專利名稱：一種適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工裝置及其方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字化裝配是飛機(jī)裝配的必然發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字化裝配可以提高裝配協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度、 提高結(jié)構(gòu)抗疲勞性能和可靠性、改善工人勞動(dòng)環(huán)境、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、裝配過(guò)程高度柔性化和自動(dòng)化。但是飛機(jī)裝配過(guò)程中有許多關(guān)鍵交點(diǎn)孔需要加工，如起落架交點(diǎn)孔。為了滿足飛機(jī)的氣動(dòng)性、運(yùn)動(dòng)部件的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，這些關(guān)鍵孔的加工表面粗糙度、位置精度要求非常高。采用飛機(jī)數(shù)字化裝配工裝，雖然大幅度簡(jiǎn)化了飛機(jī)裝配現(xiàn)場(chǎng)的工裝布局復(fù)雜性，但仍然難以騰出空間布局傳統(tǒng)的專用機(jī)床設(shè)備。雖然有時(shí)可以采用自動(dòng)進(jìn)給鉆加工，但是自動(dòng)進(jìn)給鉆的進(jìn)給方向調(diào)整非常復(fù)雜，需要頻繁裝刀和下刀，人工操作極其不方便，效率低。對(duì)于這種情況，具有多自由度的機(jī)器人可以靈活克服空間干涉問(wèn)題，高效率調(diào)整刀具方向和位置，實(shí)現(xiàn)交點(diǎn)孔的鏜孔加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加
工裝置及其方法。適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工裝置中的鏜孔終端執(zhí)行器安裝在工業(yè)機(jī)器人末端法蘭上形成鏜孔設(shè)備，鏜孔終端執(zhí)行器包括第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第一靶標(biāo)、氣缸、主軸、伺服電機(jī)、底座、絲杠、壓腳、第二祀標(biāo)和Il刀刀柄；第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、氣缸、伺服電機(jī)、和絲杠裝在底座上，第一靶標(biāo)裝在主軸上，主軸安裝在絲杠上，絲杠與伺服電機(jī)相連，伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)推動(dòng)主軸沿第二導(dǎo)軌進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，壓腳裝在氣缸頂桿上，在氣缸的推動(dòng)下沿第一導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，鏜刀刀柄安裝在主軸的錐孔里，第二靶標(biāo)安裝在鏜刀刀柄端部中心位置。適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工方法的步驟如下
1)氣缸將壓腳彈出，壓腳壓在孔所在平面上；
2)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)激光跟蹤儀連續(xù)測(cè)量第一靶標(biāo)，獲得主軸的進(jìn)給方向與理論進(jìn)給方向的偏差；
3)氣缸將壓腳收回，壓腳脫離孔所在平面；
4)根據(jù)方向偏差，工業(yè)機(jī)器人攜帶鏜孔終端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)，調(diào)整鏜刀刀柄的方向；
5)重復(fù)步驟I) 步驟4)，將鏜刀刀柄的方向調(diào)整精度達(dá)到O.05° ;
6)氣缸將壓腳彈出，壓腳壓在孔所在的平面上；
7)通過(guò)激光跟蹤儀測(cè)量第二靶標(biāo)，獲得鏜刀刀柄在交點(diǎn)孔15中的位置與理論位置偏
8)氣缸將壓腳收回，壓腳脫離孔所在平面；9)根據(jù)位置偏差，工業(yè)機(jī)器人攜帶鏜孔終端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)，調(diào)整鏜刀刀柄的位置；
10)重復(fù)步驟6) 步驟9)，將鏜刀刀柄的位置調(diào)整精度達(dá)到O.05mm ；
11)在鏜刀刀柄上裝上鏜頭鏜孔，當(dāng)主軸、工業(yè)機(jī)器人顫振時(shí)，將主軸轉(zhuǎn)速由400轉(zhuǎn)/ 分鐘調(diào)整為200轉(zhuǎn)/分鐘，主軸進(jìn)給速度由40mm/分鐘調(diào)整為20mm/分鐘，之后加工3_5刀后，主軸轉(zhuǎn)速恢復(fù)到400轉(zhuǎn)/分鐘，主軸進(jìn)給速度恢復(fù)到40mm/分鐘。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果
1)機(jī)器人攜帶終端執(zhí)行器，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工裝的分布情況，合理規(guī)劃運(yùn)動(dòng)路徑，實(shí)現(xiàn)安全避障，防止與現(xiàn)場(chǎng)工裝及飛機(jī)產(chǎn)品的碰撞，彌補(bǔ)機(jī)床因?yàn)楦缮鏌o(wú)法到達(dá)加工位置的缺占.
