一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種飛機等值段機身弧形軌制孔方法，包括以下步驟：1）架設環(huán)繞飛機機身的圓形軌道，該圓形軌道上滑動配合有帶制孔單元的弧形軌道；2）在圓形軌道上設置多個工作位，在每個工作位內，制孔單元的加工區(qū)域為弧形軌道在該工作位所覆蓋的機身區(qū)域；3）制孔單元利用自帶的壓腳壓緊工件，調整刀具的軸線與待加工孔的軸線重合，并根據(jù)壓腳位置信息和待加工的孔深信息，確定刀具的進給深度，完成打孔；4）控制制孔單元沿弧形軌道滑動，完成每個工作位所對應機身區(qū)域的制孔；5）驅動弧形軌道遍歷所有工作位，在每個工作位內，重復步驟3）和步驟4），完成對整個機身的制孔。本發(fā)明還公開了一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)。
【專利說明】一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于飛機數(shù)字化裝配自動化制孔領域，涉及一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]飛機裝配是飛機制造過程中的主要環(huán)節(jié)，飛機裝配工作量約占整個飛機制造工作量的40%?50%，裝配工作量主要以制孔、锪窩和鉚接為主。飛機大部件的精確制孔問題一直以來都是航空制造業(yè)的一個棘手問題，迄今還沒有一個適用于多種結構部件的完全令人滿意的解決方案。
[0003]以大飛機機身對接段裝配為例，在對接段環(huán)形區(qū)域，加工孔的數(shù)量巨大，隨著飛機結構材料中復合材料、鈦合金等難加工材料比重大幅上升，制孔工作量也迅速增加，并且在一些情況下制孔區(qū)域的工作空間還會受到限制。在機身對接段環(huán)形區(qū)域的制孔工作中，若采用傳統(tǒng)的人工制孔方式，工人的勞動強度大，制孔質量無法保證，制孔效率低；若采用機器人制孔方式，由于飛機外形尺寸大，飛機機身結構和工裝的約束，使得制孔設備工作空間受限，機器人可達工作空間無法覆蓋全部環(huán)形制孔區(qū)域；若采用專用機床制孔方式，則機床外形尺寸大，精度高，勢必帶來機床制造成本很高，因此機床制孔方式也不適合。
[0004]在這個背景下，國外首先提出并發(fā)展了柔性軌道自動制孔技術。波音公司首先開發(fā)了大型飛機柔性軌道自動制孔系統(tǒng)，主要用于完成機身段對接區(qū)域。該設備通過安裝于導軌上的真空吸盤，直接吸附在飛機等值段機身曲面上進行自動制孔，安裝于導軌上的輕便制孔執(zhí)行器可一次性完成鉆孔和锪窩功能。該設備適用于等值段飛機機身表面制孔加工，具有重量輕、效率高、靈活方便以及自動化程度高等特點，取消了大型制孔及定位設備的介入，降低了飛機裝配的制造成本，縮短了制孔周期。但由于柔性軌道采用真空吸盤與機身蒙皮吸附的定位方式，制孔執(zhí)行器重量輕，導致系統(tǒng)整體剛度較差，加工穩(wěn)定性不足。
[0005]目前，我國飛機裝配過程中的連接裝配仍以手工鉆鉚為主，質量穩(wěn)定性較差，并且需要大量采用專用型架，成本高，制孔效率低，與國外差距較大。本發(fā)明針對我國飛機機身段制孔的現(xiàn)狀和難點以及國外柔性軌道設備剛度不足的缺點，設計發(fā)明了一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，弧形軌道制孔系統(tǒng)定位精度高，一次安裝可完成對接部分環(huán)形區(qū)域內的全部制孔任務，特別適合機身段對接裝配中連接區(qū)域的制孔；同時，設備結構簡單，占用空間小，成本較低。