一種用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，包括兩個環(huán)形軌道組件、至少兩個沿兩個環(huán)形軌道組件移動的四驅(qū)載運(yùn)裝置以及安裝在四驅(qū)載運(yùn)裝置上的自動制孔裝置；環(huán)形導(dǎo)軌組件包括柔性軌道模塊和真空吸盤組件；四驅(qū)載運(yùn)裝置包括第一雙驅(qū)電控小車和第二雙驅(qū)電控小車；自動制孔裝置包括法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)、鉆銑制孔單元以及壓緊排屑機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)通過合理布置一定數(shù)量的自動制孔裝置和四驅(qū)載運(yùn)裝置，既可增強(qiáng)環(huán)形軌道組件的整體剛性，進(jìn)而保證孔的加工質(zhì)量，也能顯著提高孔加工的效率。
【專利說明】
一種用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，尤其是一種用于機(jī)身對接裝配的環(huán)形自動制孔系統(tǒng)，屬于飛機(jī)數(shù)字化裝配自動制孔領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)身對接裝配制孔的質(zhì)量與效率，直接制約整機(jī)的裝配周期、制造成本和安全性能，一直是飛機(jī)數(shù)字化裝配的研究熱點(diǎn)。對此，國外率先提出了柔性軌道制孔系統(tǒng)。該設(shè)備因此自動化程度高、靈活方便好，能夠一次性完成鉆孔和锪窩功能，但系統(tǒng)整體剛性差，加工穩(wěn)定性不足。為解決上述問題，中國實(shí)用新型201410123510.8提出了一種飛機(jī)等值段機(jī)身弧形軌制孔系統(tǒng)及方法，利用軌道保持塊來提高柔性軌道整體剛度。上述兩種自動制孔系統(tǒng)對提高機(jī)身對接裝配制孔的質(zhì)量和效率起到一定推動作用，但由于兩種系統(tǒng)都采用鉆削制孔單元，對于不同孔徑需要提供在線換刀功能，較大的鉆孔軸向力也會對柔性軌道整體剛度提出更高要求，而且對飛機(jī)對接裝配較大的制孔區(qū)域采用一個制孔單元進(jìn)行加工，一定程度上會影響制孔的加工效率。螺旋制孔是航空裝配領(lǐng)域新興的一種制孔技術(shù)，具有制孔切削力小、一把刀具可加工一系列孔等優(yōu)勢。因此，采用多個螺旋制孔單元來協(xié)作完成飛機(jī)機(jī)身對接裝配制孔，將是一種較好的選擇，尤其對于現(xiàn)代大型飛機(jī)的機(jī)身對接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的飛機(jī)機(jī)身對接自動鉆孔系統(tǒng)存在制孔軸向力大、不同孔徑需要頻繁換刀以及加工效率低等問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，包括兩個環(huán)形軌道組件、至少兩個沿兩個環(huán)形軌道組件移動的四驅(qū)載運(yùn)裝置以及安裝在四驅(qū)載運(yùn)裝置上的自動制孔裝置；
[0005]環(huán)形導(dǎo)軌組件包括柔性軌道模塊和真空吸盤組件;柔性軌道模塊包括柔性軌道支架、兩個導(dǎo)向滑槽以及弧型柔性齒條;兩個導(dǎo)向滑槽分別安裝在柔性軌道支架的兩側(cè)，弧型柔性齒條設(shè)置在柔性軌道支架的軌道外圈上；真空吸盤組件包括吸盤、真空發(fā)生器和電磁換向閥；吸盤間隔設(shè)置在柔性軌道支架的軌道內(nèi)圈上，吸盤通過電磁換向閥與真空發(fā)生器管路連接；
[0006]四驅(qū)載運(yùn)裝置包括第一雙驅(qū)電控小車和第二雙驅(qū)電控小車;第一雙驅(qū)電控小車包括柔性弧型底盤、第一驅(qū)動裝置以及第二驅(qū)動裝置;在柔性弧型底盤的兩端分別通過第一齒輪軸和第二齒輪軸裝有第一驅(qū)動齒輪和第二驅(qū)動齒輪;第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置的輸出軸分別與第一齒輪軸和第二齒輪軸對接安裝;在柔性弧型底盤的兩側(cè)均設(shè)有至少一個導(dǎo)輪軸，在導(dǎo)輪軸上轉(zhuǎn)動式設(shè)有導(dǎo)輪;柔性弧型底盤兩側(cè)的導(dǎo)輪分別嵌于柔性軌道支架兩側(cè)的導(dǎo)向滑槽內(nèi)，并可沿導(dǎo)向滑槽來回滑動;第一齒輪軸和第二齒輪軸同時與一個環(huán)形導(dǎo)軌組件上的弧型柔性齒條相嚙合;第二雙驅(qū)電控小車與第一雙驅(qū)電控小車的結(jié)構(gòu)相同，并以相同方式安裝在另一環(huán)形導(dǎo)軌組件上；
