本發(fā)明屬于飛機(jī)數(shù)字化制造領(lǐng)域，提供一種利用數(shù)字化測量設(shè)備對自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆頭的鉆尖坐標(biāo)位置進(jìn)行快速測量的裝置。

技術(shù)背景

在飛機(jī)某部件數(shù)字化裝配生產(chǎn)線中，尤其在自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖在部件上基準(zhǔn)采集過程中，需要測量自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)，一般采用目視的方法對正鉆尖與部件上的點(diǎn)、線、面，進(jìn)行測量，但這種方法效率低，且存在較大的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種用于測量自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)的底座及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種用于測量自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)的底座，所述的底座能夠與機(jī)器人末端執(zhí)行器上的鉆頭相配合，包括壓緊螺釘1、圓柱磁鐵2、轉(zhuǎn)接襯套3、鉆頭4、底座主體5、靶鏡/測頭6。所述的轉(zhuǎn)接襯套3的內(nèi)直徑與鉆頭直徑相同，位于底座主體5的內(nèi)部；所述的圓柱磁鐵2直徑大于轉(zhuǎn)接襯套3的外直徑，圓柱磁鐵2通過壓緊螺釘1安裝在底座主體5內(nèi)部，與轉(zhuǎn)接襯套3的一端接觸；所述的鉆頭4插入轉(zhuǎn)接襯套3內(nèi)，鉆頭4鉆尖與圓柱磁鐵2接觸；所述的底座主體5的外部有一凹槽，用于放置數(shù)字化測量設(shè)備的靶鏡/測頭6；所述的凹槽與圓柱磁鐵2位于底座主體5的同一側(cè)，可放置激光跟蹤儀0.25英寸的靶鏡或接觸式測量設(shè)備直徑以上的測頭。

采用上述底座測量自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)的方法，包括以下步驟：

第一步，采用數(shù)字化測量設(shè)備按待加工產(chǎn)品、夾具上的基準(zhǔn)點(diǎn)建立產(chǎn)品坐標(biāo)系。

第二步，將自動(dòng)制孔機(jī)器人的鉆頭部位移至加工區(qū)域外圍的某個(gè)位置。

第三步，選擇內(nèi)直徑與鉆頭4直徑相同的轉(zhuǎn)接襯套3，放入底座主體5內(nèi)，安裝圓柱磁鐵2和壓緊螺釘1。

第四步，將鉆頭4插入底座主體5內(nèi)，鉆頭4鉆尖與圓柱磁鐵2接觸。

第五步，將數(shù)字化測量設(shè)備的靶鏡/測頭6放在底座主體5的凹槽內(nèi)，與凹槽貼合；采用數(shù)字化測量設(shè)備測量靶鏡/測頭6的球心坐標(biāo)，得到靶鏡/測頭測量的中心點(diǎn)a，將底座繞鉆頭4旋轉(zhuǎn)約120°，測量靶鏡/測頭6的球心坐標(biāo)得到中心點(diǎn)b，再將底座繞鉆頭4旋轉(zhuǎn)約120°，測量靶鏡/測頭6的球心坐標(biāo)得到中心點(diǎn)c。

第六步，采用測量設(shè)備將第五步中測量得到的中心點(diǎn)a、中心點(diǎn)b和中心點(diǎn)c創(chuàng)建圓，通過三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)造圓，生成第一個(gè)產(chǎn)品坐標(biāo)系下的圓心坐標(biāo)，所述的圓心坐標(biāo)為鉆頭4的鉆尖位置，如圖8所示。

第七步，按第二步的要求將自動(dòng)制孔機(jī)器人移動(dòng)至另外兩個(gè)位置，重復(fù)第五步和第六步的內(nèi)容，依次生成另外兩個(gè)圓心坐標(biāo)。所述的第二步和第七步自動(dòng)制孔機(jī)器人移動(dòng)的三個(gè)位置都在數(shù)字化測量設(shè)備的可測范圍內(nèi)，且三個(gè)位置采用最大包容原則，即三個(gè)位置最大限度的包容加工區(qū)域。

第八步，通過機(jī)器人執(zhí)行設(shè)備和第六步、第七步得到的三個(gè)圓心坐標(biāo)對正產(chǎn)品、自動(dòng)制孔機(jī)器人坐標(biāo)系，得到自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明圓柱磁鐵在被鉆尖磨損影響精度時(shí)，可方便更換；通過更換襯套能夠滿足不同鉆頭直徑；該底座結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確、使用方便，測量三點(diǎn)即可測量鉆尖位置。