2)鏜孔加工的質(zhì)量達(dá)到了機(jī)床加工水平，孔表面粗糙度達(dá)到RaO.8，圓度O. 003mm ；
3)可以根據(jù)需要調(diào)整鏜孔的位置和方向，具有很高的靈活性。


圖I是適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鍵加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖2 Ca)是本發(fā)明的鏜孔終端執(zhí)行器主視圖2 (b)是本發(fā)明的鏜孔終端執(zhí)行器測(cè)視圖中工業(yè)機(jī)器人I、鍵孔終端執(zhí)行器2、第一組導(dǎo)軌3、第二組導(dǎo)軌4、第一祀標(biāo)5、氣缸 6、主軸7、伺服電機(jī)8、底座9、絲杠10、壓腳11、第二靶標(biāo)12、鏜刀刀柄13、激光跟蹤儀14、 交點(diǎn)孔15、孔所在平面16、工件17。
具體實(shí)施例方式如圖1、2所示，適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工裝置中的鏜孔終端執(zhí)行器2安裝在工業(yè)機(jī)器人I末端法蘭上形成鏜孔設(shè)備，鏜孔終端執(zhí)行器2包括第一導(dǎo)軌3、第二導(dǎo)軌 4、第一靶標(biāo)5、氣缸6、主軸7、伺服電機(jī)8、底座9、絲杠10、壓腳11、第二靶標(biāo)12和鏜刀刀柄 13 ;第一導(dǎo)軌3、第二導(dǎo)軌4、氣缸6、伺服電機(jī)8、和絲杠10裝在底座9上,第一祀標(biāo)5裝在主軸7上，主軸7安裝在絲杠10上，絲杠10與伺服電機(jī)8相連，伺服電機(jī)8帶動(dòng)絲杠10旋轉(zhuǎn)推動(dòng)主軸7沿第二導(dǎo)軌4進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，壓腳11裝在氣缸6頂桿上，在氣缸6的推動(dòng)下沿第一導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)，鏜刀刀柄13安裝在主軸7的錐孔里，第二靶標(biāo)12安裝在鏜刀刀柄13端部中心位置。適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工方法的步驟如下
1)氣缸6將壓腳11彈出，壓腳11壓在孔所在平面16上；
2)伺服電機(jī)8驅(qū)動(dòng)主軸7進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)激光跟蹤儀14連續(xù)測(cè)量第一靶標(biāo)5，獲得主軸7的進(jìn)給方向與理論進(jìn)給方向的偏差；
3)氣缸6將壓腳11收回，壓腳11脫離孔所在平面16；
4)根據(jù)方向偏差，工業(yè)機(jī)器人I攜帶鏜孔終端執(zhí)行器2運(yùn)動(dòng)，調(diào)整鏜刀刀柄13的方向；
5)重復(fù)步驟I) 步驟4)，將鏜刀刀柄13的方向調(diào)整精度達(dá)到O.05° ;
6)氣缸6將壓腳11彈出，壓腳11壓在孔所在的平面16上；
7)通過(guò)激光跟蹤儀14測(cè)量第二靶標(biāo)12，獲得鏜刀刀柄13在交點(diǎn)孔15中的位置與理論位置偏差；8)氣缸6將壓腳11收回，壓腳11脫離孔所在平面16；
9)根據(jù)位置偏差，工業(yè)機(jī)器人I攜帶鏜孔終端執(zhí)行器2運(yùn)動(dòng)，調(diào)整鏜刀刀柄13的位置；
10)重復(fù)步驟6) 步驟9)，將鏜刀刀柄13的位置調(diào)整精度達(dá)到O.05mm ；
11)在鏜刀刀柄13上裝上鏜頭鏜孔，當(dāng)主軸7、工業(yè)機(jī)器人I顫振時(shí),將主軸7轉(zhuǎn)速由 400轉(zhuǎn)/分鐘調(diào)整為200轉(zhuǎn)/分鐘，主軸進(jìn)給速度由40mm/分鐘調(diào)整為20mm/分鐘，之后加工3-5刀后，主軸7轉(zhuǎn)速恢復(fù)到400轉(zhuǎn)/分鐘，主軸進(jìn)給速度恢復(fù)到40mm/分鐘。
權(quán)利要求
1.一種適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工裝置，其特征在于，鏜孔終端執(zhí)行器(2)安裝在工業(yè)機(jī)器人(I)末端法蘭上形成鏜孔設(shè)備，鏜孔終端執(zhí)行器(2)包括第一導(dǎo)軌(3)、 第二導(dǎo)軌(4)、第一祀標(biāo)(5)、氣缸(6)、主軸(7)、伺服電機(jī)(8)、底座(9)、絲杠(10)、壓腳(11)、第二祀標(biāo)(12)和鍵刀刀柄(13);第一導(dǎo)軌(3)、第二導(dǎo)軌(4)、氣缸(6)、伺服電機(jī)(8)、 和絲杠(10 )裝在底座(9 )上，第一靶標(biāo)(5 )裝在主軸(7 )上，主軸(7 )安裝在絲杠(10 )上， 絲杠(10)與伺服電機(jī)(8)相連，伺服電機(jī)(8)帶動(dòng)絲杠(10)旋轉(zhuǎn)推動(dòng)主軸(7)沿第二導(dǎo)軌(4)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，壓腳(11)裝在氣缸(6)頂桿上，在氣缸(6)的推動(dòng)下沿第一導(dǎo)軌(3)運(yùn)動(dòng)，鏜刀刀柄(13)安裝在主軸(7)的錐孔里，第二靶標(biāo)(12)安裝在鏜刀刀柄(13)端部中心位置。
