【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加工设备领域，尤其涉及一种适配便携式加工设备的人机协作制孔装备及方法。
技术介绍
1、在航空航天领域中，制孔一直都是必不可少的重要加工部分。飞机装配过程中存在大量联接件的装配制孔，数量多，精度、质量要求严苛。在过去，一直都是工人手持风钻、钻套、刀具进行制孔。但这种加工方式需要工人一直举着风钻对飞机进行加工。工人的劳动强度大，加工效率低，而且加工质量和精度主要依靠工人的经验与熟练度，加工稳定性也难以保证。为了改善这种情况，沈阳飞机工业(集团)有限公司的李喆、魏茹、徐嘉辰等人专利技术了一种悬臂支臂钻孔夹具，专利号为202221893645.9，多个固定钻套的使用提高了钻削时钻头的稳定性，对孔表面尺寸精度、孔距精度、加工效率都有较大程度的提升，降低了工人的劳动强度，但钻模板的价格十分高昂，这也极大地提高了加工的成本。成都飞机工业(集团)有限责任公司的何凤涛、张德远等人专利技术了一种飞机蒙皮钻孔设备的变轨装置，专利号为202010012891.8，这种设计提高了轨道的灵活性，使制孔设备能够自动完成变轨动作，提高了飞机蒙皮制孔的效率和质量，降低了对工人的工作要求，但是轨道机器人依然有着占地面积大、专机专用，适应性低、成本昂贵等诸多缺点。国营芜湖机械厂的班许可岭、张平等人专利技术了一种航空大部件表面的自动化制孔设备及制孔方法，专利号为202210703936.5，实现了协作机器人与加工末端的集成。但机器人的刚度低，制孔稳定性差，不适用多变的加工场景，且需要工人耗费大量时间和精力进行编程。
2、综上所述，基于现有的航
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种适配便携式加工设备的人机协作制孔装备及方法。该装置结构精简，体积适中，在不同的工况条件下，工人仅需克服机械臂末端阻尼力，便能调节自身位置，实现一机多用的目的，有效降低工人劳动强度。吸附式末端为加工时的便携式加工设备提供一定的夹持力，减小对机械臂的刚度要求，提高了设备稳定性。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种适配便携式加工设备的人机协作制孔装备，包括助力机械臂1、便携式加工设备2、吸附固定模块3和微调模块4；
4、助力机械臂1包括底座101、气缸102、转台103、大臂104、小臂a105、小臂b106和转接末端107；底座101上方铰连转台103，气缸102通过螺栓连接装配于转台103上，转台103转动连接大臂104，气缸102控制大臂104实现俯仰运动；大臂104铰连小臂a105，小臂a105铰连小臂b106,小臂b106铰连转接末端107，大臂104可在气缸102驱动下作俯仰运动，其余手臂可绕关节所在轴在平面内自由旋转，各机械臂的连接处均有阻尼，以保证机械臂的刚度；
5、便携式加工设备2是主轴具有自动旋转与进给功能的制孔设备，其通过前端的法兰盘与钻模板405上的拉钉卡紧，实现与磁吸微调模块的固定。
6、吸附式固定模块3包括转接块301、三角吸盘框架302、吸盘303、电磁开关304、锁紧开关305和肋条306；转接末端107与转接块301之间铰连；转接块301上开有工形凹槽，工形凹槽内开有螺纹孔，三角吸盘框架302背面上部开有工字凸起，二者配合通过螺钉紧密连接；三角吸盘框架302呈m形结构，其三个顶点处布置有三个吸盘303；转接块301和三角吸盘框架302的对称位置处各分布有两个耳片，于耳片处对称加装肋条306；三角吸盘框架302外侧有两个把手，用以牵引机械臂运动；把手上设置电磁开关304和电磁开关304；
7、微调模块4包括磁吸盘后盖401、磁吸盘前盖402、永磁铁403、电磁铁404、钻模板405和拉钉406；磁吸盘后盖401和磁吸盘前盖402围成磁吸盘外壳，三角吸盘框架302通过螺栓与磁吸盘外壳连接；磁吸盘外壳内圆形布置有一圈永磁铁403，用于提供微小磁力使钻模板405吸附于磁吸盘外壳中，磁吸盘外壳上的开槽尺寸大于钻模板405尺寸，钻模板405可在其中进行小范围的位置调整且与磁吸盘后端401、磁吸盘前端402完全贴紧；磁吸盘外壳内同样圆形均布有一圈电磁铁404，电磁铁404由电磁开关304控制磁力的有无；当对正孔位后，电磁开关304打开，电磁铁404通过强磁力将钻模板405彻底固定。把手上的锁紧开关305用于控制整个加工末端的锁死；在制孔时，将机械臂拖至大致位置，摁下锁紧开关305，吸附式固定模块3吸附至工件表面，机械臂关节抱紧，使整个加工末端锁死不再移动，然后手动将导套微调至孔位，精确对准后，通过控制电磁开关304将微调模块4锁紧，实现对钻模位置的固定。
8、进一步，便携式加工设备2采用大连理工大学付饶等人专利技术的一种便携式高精度自动进给钻削设备，专利号为202210391604.8，包括主轴模块、进给模块、钻体固定模块、控制模块和承重框架，其通过两台独立的电机同时实现主轴旋转运动和进给运动，并且可以在钻削过程中实现钻削参数的改变。
9、一种适配便携式加工设备的人机协作制孔方法，包括步骤如下：
10、步骤1，利用助力机械臂1，通过气缸和人力牵引的方式，将机械臂末端移动至加工孔位；
11、步骤2，在该位置的工况条件下，调节末端的俯仰角度，将吸盘303紧贴于飞机工件表面，按下锁紧开关305，吸盘303紧紧吸附，然后将机械臂各关节锁紧；
12、步骤3，手动微调便携式加工设备2直至导向式钻套正对加工位置，按下电磁开关304使钻模板405彻底固定，实现对位置的微小调整；
13、步骤4，加工完后，按下锁紧开关305，吸盘303取消吸附状态，机械臂关节解锁，电磁铁关闭，可继续移动至下一位置。
14、本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种适配便携式加工设备的人机协作制孔装备及方法。助力机械臂通过转接块与末端设备进行连接。助力机械臂可以改变自身位置，做俯仰运动和绕轴在平面内的旋转运动，工人只需要克服移动机械臂的阻力，便可实现对加工设备的移动，不再需要人工手持设备，极大地降低了工人劳动强度。吸盘框架上置把手，供工人牵引机械臂。微调模块可带动钻模在平面内改变位置并锁紧，实现钻模板的固定，以保证微小位置的调节，极大地提高了设备灵活性和运用的多样性。
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1.一种适配便携式加工设备的人机协作制孔装备，其特征在于，该适配便携式加工设备的人机协作制孔装备包括助力机械臂(1)、便携式加工设备(2)、吸附固定模块(3)和微调模块(4)；
2.一种适配便携式加工设备的人机协作制孔方法，其特征在于，包括步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种适配便携式加工设备的人机协作制孔装备，其特征在于，该适配便携式加工设备的人机协作制孔装备包括助力机械臂(1)、便携式加工设备...
【专利技术属性】
技术研发人员：付饶，常宇豪，王福吉，王逸逊，李凤志，倪祖燚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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