[0007]自動制孔裝置包括法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)、鉆銑制孔單元以及壓緊排肩機(jī)構(gòu);法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)包括二自由度串聯(lián)滑臺和三自由度并聯(lián)滑臺；三自由度并聯(lián)滑臺包括定平臺和動平臺；動平臺通過三自由度驅(qū)動裝置安裝在定平臺上；定平臺安裝在二自由度串聯(lián)滑臺上，由二自由度串聯(lián)滑臺驅(qū)動定平臺二自由度移動;二自由度串聯(lián)滑臺安裝在第一雙驅(qū)電控小車和第二雙驅(qū)電控小車上;鉆銑制孔單元和壓緊排肩機(jī)構(gòu)均安裝在動平臺上。
[0008]采用環(huán)形導(dǎo)軌組件能夠使自動制孔裝置在飛機(jī)機(jī)身周圍環(huán)繞移動，確保在飛機(jī)機(jī)身圓周的各個制孔點(diǎn)都具有較好的軸向作用力，既提高了制孔靈活性，由增強(qiáng)了制孔的精度;采用至少兩個四驅(qū)載運(yùn)裝置安裝在環(huán)形導(dǎo)軌組件上，可以在各個四驅(qū)載運(yùn)裝置安裝不同的刀具，從而省去頻繁換刀的麻煩，有效提高了工作效率;采用法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)既滿足一定工位內(nèi)多孔加工，而且還很好滿足機(jī)身裝配制孔時的小范圍調(diào)姿，同時能承受較大的切削力;采用鉆銑制孔單元能夠?qū)崿F(xiàn)刀具偏心調(diào)節(jié)，因而具備了鉆孔和螺旋銑孔兩種功能，可避免傳統(tǒng)鉆孔時換刀操作，能顯著提高飛機(jī)機(jī)身對接裝配的制孔效率;通過合理布置一定數(shù)量的自動制孔裝置和四驅(qū)載運(yùn)裝置，既可增強(qiáng)環(huán)形軌道組件的整體剛性，進(jìn)而保證孔的加工質(zhì)量，也能顯著提高孔加工的效率。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，二自由度串聯(lián)滑臺包括縱向拖板、橫移門架、第一絲桿、第三驅(qū)動裝置、第二絲桿以及第四驅(qū)動裝置;縱向拖板架設(shè)在第一雙驅(qū)電控小車和第二雙驅(qū)電控小車上，并在縱向拖板上設(shè)有兩條平行的第一滑軌;在橫移門架下方設(shè)有兩個第一滑塊，兩個第一滑塊分別卡扣在第一滑軌上，并可沿第一滑軌縱向滑動;第一絲桿和第三驅(qū)動裝置均安裝在縱向拖板上，且第一絲桿對接安裝在第三驅(qū)動裝置的輸出軸上；在橫移門架的側(cè)面設(shè)有與第一絲桿相旋合的第一螺母;第二絲桿和第四驅(qū)動裝置均安裝在橫移門架的頂部，且第二絲桿對接安裝在第四驅(qū)動裝置的輸出軸上;在橫移門架的頂部下方橫向設(shè)有第二導(dǎo)軌，在定平臺上設(shè)有第二滑塊和中間螺母，第二滑塊卡扣在第二導(dǎo)軌上，第二絲桿旋合在中間螺母，用于驅(qū)動第二滑塊沿第二導(dǎo)軌橫向滑動。采用二自由度串聯(lián)滑臺能夠使安裝的三自由度并聯(lián)滑臺具有二自由度的移動性能，增強(qiáng)機(jī)動性能。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，三自由度驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動伸縮桿、第二驅(qū)動伸縮桿以及第三驅(qū)動伸縮桿;第一驅(qū)動伸縮桿、第二驅(qū)動伸縮桿以及第三驅(qū)動伸縮桿的兩端分別活動安裝在定平臺和動平臺上;在第一驅(qū)動伸縮桿、第二驅(qū)動伸縮桿以及第三驅(qū)動伸縮桿上分別裝有驅(qū)動伸縮運(yùn)動的第五驅(qū)動裝置、第六驅(qū)動裝置以及第七驅(qū)動裝置。