綜合看來，弧形軌道制孔系統(tǒng)擁有很強的競爭力和實用性，在航空制造領域自動化精密制孔方面有著突破性的意義，對提升我國航空航天制造裝備業(yè)自動化水平，加快推動我國飛機數(shù)字化制造裝配的進步有著重大意義。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有機身段對接裝配過程中的技術不足，提供一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)及方法，適用于等值段機身對接裝配中連接區(qū)域的一次性完成孔位的鉆孔、鎊窩等功能。[0007]本發(fā)明的具體技術方案如下:
[0008]一種飛機等值段機身弧形軌制孔方法，包括以下步驟:
[0009]I)架設環(huán)繞飛機機身的圓形軌道，該圓形軌道上滑動配合有帶制孔單元的弧形軌道；
[0010]2)在圓形軌道上設置多個工作位，在每個工作位內，制孔單元的加工區(qū)域為弧形軌道在該工作位所覆蓋的機身區(qū)域；
[0011]3)制孔單元利用自帶的壓腳壓緊工件，調整刀具的軸線與待加工孔的軸線重合，并根據(jù)壓腳位置信息和待加工的孔深信息，確定刀具的進給深度，完成打孔；
[0012]4)控制制孔單元沿弧形軌道滑動，完成每個工作位所對應機身區(qū)域的制孔；
[0013]5 )驅動弧形軌道遍歷所有工作位，在每個工作位內，重復步驟3 )和步驟4 )，完成對整個機身的制孔。
[0014]一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，包括繞置在飛機機身外且具有多個工作位的圓形軌道模塊，沿所述圓形軌道模塊行走在各工作位上的弧形軌道模塊，以及滑動配合在弧形軌道模塊上的自動制孔單元，所述自動制孔單元的制孔范圍為所述弧形軌道模塊在各工作位上所覆蓋的機身區(qū)域；
[0015]所述的圓形軌道模塊包括兩條圓形軌道，每條圓形軌道由若干圓形軌道組件拼接而成，所述圓形軌道組件朝向機身的側面設有高度可調的吸盤調整腳；
[0016]所述的自動制孔單元具有壓緊機身工件的壓腳，并設有感應壓腳的位移傳感器，該位移傳感器的信號用于確定自動制孔單元上刀具的進給深度。
[0017]本發(fā)明采用四軸數(shù)控驅動自動制孔單元，制孔單元可以在弧形軌道上運動，弧形軌道分區(qū)域固定在分段拼接而成的圓形軌道上，通過帶真空吸盤調整腳固定在機身圓筒型面上，制孔系統(tǒng)可以實現(xiàn)圓周方向分區(qū)域自動制孔，并具有锪窩的功能。
[0018]圓形軌道模塊包括兩條圓形軌道，每條圓形軌道由12段圓形軌道組件組成，每段圓形軌道組件包括:單段圓形軌道、帶真空吸盤調整腳、插銷。一個圓形軌道是由12個單段圓形軌道組件通過插銷依次拼接而成，帶真空吸盤調整腳的支撐高度可調，圓形軌道通過帶真空吸盤調整腳吸附并固定在飛機等值段機身蒙皮上。
[0019]兩條圓形軌道間滑動配合有軌道保持架模塊，軌道保持架模塊包括通過保持架連桿依次連接的多個軌道保持架，該軌道保持架模塊與弧形軌道模塊圍繞呈環(huán)形。在所述的圓形軌道上，與所述弧形軌道模塊正對的軌道保持架上設有用于平衡所述自動制孔單元的配重塊。
[0020]在本發(fā)明中，九個軌道保持架通過兩側的保持架滾輪安裝在圓形軌道上，各個軌道保持架之間通過保持架連桿相連并保持相應的間距。軌道保持架上設有一定質量的配重塊，用于平衡自動制孔單元的重量。
[0021]弧形軌道模塊包括弧形軌道底座和安裝在弧形軌道底座上的弧形導軌，弧形軌道底座的兩端設有連接所述軌道保持架的弧形軌道連接架；該弧形軌道底座上還設有沿圓形軌道滑動的弧形軌滾輪，和用于固定所述弧形軌道模塊的鎖緊片，所述的弧形軌道底座上設有用于引導自動制孔單元移動的弧形齒條。
