本发明专利技术公开了一种工业机器人用的钻孔末端执行器，该末端执行器包括有主轴单元、进给单元、支承单元。主轴单元包括精密主轴头，主轴电机及驱动，ＥＲ弹簧夹头刀柄及刀具，同步带及带轮；进给单元包括直线滚珠导套及专用轴，丝杠螺母副，进给电机及驱动，同步带及带轮；支承单元包括基座，轴座，精密主轴头支座，气缸支座，压头管壳，压脚，前板，后板，电磁阀连接板，主轴电机连接板，限位开关连接板。主轴单元实现钻头的切削速度可调，进给单元实现钻头的进给速度和进给行程可调，支承单元保证了末端执行器的整体刚度。本发明专利技术结合机器人使用就可以构成柔性钻削系统，可提高钻孔的效率和精度，改善钻孔的质量，减少工人的重复劳动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人钻削领域，更特别地说，是指一种适用于工业机器人的钻孔末 端执行器。
技术介绍
孔加工在航空制造中占有重要地位，有文献报道在一条机翼的装配线上每年约要 钻削加工4000万个孔。传统的人工钴孔，工作量大，过程枯燥，钴孔的效率低，孔 的精度和质量难以保证一致性，批量化生产人力和物力成本高。随着机器人的位置精 度，负载能力的提高以及位置和刚度补偿技术的发展，使得机器人可作为高效的移动 平台，再配合钻孔末端执行器，就可以构成柔性钴削系统，提高了生产率，并且体现 出了精益系统的理念。末端执行器是钴削机器人系统中直接与工件接触，执行钴孔任 务的关键部分。由于工件的形式不同，再加上钴头的不断磨损，这就需要末端执行器 能实时改变切削速度和进给量，使得钴头处于最佳的工作状态。 专利技术 内容本专利技术的目的是提供一种工业机器人用的钴孔末端执行器，该末端执行器包括有 主轴单元、进给单元、支承单元。主轴单元包括精密主轴头，主轴电机及驱动，《R 弹簧夹头刀柄及刀具，同步带及带轮；进给单元包括直线滚珠导套及专用轴，丝杠螺 母副，进给电机及驱动，同步带及带轮；支承单元包括基座，轴座，精密主轴头支座， 气缸支座，压头管売，压脚，前板，后板，电磁阀连接板，主轴电机连接板，限位开 关连接板。主轴单元实现钴头的切削速度可调，进给单元实现钻头的进给速度和进给 行程可调，支承单元保证了末端执行器的整体刚度。随着机器人的位置精度，负载能 力的提高以及位置和则度补偿等技术的发展，使得机器人可作为一种高效灵活的柔性 平台，配以不同的末端执行器，就可以构成各种不同的柔性加工系统，本专利技术结合机 器人使用就可以构成柔性钴削系统，可提高钴孔的效率和精度，改善钴孔的质量，减 少工人的重复劳动。本专利技术的一种工业机器人用的钴孔末端执行器的优点可一次以不同的切削参数 加工层压材料或双金属材料等由不同材料组成的工件。可实时力反馈，用于监测刀具 的磨损状况，并绘制力随时间的变化图，这有利于优化刀具结构和切削参数。只有在 钴盲孔和锪孔时需输入深度值，钻通孔无需输入进给行程数据。整体结构紧凑，刚度 好，能保证作用在机器人上的力恒定。 附图说明图1是本专利技术钴孔末端执行器的外部结构图。图2是本专利技术支承单元的正视图。图2A是本专利技术支承单元的后视图。图2B是本专利技术支承单元的分解图。图3是本专利技术主轴单元的结构图。图4是本专利技术进给单元的结构图。图中l.支承单元101.基座lOla.安装面102.主轴头支座102a.A丝杠孔102b.轴承孔103.A气缸支座104.B气缸支座105.压头管売106.压脚107.A连接板跳前板181.B丝杠孔182.B通孔183.A通孔109.侧板191.A腰形孔192.B腰形孔lll.A轴座112.B轴座113.C轴座114.D轴座121.A光轴122.B光轴123.C光轴124.D光轴2.