采用三自由度驅(qū)動裝置和二自由度串聯(lián)滑臺的配合，使法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)具備五自由度的調(diào)節(jié)功能，有效增強(qiáng)了裝置的靈活性，提高裝置的制孔效率。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，第一驅(qū)動伸縮桿、第二驅(qū)動伸縮桿以及第三驅(qū)動伸縮桿的一端通過虎克鉸鏈安裝在定平臺同一圓周的三等分點(diǎn)上;第一驅(qū)動伸縮桿、第二驅(qū)動伸縮桿以及第三驅(qū)動伸縮桿的另一端通過球形鉸鏈安裝在動平臺同一圓周的三等分點(diǎn)上。采用三等分點(diǎn)安裝具有較好的穩(wěn)定性。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，鉆銑制孔單元包括公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、公轉(zhuǎn)殼體、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置、主動齒輪以及從動齒輪;在動平臺的前側(cè)中心處設(shè)有支撐套筒和中心孔，公轉(zhuǎn)殼體的一端穿過中心孔并通過圓柱滾子轉(zhuǎn)動式安裝在支撐套筒內(nèi)；公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置安裝在動平臺上，并在公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)小帶輪;在公轉(zhuǎn)殼體的外圓周上設(shè)有公轉(zhuǎn)大帶輪，公轉(zhuǎn)大帶輪與公轉(zhuǎn)小帶輪通過同步帶相連;在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的輸出端同軸連接有自轉(zhuǎn)減速裝置；自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和自轉(zhuǎn)減速裝置通過滾動軸承轉(zhuǎn)動式安裝在公轉(zhuǎn)殼體內(nèi)；自轉(zhuǎn)減速裝置的輸出軸從公轉(zhuǎn)殼體的前端伸出，且自轉(zhuǎn)減速裝置的輸出軸偏離其軸心線;在自轉(zhuǎn)減速裝置的輸出軸上安裝有刀桿，在刀桿上安裝有刀具;在公轉(zhuǎn)殼體的后端設(shè)有后端蓋，在后端蓋上設(shè)有固定支架;公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置安裝在固定支架上，主動齒輪安裝在公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置的輸出軸上;在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的尾端設(shè)有穿過后端蓋的公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸，從動齒輪安裝在公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸上;主動齒輪與從動齒輪相嚙合。采用鉆銑制孔單元不僅實(shí)現(xiàn)了鉆孔和螺旋銑孔這兩種功能，而且可通過公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置以及公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置進(jìn)行刀具位置的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)精確加工。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，在公轉(zhuǎn)殼體的前端設(shè)有前端蓋，自轉(zhuǎn)減速裝置的輸出軸伸出前端蓋外。采用前端蓋能夠?qū)ψ赞D(zhuǎn)減速裝置進(jìn)行保護(hù)。