单向压紧制孔试验装置制造方法及图纸

一种单向压紧制孔试验装置，其特征是它包括内框（1）、四个Z向升降足（2）、末端执行器移动平台（12）和末端执行器（13），末端执行器（13）的上端与末端执行器移动平台（12）上的Y向滑块相连，Y向滑块安装在Y向导轨上并与驱动螺母相连，驱动螺母与Y向驱动丝杆（18）相连，末端执行器移动平台（12）的两端分别与内框（1）相对两边上安装的X向滑块相连，各X向滑块安装在X向导轨上，至少有一个X向滑块与X向驱动螺母相连，X向驱动螺母与X向丝杆（19）相连；所述的四个Z向升降足（2）的结构相同，它包括保护罩（3）、安装板（5）和滚珠丝杠（6）；所述的末端执行器（13）上安装有用于压紧工件的压紧头（7）及钻孔用的电主轴（9），在压紧头（7）的周围安装有法向传感器（23）。本实用新型专利技术结构简单，调整方便。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种试验装置，尤其是一种用于获取在复杂表面钻孔参数的试验装置，具体地说是一种单向压紧制孔试验装置。
技术介绍
目前，国内各大飞机主机厂，依然采用人工的方法来进行钻孔和连接，这在很大程度上制约着飞机装配的效率和质量。飞机蒙皮的制孔和紧固件连接过程是一个比较复杂的过程，因为紧固件孔一般是在蒙皮、长桁以及长桁接头等零件已经固定在型架上以后才开始制孔，此时，飞机部段结构开敞性不好，难以在机舱内部放置压紧装置，因而必须采用单向压紧的方法来实现，在这种条件下制孔贴合面间隙控制规律与双向压紧有很大不同。因此需要对单向压紧条件下制孔相关工艺参数(单向压紧力、进给量、转速等)的确定进行试验。
技术实现思路
本技术的目的是针对单向压紧条件下难以获得相关参数而影响单向制孔参数的问题，设计一种单向压紧制孔试验装置，通过在该试验装置上安装的各类检测仪器获得全面的制孔工艺参数(如单向压紧力、进给量、转速等)。本技术的技术方案是一种单向压紧制孔试验装置，其特征是它包括内框1、四个Z向升降足2、末端执行器移动平台12和末端执行器13，末端执行器13的上端与末端执行器移动平台12上的Y向滑块相连，Y向滑块安装在Y向导轨上并与驱动螺母相连，驱动螺母与Y向驱动丝杆18相连，Y向驱动丝杆18安装在末端执行器移动平台12上，末端执行器移动平台12的两端分别与内框1相对两边上安装的X向滑块相连，各X向滑块安装在X向导轨上，至少有一个X向滑块与X向驱动螺母相连，X向驱动螺母与X向丝杆19相连，X向丝杆19安装在内框1边上；所述的四个Z向升降足2的结构相同，它包括保护罩3、安装板5和滚珠丝杠6，保护罩3罩装在安装板5上，安装板5的下端通过球面关节轴承10与底座8相连，底座8支承在被加工面上，安装板5的上端与滚珠丝杠6的一端可转动相连，滚珠丝杠6的另一端穿过保护罩3与Z向驱动装置30相连，Z向螺母固定安装在保护罩3的上部，保护罩3的侧面通过连接机构17与内框1的框边相连；所述的末端执行器13上安装有用于压紧工件的压紧头7及钻孔用的电主轴9，在压紧头7的周围安装有法向传感器23，压紧头7由气缸四驱动。所述的Y向驱动丝杆18连接有Y向手轮11，X向驱动丝杆19连接有X向手轮14。所述的Z向驱动装置5为Z向手轮15或伺服电机。所述的连接机构17主要由X向导轨4、Y向导轨16、Χ向滑块20和Y向滑块21组成，Y向导轨16安装在内框1上，Y向滑块21安装在Y向导轨16上并与X向滑块20相连，X向导轨4安装在X向滑块20上并与Z向升降足2的保护罩3相连。与所述的四个Z向升降足2相连的四个连接机构17中至少有一个的X向滑块20和Y向滑块21是固定不动的。所述的安装板上安装有导轨22，保护罩22相对位置处安装有相配的滑块。本技术的有益效果本技术的末端执行器通过两根分别沿X、Y方向的滑轨与框架相连，这类似于一种“行车”结构，可以在工件表面的任意位置进行制孔。同时将法向传感器应用在该试验装置上，可以很精确的沿曲面法向方向施加压紧力。整套装置结构紧凑，成本相对较低。如果用电机代替手轮，可以实现全自动化调整。本技术为单向压紧制孔工艺参数的获得提供了理想的实现平台，通过加装相关的传感器即可实现加工过程的在线或离线检测。