主轴单元201.A电机202.主动同步带轮203.从动同步带轮204.同步带205.B连接板3.进给单元301.B电机302.主动同步带轮303.从动同步带轮304.同步带305.后板306.丝杠307.螺母ll.A行程开关12.B行程开关13.A气缸14.B气缸15.力传感器16.电磁阀17.A节流阀18.B节流阀19.C节流阀20.D节流阀21.主轴头22.刀具23.刀柄具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1所示，本专利技术的一种工业机器人用的钻孔末端执行器，该钴孔末端执行器包括有支承单元1、主轴单元2和进给单元3;进给单元3的后板305上连接 有支承单元1的四根光轴(A光轴121、 B光轴122、 C光轴123、 D光轴124)， 主轴单元2安装在支承单元1的主轴头支座102上。参见图2、图2A、图2B所示，支承单元1包括有基座101、四个轴座(A轴 座lll、 B轴座112、 C轴座113、 D轴座114)、四根光轴(A光轴121、 B光轴122、 C光轴123、 D光轴124)、两个气缸支座(A气缸支座103、B气缸支座104)、 主轴头支座102、 A连接板107、前板108。主轴头支座102的下方中心设有一个A丝杠孔102a，A丝杠孔102a的四周设 有四个轴承孔102b， A丝杠孔102a用于丝杠306穿过，四个轴承孔102b分别用 于A光轴121、 B光轴122、 C光轴123、 D光轴124穿过，主轴头支座102上 安装有主轴单元2的主轴头21。前板108安装在基座101的安装面101a的左端,前板108上的压头管壳105 用于在加工中起到排屑的作用，前板108上的压脚106用于安装力传感器15 (该 力传感器15用于检测两个气缸输出的压紧力，压紧力是作用到工具上的)。前板108 上设有四个A通孔183、 一个B通孔182、 一个B丝杠孔181，四个A通孔183 设置在B丝杠孔181的四周；在前板108的外侧设有压头管壳105、压脚106， 压头管壳105设在压脚106的端部；B丝杠孔181内安装有丝杠轴承，该丝杠轴承 套接在丝杠306的左端上；四个A通孔183供A光轴121、 B光轴122、 C光轴123、 D光轴124通过。B通孔182用于刀柄23的穿过。A轴座lll、 B轴座112、 C轴座113、 D轴座114分别安装在基座101的安 装面101a的四个角上，且该四个轴座为两两平行布局；A轴座111与B轴座112 相对放置，C轴座113与D轴座114相对放置；A光轴121与D光轴124平行安 装在A轴座111与D轴座114之间，且A光轴121与D光轴124的一端安装在后 板305上，A光轴121与D光轴124另一端安装在前板108上；B光轴122与C 光轴123平行安装在B轴座112与C轴座113之间，且B光轴122与C光轴123 的一端安装在后板305上，B光轴122与C光轴123另一端安装在前板108上。A气缸支座103与B气缸支座104相对放置，安装在基座101的安装面101a 上，且位于C轴座113、 D轴座114的内侧；A气缸支座103上安装有A气缸13， B气缸支座104上安装有B气缸14， A气缸支座103与B气缸支座104的顶端安 装有A连接板107， A连接板107上安装有电磁阀16。在本专利技术中，A气缸13、 B气缸14提供压力给工件。侧板109设置在基座101的安装面101a—侧边上，侧板109上开有A腰孔 191、 B腰孔192， A腰孔191用于A行程开关11在孔内运动，B腰孔192用于 B行程开关12在孔内运动。