孔领域,尤其涉及一种用于薄壁结构制孔的末端执行器


技术介绍

[0002]在航空航天设备制造过程中,需要进行大量的零部件装配连接,现阶段铆接仍是应用最广泛的连接方式,而铆接的第一步工艺就是制孔,为保证部件的装配质量和精度,所制孔有很高的质量和精度要求

据统计一架大型飞机上大约有
150

200
万个连接孔,然传统的手工制孔效率低

工人劳动强度大且难以保证制孔质量,极大地限制了航空航天设备的生产质量和生产效率

为提高生产质量和效率,现阶段多采用驱动设备带动末端执行器在较大范围内移动的方式进行制孔,与传统的手工制孔相比,该制孔方式具有加工效率高

作业范围广

姿态调整灵活

工件适应性强等优势

[0003]薄壁结构可有效减轻结构重量

提高结构效率,是构成飞机气动外形的主要组成部分,也是机翼机身的主要受力结构,制造出精确轻型的薄壁结构是航空航天事业发展的核心技术之一

薄壁结构连接装配精度要求极高,需进行公差要求极为严格的制孔,由于其长厚比大

刚度低,在加工时极易产生变形和振动,严重影响加工精度和质量

特别在钻削加工过程中,工件的变形和振动极易导致孔形

位超差,甚至蹩刀

断刀,从而导致工件报废

使用机器人制孔时,为减少工件加工时的变形和振动,提高加工质量,多采用大型专用夹具对构件进行大面域覆盖式的支撑和装夹,以提高加工区域的刚度特性,此方式专机专用,通用性差,成本极高

因此,如何在抑制工件的加工变形和振动的同时,降低装夹支撑成本

提高辅助装夹的通用性是目前亟待解决的重要难题


技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中存在的问题,本专利技术提出了一种用于薄壁件制孔的末端执行器,通过末端执行器的辅助支撑模块提升薄壁结构待加工区域的局部刚度,有效提高了薄壁结构件的制孔质量和精度;且辅助支撑单元集成在末端执行器,减少了工装和拆装次数,降低了装夹支撑成本,可实现薄壁结构的低成本高精高效加工

[0005]为实现上述专利技术目的,本专利技术的技术方案具体如下:
[0006]一种用于薄壁结构制孔的末端执行器,其特征在于,包括进给制孔模块
1、
智能识别模块
2、
辅助支撑模块
3、
装置基体4以及控制系统,进给制孔模块1可前后进给完成切削运动;智能识别模块2可采集被加工工件局部特征信息和位置信息;辅助支撑模块3可从正面吸附支撑被加工工件,抵消加工轴向力引起的变形;装置基体4为具有刚度的框体结构,用于安装进给制孔模块
1、
智能识别模块2和辅助支撑模块3,并保证末端执行器的整体刚度;控制系统可分析工件特征信息,确定最优吸附支撑位置,接收和发送信号并协调控制进给制孔模块
1、
智能识别模块2和辅助支撑模块3的运行,实现执行器的自动化辅助支撑制孔

[0007]所述进给制孔模块1包括电主轴固定件
101、
切削刀具
102、
电主轴
103
和进给滑台
104
,切削刀具
102
安装在电主轴
103
上,可旋转切削被加工工件;电主轴固定件
101
用于将电
主轴
103
固定在进给滑台
104
,进给滑台
104
带动电主轴
103
进行进给;
[0008]所述智能识别模块2包括工业相机
201、
相机镜头
202、
电动滑台
203
和相机连接件
204
,相机镜头
202
通过螺纹接口连接工业相机
201
,工业相机
201
通过相机连接件
204
与电动滑台
203
固定,电动滑台
203
带动工业相机
201
和相机镜头
202
往复伸缩;
[0009]所述辅助支撑模块3包括气缸
301、
机械锁紧单元
302、
电机
303、
吸盘基座
304、
驱动齿轮
305、
吸盘
306、
从动齿轮
307、
接近开关
308
,气缸
301
固定在装置基体4上表面,气缸
301
的伸缩杆通过螺钉与吸盘基座
304
连接,带动吸盘基座
304
进给;机械锁紧单元
302
安装在气缸
301
伸缩杆处,控制气缸
301
的伸缩和停止;电机
303
固定在吸盘基座
304
上,用于驱动驱动齿轮
305
转动来带动和驱动齿轮
305
相互啮合的从动齿轮
307
转动,进而带动固定在从动齿轮
307
上的吸盘
306
同步转动,吸盘
306
用于吸附被加工工件,实现对被加工工件的辅助支撑;接近开关
308
用于获取吸盘
306
与被加工工件距离,为机械锁紧单元
302
提供锁紧信号