[0022]弧形軌道模塊包括:弧形軌道底座、弧形導軌、弧形軌道連接架、鎖緊片、弧形軌滾輪、圓內齒條?；⌒诬壍滥K通過兩端的弧形軌道連接架與軌道保持架模塊相連形成一個閉環(huán)整體?；⌒诬壍滥K通過弧形軌滾輪安裝在圓形軌道模塊上，并可通過鎖緊片鎖緊固定在圓形軌道模塊上。
[0023]所述的自動制孔單元包括:裝有刀具的電主軸，用于安裝電主軸的主軸托板，用于安裝主軸托板的中間托板，沿弧形軌道模塊滑動的執(zhí)行器底座，滑動配合在執(zhí)行器底座上的執(zhí)行器托板；所述的中間托板安裝在執(zhí)行器托板上；
[0024]所述的自動制孔單元還包括:
[0025]X向驅動組件，用于驅動執(zhí)行器底座沿弧形軌道模塊作作X向運動，包括安裝在驅動執(zhí)行器底座上并與弧形齒條嚙合的X軸齒輪，驅動X軸齒輪的X軸伺服電機，以及與所述弧形軌道模塊配合的底座滾輪；
[0026]Y向驅動組件，用于驅動執(zhí)行器托板在兩條圓形軌道間作Y向直線運動，包括安裝在執(zhí)行器底座上的Y軸齒條導軌，位于執(zhí)行器托板上并與Y軸齒條導軌哨合的Y軸齒輪，驅動Y軸齒輪的Y軸伺服電機，以及位于執(zhí)行器底座上并用于限定執(zhí)行器托板運動的Y軸直線導軌；
[0027]A軸旋轉組件，用于驅動中間托板繞A軸旋轉，所述的A軸平行于Y向直線，該A軸旋轉組件包括安裝在中間托板上的A軸旋轉支架，通過A軸滾珠絲杠副安裝在A軸旋轉支架上的A軸伺服電機；
[0028]Z向驅動組件，用于驅動電主軸在主軸托板上沿Z軸運動，Z軸垂直于所述的A軸和Y向直線，所述的Z向驅動組件包括安裝在中間托板上的Z軸伺服電機、Z軸同步帶、Z軸同步帶輪、Z軸直線導軌和Z軸滾珠絲杠副。
[0029]所述的位移傳感器為安裝在中間托板上的壓腳直線光柵尺，所述的中間托板上還設有進給直線光柵尺，用于感應電主軸的位置。
[0030]本發(fā)明的優(yōu)點在于:1)可以滿足飛機等值段機身特別是機身段對接區(qū)大范圍自動制孔的加工要求；2)可以滿足孔位置精度、锪窩深度、表面粗糙度和孔徑尺寸精度的設計要求；3)鉆孔锪窩加工范圍可以覆蓋整個機身段周向區(qū)域，工作效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)的整體結構圖；
[0032]圖2是弧形軌道及自動制孔單元的結構圖；
[0033]圖3是自動制孔單元的結構圖；
[0034]圖4是自動制孔單元的另一視角結構圖；
[0035]圖1中標號名稱:圓形軌道模塊1、軌道保持架模塊2、弧形軌道模塊3和自動制孔單元4、軌道保持架5、保持架連桿6、保持架滾輪7、配重塊8、單段圓形軌道9、帶真空吸盤調整腳10、插銷11 ;X代表自動制孔單元X軸旋轉方向、Y代表自動制孔單元Y軸直線運動方向、A代表自動制孔單元A軸旋轉方向、Z代表自動制孔單元Z軸直線運動方向。
[0036]圖2中標號名稱:弧形軌道底座12、弧形導軌13、弧形軌道連接架14、鎖緊片15、弧形軌滾輪16、圓內齒條17。
[0037]圖3中標號名稱:執(zhí)行器底座18、Y軸齒條導軌19、執(zhí)行器托板20、A軸螺母支架21、A軸滾珠絲杠副22、A軸旋轉支架23、A軸伺服電機24、中間托板25、Z軸伺服電機26、Z軸同步帶27、Z軸同步帶輪28、進給直線光柵尺29、主軸托板30、電主軸31、快換刀柄32、Z軸導軌33、Y軸伺服電機34、A軸轉座35、A軸旋轉編碼器36、壓腳37、Y軸導軌38、底座滾輪39、X軸齒輪40、X軸伺服電機41、X軸同步帶輪42、X軸同步帶43、X軸連桿44、X軸減速器45、X軸降速支架46。