A行程开关11与B行程开关12用于限制主轴单元2 向左或向右运动的最大间距。参见图3所示，主轴单元2包括有A电机201、主动同步带轮202、从动同步 带轮203、同步带204、 B连接板205、主轴头21、 ER弹簧夹头刀柄23、刀具 22;A电机201、主轴头21安装在B连接板205的一侧，A电机201的输出轴穿 过B连接板205上的一通孔后与主动同步带轮202连接，主轴头21的主轴一端穿 过B连接板205上的另一通孔后与从动同步带轮203连接，主动同步带轮202与 从动同步带轮203之间套接有同步带204，主轴头21的主轴另一端连接有刀柄23， 刀柄本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻孔末端执行器，其特征在于：该钻孔末端执行器包括有支承单元（１）、主轴单元（２）和进给单元（３）；进给单元（３）的后板（３０５）上连接有支承单元（１）的Ａ光轴（１２１）、Ｂ光轴（１２２）、Ｃ光轴（１２３）、Ｄ光轴（１２４）的一端，主轴单元（２）安装在支承单元（１）的主轴头支座（１０２）上； 支承单元（１）包括有基座（１０１）、Ａ轴座（１１１）、Ｂ轴座（１１２）、Ｃ轴座（１１３）、Ｄ轴座（１１４）、Ａ光轴（１２１）、Ｂ光轴（１２２）、Ｃ光轴（１２３）、Ｄ光轴（１２４）、Ａ气缸支座（１０３）、Ｂ气缸支座（１０４）、主轴头支座（１０２）、Ａ连接板（１０７）、前板（１０８）；Ａ轴座（１１１）、Ｂ轴座（１１２）、Ｃ轴座（１１３）、Ｄ轴座（１１４）分别安装在基座（１０１）的安装面（１０１ａ）的四个角上，Ａ光轴（１２１）与Ｄ光轴（１２４）平行安装在Ａ轴座（１１１）与Ｄ轴座（１１４）之间，且Ａ光轴（１２１）与Ｄ光轴（１２４）的一端安装在后板（３０５）上，Ａ光轴（１２１）与Ｄ光轴（１２４）另一端安装在前板（１０８）上；Ｂ光轴（１２２）与Ｃ光轴（１２３）平行安装在Ｂ轴座（１１２）与Ｃ轴座（１１３）之间，且Ｂ光轴（１２２）与Ｃ光轴（１２３）的一端安装在后板（３０５）上，Ｂ光轴（１２２）与Ｃ光轴（１２３）另一端安装在前板（１０８）上；Ａ气缸支座（１０３）与Ｂ气缸支座（１０４）相对放置，安装在基座（１０１）的安装面（１０１ａ）上，且位于Ｃ轴座（１１３）、Ｄ轴座（１１４）的内侧；Ａ气缸支座（１０３）上安装有Ａ气缸（１３），Ｂ气缸支座（１０４）上安装有Ｂ气缸（１４），Ａ气缸支座（１０３）与Ｂ气缸支座（１０４）的顶端安装有Ａ连接板（１０７），Ａ连接板（１０７）上安装有电磁阀（１６）；侧板（１０９）设置在基座（１０１）的安装面（１０１ａ）一侧边上，侧板（１０９）上开有Ａ腰孔（１９１）、Ｂ腰孔（１９２）； 主轴单元（２）包括有Ａ电机（２０１）、主动同步带轮（２０２）、从动同步带轮（２０３）、同步带（２０４）、Ｂ连接板（２０５）、主轴头（２１）、ＥＲ弹簧夹头刀柄（２３）；Ａ电机（２０１）、主轴头（２１）安装在Ｂ连接板（２０５）的一侧，Ａ电机（２０１）的输出轴穿过Ｂ连接板（２０５）上的一通孔后与主动同步带轮（２０２）连接，主轴头（２１）的主轴一端穿过Ｂ连接板（２０５）上的另一通孔后与从动同步带轮（２０３）连接，主动同步带轮（２０２）与从动同步带轮...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毕树生，梁杰，宗光华，战强，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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