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，公轉(zhuǎn)殼體的外圓中心線與自轉(zhuǎn)減速裝置的外圓中心線的偏移量等于自轉(zhuǎn)減速裝置的外圓中心線與自轉(zhuǎn)減速裝置的輸出軸軸心線的偏移量，且偏移方向相反。該設(shè)計(jì)能夠增強(qiáng)刀具的微調(diào)節(jié)功能，提高加工精度。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，壓緊排肩機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向套筒、第一伸縮氣缸、第二伸縮氣缸、柱狀中空壓腳以及排肩管道;導(dǎo)向套筒固定安裝在動平臺的前側(cè)，且支撐套筒、刀桿和有刀具均位于導(dǎo)向套筒內(nèi)；柱狀中空壓腳安裝在導(dǎo)向套筒內(nèi)，并可沿著導(dǎo)向套筒來回滑動;第一伸縮氣缸、第二伸縮氣缸的缸體都安裝在動平臺前側(cè)面上，第一伸縮氣缸、第二伸縮氣缸的活塞桿均安裝在柱狀中空壓腳上;排肩管道連通在柱狀中空壓腳側(cè)面。采用柱狀中空壓腳能夠有效防止制孔過程中發(fā)生晃動，進(jìn)一步提高了制孔的精度;采用第一伸縮氣缸和第二伸縮氣缸進(jìn)行壓縮，從而實(shí)現(xiàn)快速排肩。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，還包括一個分別與電磁換向閥和真空發(fā)生器相連的集中控制臺；在自動制孔裝置上設(shè)有運(yùn)動控制器;集中控制臺與運(yùn)動控制器無線通訊連接;運(yùn)動控制器分別與第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置、法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)、鉆銑制孔單元以及壓緊排肩機(jī)構(gòu)相連。采用集中控制臺和運(yùn)動控制器能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，提高了系統(tǒng)的自動化程度。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，在柔性軌道支架的兩端設(shè)有用于裝拆的對接接口。采用兩端對接能夠有效提高柔性軌道支架的安裝靈活性和安裝效率。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于:(I)采用環(huán)形導(dǎo)軌組件能夠使自動制孔裝置在飛機(jī)機(jī)身周圍環(huán)繞移動，確保在飛機(jī)機(jī)身圓周的各個制孔點(diǎn)都具有較好的軸向作用力，既提高了制孔靈活性，由增強(qiáng)了制孔的精度；(2)采用至少兩個四驅(qū)載運(yùn)裝置安裝在環(huán)形導(dǎo)軌組件上，可以在各個四驅(qū)載運(yùn)裝置安裝不同的刀具，從而省去頻繁換刀的麻煩，有效提高了工作效率；(3)采用法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)既滿足一定工位內(nèi)多孔加工，而且還很好滿足機(jī)身裝配制孔時的小范圍調(diào)姿，同時能承受較大的切削力；(4)采用鉆銑制孔單元能夠?qū)崿F(xiàn)刀具偏心調(diào)節(jié)，因而具備了鉆孔和螺旋銑孔這兩種功能，可避免傳統(tǒng)鉆孔時換刀操作，能顯著提高飛機(jī)機(jī)身對接裝配的制孔效率；(5)通過合理布置一定數(shù)量的自動制孔裝置和四驅(qū)載運(yùn)裝置，既可增強(qiáng)環(huán)形軌道組件的整體剛性，進(jìn)而保證孔的加工質(zhì)量，也能顯著提高孔加工的效率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1中A的局部視圖；
[0021]圖3為圖2中C-C向剖視圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型的雙驅(qū)電控小車結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為圖1中B的局部視圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型的數(shù)控五坐標(biāo)的自動制孔裝置示意圖；