[0038]圖4中標號名稱:壓腳直線光柵尺47、氣缸連接支架48、氣缸49、Y軸齒輪50、Ζ軸滾珠絲杠副51、刀具52、壓腳壓頭53。
【具體實施方式】
[0039]下面將結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0040]一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，采用四軸數(shù)控驅動自動制孔單元4，制孔單元可以在弧形軌道上運動，弧形軌道分區(qū)域固定在分段拼接而成的圓形軌道上，通過帶真空吸盤調整腳10固定在等值段機身型面上，制孔系統(tǒng)可以實現(xiàn)圓周方向分區(qū)域自動制孔，并具有鎊窩的功能。
[0041]本發(fā)明的制孔系統(tǒng)包括:圓形軌道模塊1、軌道保持架模塊2、弧形軌道模塊3和自動制孔單元4。
[0042]圓形軌道模塊I包括兩個圓形軌道，每個圓形軌道由12段圓形軌道組件組成，每段圓形軌道組件包括:單段圓形軌道9、帶真空吸盤調整腳10、插銷11。一個圓形軌道是由12個單段圓形軌道組件通過插銷11依次拼接而成，帶真空吸盤調整腳10的支撐高度可調，使得整個圓形軌道模塊I適應機身曲率變化順利安裝固定在飛機機身段型面上。帶真空吸盤調整腳10用壓縮空氣通過真空發(fā)生器形成負壓，可以使圓形軌道牢牢地吸附在飛機機身段型面上。
[0043]軌道保持架模塊2包括:軌道保持架5、保持架連桿6、保持架滾輪7、配重塊8。九個軌道保持架5通過兩側的保持架滾輪7安裝在圓形軌道上，各個軌道保持架5之間通過保持架連桿6相連并保持相應的間距。軌道保持架5上設有一定質量的配重塊8，用于平衡自動制孔單元4的重量。軌道保持架模塊2用于保持兩條圓形軌道的等距性，同時增強制孔系統(tǒng)的剛性，并且在圓形軌道鋪設時，可用于檢查軌道的平行性。配重塊8用來平衡自動制孔單元4的重量,便于自動制孔單元4沿軌道變換工位。
[0044]弧形軌道模塊3包括:弧形軌道底座12、弧形導軌13、弧形軌道連接架14、鎖緊片15、弧形軌滾輪16、圓內齒條17?；⌒诬壍滥K3通過兩端的弧形軌道連接架14與軌道保持架模塊2相連形成一個閉環(huán)整體?；⌒诬壍滥K3通過弧形軌滾輪16安裝在圓形軌道模塊I上，并可通過鎖緊片15鎖緊固定在圓形軌道模塊I上。在本實施例中，弧形軌道模塊3 —次安裝固定可以覆蓋整個圓形軌道的四分之一制孔加工范圍，等值段機身所有孔位的制備需要至少變換四次弧形軌道模塊3的位置。
[0045]自動制孔單元4包括:執(zhí)行器底座18、Y軸齒條導軌19、執(zhí)行器托板20、A軸螺母支架21、A軸滾珠絲杠副22、A軸旋轉支架23、A軸伺服電機24、中間托板25、Z軸伺服電機26、Z軸同步帶27、Z軸同步帶輪28、進給直線光柵尺29、主軸托板30、電主軸31、快換刀柄32、Z軸直線導軌33、Y軸伺服電機34、A軸轉座35、A軸旋轉編碼器36、壓腳37、Y軸導軌38、底座滾輪39、X軸齒輪40、X軸伺服電機41、X軸同步帶輪42、X軸同步帶43、X軸連桿44、X軸減速器45、X軸降速支架46、壓腳直線光柵尺47、氣缸連接支架48、氣缸49、Y軸齒輪50、Z軸滾珠絲杠副51、刀具52、壓腳壓頭53。[0046]自動制孔單元4通過底座滾輪39安裝在弧形軌道模塊3上，并可沿著弧形導軌13作X向運動。Y軸齒條導軌19、Y軸導軌38、底座滾輪39、X軸伺服電機41和X軸降速支架46安裝在執(zhí)行器底座18上。X軸降速支架46上設有X軸同步帶輪42、X軸同步帶43、X軸連桿44和X軸減速器45，X軸伺服電機41通過X軸同步帶輪42、X軸同步帶43、X軸連桿44帶動X軸齒輪40旋轉，通過X軸齒輪40與圓內齒條17的嚙合作用，使得執(zhí)行器底座18沿著弧形導軌13作X向運動。