附圖說明

圖1是底座的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2是底座三維軸視圖；

圖3是制孔機(jī)器人鉆頭的示意圖；

圖4是轉(zhuǎn)接襯套軸三維視圖；

圖5是底座主體三維軸視圖；

圖6是圓柱磁鐵軸三維視圖；

圖7是壓緊螺釘軸三維視圖；

圖8為三點(diǎn)構(gòu)造圓心(鉆尖位置)示意圖；

圖中：1壓緊螺釘；2圓柱磁鐵；3轉(zhuǎn)接襯套；4鉆頭；5底座主體；6測量設(shè)備的靶鏡/測頭。

具體實(shí)施方式

一種用于測量自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)的底座包括壓緊螺釘1、圓柱磁鐵2、轉(zhuǎn)接襯套3、鉆頭4、底座主體5、靶鏡/測頭6。所述的轉(zhuǎn)接襯套3的內(nèi)直徑與鉆頭直徑相同，位于底座主體5的內(nèi)部；所述的圓柱磁鐵2直徑大于轉(zhuǎn)接襯套3的外直徑，圓柱磁鐵2通過壓緊螺釘1安裝在底座主體5內(nèi)部，與轉(zhuǎn)接襯套3的一端接觸；所述的鉆頭4插入轉(zhuǎn)接襯套3內(nèi)，鉆頭4鉆尖與圓柱磁鐵2接觸；所述的底座外緣加工一個(gè)凹槽，用于放置數(shù)字化測量設(shè)備的靶鏡/測頭6，可放置激光跟蹤儀0.25英寸的靶鏡或接觸式測量設(shè)備φ3mm直徑以上的測頭，凹槽與圓柱磁鐵2位于底座主體5的同一側(cè)。

采用上述底座測量自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)的方法，包括以下步驟：

第一步，采用數(shù)字化測量設(shè)備按待加工產(chǎn)品、夾具上的基準(zhǔn)點(diǎn)建立產(chǎn)品坐標(biāo)系。

第二步，將自動(dòng)制孔機(jī)器人的鉆頭部位移至加工區(qū)域外圍的某個(gè)位置。

第三步，選擇內(nèi)直徑與鉆頭4直徑相同的轉(zhuǎn)接襯套3，放入底座主體5內(nèi)，安裝圓柱磁鐵2和壓緊螺釘1。

第四步，將鉆頭4插入底座主體5內(nèi)，鉆頭4鉆尖與圓柱磁鐵2接觸。

第五步，將數(shù)字化測量設(shè)備的靶鏡/測頭6放在底座主體5的凹槽內(nèi)，與凹槽貼合；采用數(shù)字化測量設(shè)備測量靶鏡/測頭6的球心坐標(biāo)，得到靶鏡/測頭測量的中心點(diǎn)a，將底座繞鉆頭4旋轉(zhuǎn)約120°，測量靶鏡/測頭6的球心坐標(biāo)得到中心點(diǎn)b，再將底座繞鉆頭4旋轉(zhuǎn)約120°，測量靶鏡/測頭6的球心坐標(biāo)得到中心點(diǎn)c。

第六步，采用數(shù)字化測量設(shè)備根據(jù)第五步中得到三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)造圓，生成第一個(gè)產(chǎn)品坐標(biāo)系下的圓心坐標(biāo)，所述的圓心坐標(biāo)為鉆頭4的鉆尖位置，如圖8所示。

第七步，按第二步的要求將自動(dòng)制孔機(jī)器人依次移動(dòng)至另外兩個(gè)位置，重復(fù)第五步和第六步的內(nèi)容，依次生成另外兩個(gè)圓心坐標(biāo)。所述的第二步和第七步自動(dòng)制孔機(jī)器人移動(dòng)的三個(gè)位置都在數(shù)字化測量設(shè)備的可測范圍內(nèi)，且三個(gè)位置采用最大包容原則，即三個(gè)位置最大限度的包容加工區(qū)域。

第八步，通過機(jī)器人執(zhí)行設(shè)備和第六步、第七步得到的三個(gè)圓心坐標(biāo)對正產(chǎn)品、自動(dòng)制孔機(jī)器人坐標(biāo)系，得到自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于飛機(jī)數(shù)字化制造領(lǐng)域，提供一種用于測量自動(dòng)制孔機(jī)器人鉆尖坐標(biāo)的底座及方法。底座的轉(zhuǎn)接襯套的內(nèi)直徑與鉆頭直徑相同，位于底座主體的內(nèi)部，圓柱磁鐵通過壓緊螺釘安裝轉(zhuǎn)接襯套的一端；底座主體的外有一凹槽，放置靶鏡/測頭。使用時(shí)，將自動(dòng)制孔機(jī)器人的鉆頭部位移至加工區(qū)域外圍的某個(gè)位置，鉆頭插入轉(zhuǎn)接襯套內(nèi)，鉆尖與圓柱磁鐵接觸；將數(shù)字化測量設(shè)備的靶鏡/測頭與凹槽貼合，測量靶鏡/測頭的球心坐標(biāo)，將底座繞鉆頭旋轉(zhuǎn)約120°，旋轉(zhuǎn)兩次，依次測量得到靶鏡/測頭的球心坐標(biāo)，根據(jù)三個(gè)球心坐標(biāo)構(gòu)造圓，圓心坐標(biāo)為鉆頭鉆尖位置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確、使用方便，能夠滿足不同鉆頭直徑的要求，測量三點(diǎn)即可測量鉆尖位置。

技術(shù)研發(fā)人員：王國輝;王娟;周開
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.27
技術(shù)公布日：2017.07.18