[0025]圖7為本實(shí)用新型的并聯(lián)平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為本實(shí)用新型的鉆銑制孔單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9為本實(shí)用新型的鉆銑制孔單元剖視圖；
[0028]圖10為本實(shí)用新型的壓緊排肩結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0029]圖11為本實(shí)用新型的系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)包括:兩個環(huán)形軌道組件1000、四個沿兩個環(huán)形軌道組件1000移動的四驅(qū)載運(yùn)裝置2000以及安裝在四驅(qū)載運(yùn)裝置2000上的自動制孔裝置3000。
[0031]如圖2和3所示，環(huán)形導(dǎo)軌組件1000包括柔性軌道模塊1100和真空吸盤組件1200，其中每個環(huán)形導(dǎo)軌組件1000可以包括若干個柔性軌道模塊1100;每個柔性軌道模塊1100包括柔性軌道支架1101、兩個導(dǎo)向滑槽1102以及弧型柔性齒條1103;兩個導(dǎo)向滑槽1102分別安裝在柔性軌道支架1101的兩側(cè)，弧型柔性齒條1103設(shè)置在柔性軌道支架1101的軌道外圈上;真空吸盤組件1200包括吸盤1201、真空發(fā)生器和電磁換向閥；吸盤1201間隔設(shè)置在柔性軌道支架1101的軌道內(nèi)圈上，吸盤1201通過電磁換向閥與真空發(fā)生器管路連接;在柔性軌道支架1101的兩端設(shè)有用于裝拆的對接接口(圖中未示出)。
[0032]如圖4和5所示，四驅(qū)載運(yùn)裝置2000包括第一雙驅(qū)電控小車2100和第二雙驅(qū)電控小車2200;第一雙驅(qū)電控小車2100包括柔性弧型底盤2101、第一驅(qū)動裝置2103以及第二驅(qū)動裝置2105;在柔性弧型底盤2101的兩端分別通過第一齒輪軸2106和第二齒輪軸2107裝有第一驅(qū)動齒輪2102和第二驅(qū)動齒輪2104;第一驅(qū)動裝置2103和第二驅(qū)動裝置2105的輸出軸分別與第一齒輪軸2106和第二齒輪軸2107對接安裝;在柔性弧型底盤2101的兩側(cè)均設(shè)有至少一個導(dǎo)輪軸2109，在導(dǎo)輪軸2109上轉(zhuǎn)動式設(shè)有導(dǎo)輪2108;柔性弧型底盤2101兩側(cè)的導(dǎo)輪2108分別嵌于柔性軌道支架1101兩側(cè)的導(dǎo)向滑槽1102內(nèi)，并可沿導(dǎo)向滑槽1102來回滑動；第一齒輪軸2106和第二齒輪軸2107同時與一個環(huán)形導(dǎo)軌組件1000上的弧型柔性齒條1103相嚙合;第二雙驅(qū)電控小車2200與第一雙驅(qū)電控小車2100的結(jié)構(gòu)相同，并以相同方式安裝在另一環(huán)形導(dǎo)軌組件1000上。
[0033]如圖5-7所示，自動制孔裝置3000包括法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100、鉆銑制孔單元3200以及壓緊排肩機(jī)構(gòu)3300;法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100包括二自由度串聯(lián)滑臺3110和三自由度并聯(lián)滑臺3120;三自由度并聯(lián)滑臺3120包括定平臺3122和動平臺3121;動平臺3121通過三自由度驅(qū)動裝置安裝在定平臺3122上;定平臺3122安裝在二自由度串聯(lián)滑臺3110上，由二自由度串聯(lián)滑臺3110驅(qū)動定平臺3122進(jìn)行二自由度移動;二自由度串聯(lián)滑臺3110安裝在第一雙驅(qū)電控小車2100和第二雙驅(qū)電控小車2200上;鉆銑制孔單元3200和壓緊排肩機(jī)構(gòu)3300均安裝在動平臺3121上。