執(zhí)行器托板20上設有A軸螺母支架21、Y軸伺服電機34、A軸轉座35、Y軸齒輪50和導軌滑塊，執(zhí)行器托板20通過導軌滑塊安裝在Y軸齒條導軌19和Y軸直線導軌38上，在Y軸伺服電機34驅動下，通過Y軸齒輪50與Y軸齒條導軌19的嚙合作用推動執(zhí)行器托板20沿著Y軸直線導軌38作直線運動。A軸旋轉支架23、Z軸伺服電機26、Ζ軸同步帶27、Ζ軸同步帶輪28、進給直線光柵尺29、主軸托板30、Z軸直線導軌33、壓腳直線光柵尺47、氣缸49和Z軸滾珠絲杠副51安裝在中間托板25上，A軸伺服電機24通過A軸滾珠絲杠副22安裝在A軸螺母支架21上，A軸滾珠絲杠副22與A軸旋轉支架23相連，A軸伺服電機24帶動A軸滾珠絲杠副22旋轉可以使中間托板25繞著A軸旋轉。Z軸伺服電機26通過Z軸同步帶27、Z軸同步帶輪28帶動Z軸滾珠絲杠副51旋轉，推動安裝在主軸托板30上的電主軸31沿著Z軸直線導軌33運動。刀具52通過快換刀柄32安裝在電主軸31上。壓腳37上設有壓腳壓頭53，壓腳37通過氣缸連接支架48與氣缸49頂桿相連，在氣缸49的推動下可沿Z軸直線導軌33運動。
[0047]在A軸伺服電機24驅動下，通過調節(jié)A軸滾珠絲杠副22來帶動A軸旋轉支架23旋轉，從而實現(xiàn)刀具52的A軸角度的調節(jié)。A軸旋轉編碼器36作為A軸伺服電機24的位置反饋元件。進給直線光柵尺29和壓腳直線光柵尺47都為絕對式直線光柵尺，共同作為Z軸伺服電機26的位置反饋元件。
[0048]制孔系統(tǒng)在各軸伺服電機驅動下可實現(xiàn)X軸、Y軸兩個直線方向、A軸回轉方向數(shù)控定位，通過控制系統(tǒng)控制主軸和Z軸數(shù)控進給實現(xiàn)刀具(52) —次鉆孔、锪窩復合加工。
[0049]本發(fā)明的工作過程如下:
[0050]I)安裝圓形軌道模塊
[0051]圓形軌道由單段圓形軌道組件依次通過插銷11拼接而成，按相同方法安裝好兩條圓形軌道，圓形軌道通過帶真空吸盤調整腳10吸附固定在等值段機身對接區(qū)圓筒機身型面上。帶真空吸盤調整腳10用壓縮空氣通過真空發(fā)生器形成負壓，可以使圓形軌道牢牢地吸附在飛機機身段型面上。
[0052]2)安裝保持架模塊
[0053]調節(jié)兩條圓形軌道之間的距離，將軌道保持架5通過保持架滾輪7依次安裝在圓形軌道上，九個軌道保持架5之間通過保持架連桿6相連，保證各個軌道保持架5均布在圓形軌道上，軌道保持架5用于保持兩條圓形軌道的等距性，同時增強制孔系統(tǒng)的剛性，并且在軌道鋪設時，可用于檢查圓形軌道的平行性。
[0054]3)安裝弧形軌道模塊
[0055]飛機機身段對接區(qū)的制孔加工區(qū)域可分為上下左右四個區(qū)域，每個區(qū)域占了整個圓形軌道的四分之一，弧形軌道模塊3的加工范圍可以覆蓋一個加工區(qū)域，將弧形軌道模塊3通過弧形軌滾輪16安裝在圓形軌道模塊I上，通過弧形軌道連接架14與保持架連桿6相連使得弧形軌道模塊3與軌道保持架模塊2連接成為一個閉環(huán)整體，并且可自由旋轉調節(jié)弧形軌道模塊3在圓形軌道模塊I上的區(qū)域，當弧形軌道模塊3到達相應加工區(qū)域后，通過鎖緊片15將弧形軌道模塊3固定安裝在圓形軌道模塊I上。
[0056]4)安裝自動制孔單元
[0057]自動制孔單元4通過底座滾輪39安裝在弧形導軌13上，X軸齒輪40與圓內齒條17嚙合。由于自動制孔單元4質量較大，安裝在弧形軌道模塊3上后會對整個系統(tǒng)產生一定的變形誤差，為了減小消除由此產生的系統(tǒng)誤差，在圓形軌道另一側的軌道保持架5上安裝相應質量的配重塊8，用來平衡自動制孔單元4的重量，同時便于自動制孔單元4沿軌道變換工位。