2.一種使用姑權(quán)利要求I所述裝置的適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工方法，其特征在于方法的步驟如下I)氣缸(6)將壓腳(11)彈出，壓腳(11)壓在孔所在平面(16)上；2 )伺服電機(jī)(8 )驅(qū)動(dòng)主軸(7 )進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)激光跟蹤儀(14 )連續(xù)測(cè)量第一靶標(biāo)(5 )， 獲得主軸(7)的進(jìn)給方向與理論進(jìn)給方向的偏差；3)氣缸(6)將壓腳(11)收回，壓腳(11)脫離孔所在平面(16)；4)根據(jù)方向偏差，工業(yè)機(jī)器人(I)攜帶鏜孔終端執(zhí)行器(2)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整鏜刀刀柄(13)的方向；5)重復(fù)步驟I) 步驟4)，將鏜刀刀柄(13)的方向調(diào)整精度達(dá)到O.05° ;6)氣缸(6 )將壓腳(11)彈出，壓腳(11)壓在孔所在的平面(16 )上；7)通過(guò)激光跟蹤儀(14)測(cè)量第二靶標(biāo)(12)，獲得鏜刀刀柄(13)在交點(diǎn)孔15中的位置與理論位置偏差；8)氣缸(6)將壓腳(11)收回，壓腳(11)脫離孔所在平面(16)；9)根據(jù)位置偏差，工業(yè)機(jī)器人(I)攜帶鏜孔終端執(zhí)行器(2)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整鏜刀刀柄(13)的位置；10)重復(fù)步驟6) 步驟9)，將鏜刀刀柄(13)的位置調(diào)整精度達(dá)到O.05mm ；II)在鏜刀刀柄(13)上裝上鏜頭鏜孔，當(dāng)主軸(7)、工業(yè)機(jī)器人(I)顫振時(shí)，將主軸(7) 轉(zhuǎn)速由400轉(zhuǎn)/分鐘調(diào)整為200轉(zhuǎn)/分鐘，主軸進(jìn)給速度由40mm/分鐘調(diào)整為20mm/分鐘， 之后加工3-5刀后，主軸(7)轉(zhuǎn)速恢復(fù)到400轉(zhuǎn)/分鐘，主軸進(jìn)給速度恢復(fù)到40mm/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于飛機(jī)起落架交點(diǎn)孔精鏜加工裝置及其方法。鏜孔終端執(zhí)行器安裝在工業(yè)機(jī)器人末端法蘭上形成鏜孔設(shè)備，鏜孔終端執(zhí)行器包括第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第一靶標(biāo)、氣缸、主軸、伺服電機(jī)、底座、絲杠、壓腳、第二靶標(biāo)和鏜刀刀柄；第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、氣缸、伺服電機(jī)、和絲杠裝在底座上，第一靶標(biāo)裝在主軸上，主軸安裝在絲杠上，絲杠與伺服電機(jī)相連，伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)推動(dòng)主軸沿第二導(dǎo)軌進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，壓腳裝在氣缸頂桿上，在氣缸的推動(dòng)下沿第一導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，第二靶標(biāo)安裝在鏜刀刀柄端部中心位置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)飛機(jī)交點(diǎn)孔鏜孔加工，可以安全避障，彌補(bǔ)機(jī)床因?yàn)楦缮鏌o(wú)法到達(dá)加工位置的缺點(diǎn)，孔表面粗糙度達(dá)到Ra0.8，圓度0.003mm。
文檔編號(hào)B23B35/00GK102581333SQ20121007901
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者方強(qiáng), 曲巍崴, 朱偉東, 李江雄, 柯映林, 董輝躍 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)