[0010]所述控制系统的控制逻辑为:向智能识别模块2发送识别信号,控制电动滑台
203
将工业相机
201
和相机镜头
202
移动至识别位置,接收工业相机
201
获取的工件特征信息,分析工件的难吸附特征,判定吸盘最优吸附支撑位置;向辅助支撑模块3发送辅助支撑信号并控制辅助支撑模块3的驱动电机
303
通过驱动齿轮
305
和从动齿轮
307
将吸盘
306
移至吸附支撑位置,控制气缸
301
将装有吸盘
306
的吸盘基座
304
推至待加工工件,接收接近开关
308
信号并反馈控制机械锁紧单元
302
锁紧;向进给制孔模块1发送进给信号并控制主轴
103
运行和进给滑台
104
进给,完成进给制孔模块1的制孔动作

[0011]本专利技术的有益效果:本专利技术依据标准化...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于薄壁结构制孔的末端执行器,其特征在于,该用于薄壁结构制孔的末端执行器包括进给制孔模块
(1)、
智能识别模块
(2)、
辅助支撑模块
(3)、
装置基体
(4)
以及控制系统,进给制孔模块
(1)
通过螺钉固定在装置基体
(4)
下表面,可前后进给完成切削运动;智能识别模块
(2)
通过螺钉固定在装置基体
(4)
侧表面,可采集被加工工件局部特征信息和位置信息;辅助支撑模块
(3)
与装置基体
(4)
上表面固定连接,从正面吸附支撑被加工工件,抵消加工轴向力引起的变形;装置基体
(4)
为具有刚度的框体结构,进给制孔模块
(1)、
智能识别模块
(2)
和辅助支撑模块
(3)
均安装在装置基体
(4)
的框体结构内部,并保证末端执行器的整体刚度;控制系统实时分析被加工工件的特征信息,确定最优吸附支撑位置,接收和发送信号并协调控制进给制孔模块
(1)、
智能识别模块
(2)
和辅助支撑模块
(3)
的运行,实现末端执行器的自动化辅助支撑制孔;所述进给制孔模块
(1)
包括电主轴固定件
(101)、
切削刀具
(102)、
电主轴
(103)
和进给滑台
(104)
,切削刀具
(102)
安装在电主轴
(103)
上,可旋转切削被加工工件;电主轴固定件
(101)
用于将电主轴
(103)
固定在进给滑台
(104)
,进给滑台
(104)
带动电主轴
(103)
进行进给;所述智能识别模块
(2)
包括工业相机
(201)、
相机镜头
(202)、
电动滑台
(203)
和相机连接件
(204)
,相机镜头
(202)
通过螺纹接口连接工业相机
(201)
,工业相机
(201)
通过相机连接件
(204)
与电动滑台
(203)
固定,电动滑台
(203)
带动工业相机
(201)
和相机镜头
(202)
往复伸缩;所述辅助支撑模块
(3)
包括气缸
(301)...

【专利技术属性】
技术研发人员:王福吉姜振喜王一成杜长霖宋戈付饶李海
申请(专利权)人:成都飞机工业集团有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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