[0058]5)帶刀具的主軸定位、刀具制孔和锪窩
[0059]在X軸伺服電機41驅動下,經由X軸同步帶輪42和X軸同步帶43傳動，帶動X軸轉桿44轉動，通過X軸的齒輪齒條作用實現(xiàn)自動制孔單元4的X向往返移動。在Y軸伺服電機34驅動下，Y軸齒輪50轉動并通過齒輪齒條傳動使得執(zhí)行器托板20沿Y軸直線導軌38運動，實現(xiàn)刀具52的Y向精確定位。在A軸伺服電機24驅動下，通過調節(jié)A軸滾珠絲杠副22來帶動A軸旋轉支架23旋轉，A軸旋轉編碼器36作為A軸伺服電機的位置反饋元件，從而實現(xiàn)刀具52的A軸角度的調節(jié)。通過調節(jié)X軸、Y軸、A軸的位姿，使刀具52軸線與加工孔軸線重合。
[0060]氣缸49上氣，在氣壓的作用下氣缸連接支架48受迫向下運動，使壓腳37沿著Z軸直線導軌33向下運動，實現(xiàn)壓腳壓頭53對工件的壓緊。打開電主軸31，在Z軸伺服電機26驅動下，經由Z軸同步帶輪28帶動Z軸滾珠絲杠副51轉動，推動電主軸31沿著Z軸直線導軌33做進給運動，進給直線光柵尺29和壓腳直線光柵尺47都為絕對式直線光柵尺，共同作為Z軸伺服電機26的位置反饋元件，精確調節(jié)刀具52的Z向高度直至完成制孔锪窩。
[0061]孔位完成加工后，電主軸31退回，壓腳37退回，關閉Z軸伺服電機26，關閉電主軸31。
[0062]6)完成所有孔制作
[0063]重復步驟5，自動制孔單元4移動到下一個孔位完成制孔锪窩。完成一個加工區(qū)域所有孔位的制孔后，松開鎖緊片15與圓形軌道的連接，沿著圓形軌道周向旋轉弧形軌道模塊3和軌道保持架模塊2到達下一個加工區(qū)域，重新鎖緊固定弧形軌道模塊3，重復上述步驟，實現(xiàn)飛機機身段對接區(qū)所有孔位的自動制孔。
【權利要求】
1.一種飛機等值段機身弧形軌制孔方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)架設環(huán)繞飛機機身的圓形軌道，該圓形軌道上滑動配合有帶制孔單元的弧形軌道； 2)在圓形軌道上設置多個工作位，在每個工作位內，制孔單元的加工區(qū)域為弧形軌道在該工作位所覆蓋的機身區(qū)域； 3)制孔單元利用自帶的壓腳壓緊工件，調整刀具的軸線與待加工孔的軸線重合，并根據(jù)壓腳位置信息和待加工的孔深信息，確定刀具的進給深度，完成打孔； 4)控制制孔單元沿弧形軌道滑動，完成每個工作位所對應機身區(qū)域的制孔； 5)驅動弧形軌道遍歷所有工作位，在每個工作位內，重復步驟3)和步驟4)，完成對整個機身的制孔。
2.一種飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，其特征在于，包括繞置在飛機機身外且具有多個工作位的圓形軌道模塊(1)，沿所述圓形軌道模塊(I)行走在各工作位上的弧形軌道模塊(3)，以及滑動配合在弧形軌道模塊(3)上的自動制孔單元(4)，所述自動制孔單元(4)的加工區(qū)域為所述弧形軌道模塊(3)在各工作位上所覆蓋的機身區(qū)域； 所述的圓形軌道模塊(I)包括兩條圓形軌道，每條圓形軌道由若干單段圓形軌道組件(9)拼接而成，所述單段圓形軌道組件(9)朝向機身的側面設有高度可調的吸盤調整腳(10)； 所述的自動制孔單元(4)具有壓緊機身工件的壓腳(37)，并設有感應壓腳(37)的位移傳感器，該位移傳感器的信號用于確定自動制孔單元(4)上刀具(52)的進給深度。
3.如權利要求2所述的飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，其特征在于，兩條圓形軌道間滑動配合有軌道保持架模塊(2 )，軌道保持架模塊(2 )包括通過保持架連桿(6 )依次連接的多個軌道保持架(5)，該軌道保持架模塊(2)與弧形軌道模塊(3)圍繞呈環(huán)形。