附图说明图1是本技术的俯视结构示意图。图2是本技术的内框的结构示意图。图3是本技术的Z向升降足的结构示意图。图4是图3的后视图。图5是本技术的连接机构的结构示意图。图6是图5的左视图。图7是本技术的连接机构补偿调整示意图。图8是本技术的末端执行器的结构示意图。图9是图8的仰视图。图10是本技术的试验装置的调节过程的原理框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1-10所示。一种单向压紧制孔试验装置，它包括内框1、四个Z向升降足2、末端执行器移动平台12和末端执行器13，末端执行器13的上端与末端执行器移动平台12上的平台Y向滑块27相连，平台Y向滑块27安装在平台Y向导轨观上并与驱动螺母31相连，驱动螺母31与Y向驱动丝杆18相连，Y向驱动丝杆18安装在末端执行器移动平台12上，在Y向驱动丝杆18的一端上安装有Y向手轮11，末端执行器移动平台12的两端分别与内框1相对两边上安装的平台X向滑块M相连，各平台X向滑块M安装在平台X向导轨25上，至少有一个平台X向滑块24与X向驱动螺母沈相连，X向驱动螺母沈与X向丝杆19相连，X向丝杆19安装在内框1边上，驱动X向丝杆19的X向手轮14安装在X向丝杆19的一端上，如图1所示；所述的四个Z向升降足2的结构相同，如图3、4所示，它包括保护罩3、安装板5和滚珠丝杠6，保护罩3罩装在安装板5上，安装板5的下端通过球面关节轴承10与底座8相连，底座8支承在被加工面上，安装板5的背面安装有导轨22，保护罩22相对位置处安装有相配的滑块；安装板5的上端与滚珠丝杠6的一端可转动相连，滚珠丝杠6的另一端穿过保护罩3与Z向驱动装置30 (可采用Z向手轮15实现)相连，Z向螺母固定安装在保护罩3的上部，保护罩3的侧面通过连接机构17与内框1的框边相连；所述的末端执行器13为一常见的电主轴钻头结构，其上安装有用于压紧工件的压紧头7及钻孔用的电主轴9，在压紧头7的周围安装有法向传感器23，压紧头7由气缸四驱动。所述的连接机构17主要由X向导轨4、Y向导轨16、Χ向滑块20和Y向滑块21组成，如图5、6所示，Y向导轨16安装在内框1上，Y向滑块21安装在Y向导轨16上并与X向滑块相连，X向导轨4安装在X向滑块20上并与Z向升降足2的保护罩3相连。与所述的四个Z向升降足2相连的四个连接机构17中至少有一个的X向滑块20和Y向滑块21是固定不动的，如图7所示。进一步详述如下本技术的整套试验装置如图1所示，它主要包括内框、Z向升降足(4根)和末端执行器。内框如图2所示，X向两侧框架内侧安装导轨，通过导轨滑块与Y向滑动梁相连。在框架X向框架一侧上安装滚珠丝杠，负责滑动梁X向移动。在Y向滑动梁上安装导轨和丝杠，末端执行器通过导轨滑块与该滑动梁相连，在丝杠驱动下实现末端执行器Y向滑动。Z向升降足的结构如图3、4所示，升降足包括滚珠丝杠、滚动导轨、手轮、保护罩、安装板、球形铰链。四根升降足的保护罩分别通过连接机构与框架相连，升降足底部固定在工件的工作台上，手轮安置在升降足顶部，与滚珠丝杠连接在一起，可以通过转动手轮来旋转滚珠丝杠实现进给。滚珠丝杠的两端支撑轴承座与升降足的保护罩固定在一起，螺母与保护罩上端固定在一起，通过滚珠丝杠的驱动可以实现保护罩与安装板的相对运动，从而实现升降足的高度发生变化，进而带动内框的俯仰角度发生变化。在安装板的一侧安装有导轨22，负责Z向的导向。升降足的底部有一个球面关节轴承10，升降足通过该轴承与机床工作台相连，可以容忍升降足与工作台之间的夹角在一定范围内可调节。升降足顶部安装有手轮，负责整个机构的调姿，以确保末端执行器加工工件时，加工方向为工件表面的法线方向一致。末端执行器13是整套装置的加工单元，如图8、9所示，末端执行器由电机、滚珠丝杠、电主轴、法向传感器、压紧装置、滚动导轨、气缸、安装板等组成。在加工时，必须要保证压紧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王珉，薛少丁，黄大兴，曾长，陈文亮，郝小忠，鲍益东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：