4.如權利要求3所述的飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，其特征在于，在所述的圓形軌道上，與所述弧形軌道模塊(3)正對的軌道保持架(5)上設有用于平衡所述自動制孔單元(4)的配重塊(8)。
5.如權利要求1所述的飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，其特征在于，弧形軌道模塊(3)包括弧形軌道底座(12)和安裝在弧形軌道底座(12)上的弧形導軌(13)，弧形軌道底座(12)的兩端設有連接所述軌道保持架(5)的弧形軌道連接架(14)； 該弧形軌道底座(12)上還設有沿圓形軌道滑動的弧形軌滾輪(16)，和用于固定所述弧形軌道模塊(3)的鎖緊片(15)。
6.如權利要求5所述的飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，其特征在于，所述的弧形軌道底座(12)上設有用于引導自動制孔單元(4)移動的弧形齒條(17)。
7.如權利要求6所述的飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，其特征在于，所述的自動制孔單元(4)包括:裝有刀具(52)的電主軸(31)，用于安裝電主軸(31)的主軸托板(30)，用于安裝主軸托板(30)的中間托板(25)，沿弧形軌道模塊(3)滑動的執(zhí)行器底座(18)，滑動配合在執(zhí)行器底座(18)上的執(zhí)行器托板(20);所述的中間托板(25)安裝在執(zhí)行器托板(20)上； 所述的自動制孔單元(4)還包括: X向驅動組件，用于驅動執(zhí)行器底座(18)沿弧形軌道模塊(3)作作X向運動，該X向驅動組件包括安裝在驅動執(zhí)行器底座(18)上并與弧形齒條(17)嚙合的X軸齒輪(40)，驅動X軸齒輪(40)的X軸伺服電機(41)，以及與所述弧形軌道模塊(3)配合的底座滾輪(39)； Y向驅動組件，用于驅動執(zhí)行器托板(20)在兩條圓形軌道間作Y向直線運動，包括安裝在執(zhí)行器底座(18)上的Y軸齒條導軌(19),位于執(zhí)行器托板(20)上并與Y軸齒條導軌(19)嚙合的Y軸齒輪(50)，驅動Y軸齒輪(50)的Y軸伺服電機(41)，以及位于執(zhí)行器底座(18)上并用于限定執(zhí)行器托板(20)運動的Y軸直線導軌(38); A軸旋轉組件，用于驅動中間托板(25)繞A軸旋轉，所述的A軸平行于Y向直線，該A軸旋轉組件包括安裝在中間托板(25 )上的A軸旋轉支架(23 )，通過A軸滾珠絲杠副(22 )安裝在A軸旋轉支架(23)上的A軸伺服電機(24)； Z向驅動組件，用于驅動電主軸(31)在主軸托板(30)上沿Z軸運動，Z軸垂直于所述的A軸和Y向直線，所述的Z向驅動組件包括安裝在中間托板(25)上的Z軸伺服電機(26)、Z軸同步帶(27 )、Z軸同步帶輪(28 )、Z軸直線導軌(33 )和Z軸滾珠絲杠副(51)。
8.如權利要求7所述的飛機等值段機身弧形軌制孔系統(tǒng)，其特征在于，所述的位移傳感器為安裝在中間托板(25)上的壓腳直線光柵尺(47)，所述的中間托板(25)上還設有進給直線光柵尺(29)，用于 感應電主軸(31)的位置。
【文檔編號】B23B41/00GK103962604SQ201410123510
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】蔣君俠, 黃浦縉, 朱偉東, 柯映林 申請人:浙江大學