[0034]如圖5-7所示，二自由度串聯(lián)滑臺3110包括縱向拖板3111、橫移門架3112、第一絲桿3116、第三驅(qū)動裝置3117、第二絲桿3119以及第四驅(qū)動裝置3118;縱向拖板3111架設(shè)在第一雙驅(qū)電控小車2100和第二雙驅(qū)電控小車2200上，并在縱向拖板3111上設(shè)有兩條平行的第一滑軌3113;在橫移門架3112下方設(shè)有兩個第一滑塊3114，兩個第一滑塊3114分別卡扣在第一滑軌3113上，并可沿第一滑軌3113縱向滑動;第一絲桿3116和第三驅(qū)動裝置3117均安裝在縱向拖板3111上，且第一絲桿3116對接安裝在第三驅(qū)動裝置3117的輸出軸上;在橫移門架3112的側(cè)面設(shè)有與第一絲桿3116相旋合的第一螺母3115;第二絲桿3119和第四驅(qū)動裝置3118均安裝在橫移門架3112的頂部，且第二絲桿3119對接安裝在第四驅(qū)動裝置3118的輸出軸上;在橫移門架3112的頂部下方橫向設(shè)有第二導(dǎo)軌31110，在定平臺3122上設(shè)有第二滑塊31111和中間螺母3126，第二滑塊31111卡扣在第二導(dǎo)軌31110上，第二絲桿3119旋合在中間螺母3126，用于驅(qū)動第二滑塊31111沿第二導(dǎo)軌31110橫向滑動。
[0035]如圖7所示，三自由度驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動伸縮桿3123、第二驅(qū)動伸縮桿3124以及第三驅(qū)動伸縮桿3125;第一驅(qū)動伸縮桿3123、第二驅(qū)動伸縮桿3124以及第三驅(qū)動伸縮桿3125的兩端分別活動安裝在定平臺3122和動平臺3121上;在第一驅(qū)動伸縮桿3123、第二驅(qū)動伸縮桿3124以及第三驅(qū)動伸縮桿3125上分別裝有驅(qū)動伸縮運(yùn)動的第五驅(qū)動裝置3123-1、第六驅(qū)動裝置3124-1以及第七驅(qū)動裝置3125-1。第一驅(qū)動伸縮桿3123、第二驅(qū)動伸縮桿3124以及第三驅(qū)動伸縮桿3125的一端通過虎克鉸鏈(圖中未示出)安裝在定平臺3122同一圓周的三等分點(diǎn)上；第一驅(qū)動伸縮桿3123、第二驅(qū)動伸縮桿3124以及第三驅(qū)動伸縮桿3125的另一端通過球形鉸鏈安裝在動平臺3121同一圓周的三等分點(diǎn)上。
[0036]如圖8和9所示，鉆銑制孔單元3200包括公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3201、公轉(zhuǎn)殼體3202、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3203、公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置3204、主動齒輪3205以及從動齒輪3206;在動平臺3121的前側(cè)中心處設(shè)有支撐套筒3217和中心孔3121-1，公轉(zhuǎn)殼體3202的一端穿過中心孔3121-1并通過圓柱滾子3219轉(zhuǎn)動式安裝在支撐套筒3217內(nèi)；公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3201安裝在動平臺3121上，并在公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3201的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)小帶輪3208;在公轉(zhuǎn)殼體3202的外圓周上設(shè)有公轉(zhuǎn)大帶輪3209，公轉(zhuǎn)大帶輪3209與公轉(zhuǎn)小帶輪3208通過同步帶3207相連;在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3203的輸出端同軸連接有自轉(zhuǎn)減速裝置3213;自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3203和自轉(zhuǎn)減速裝置3213通過滾動軸承3212轉(zhuǎn)動式安裝在公轉(zhuǎn)殼體3202內(nèi)；自轉(zhuǎn)減速裝置3213的輸出軸從公轉(zhuǎn)殼體3202的前端伸出，且自轉(zhuǎn)減速裝置3213的輸出軸偏離其軸心線;在自轉(zhuǎn)減速裝置3213的輸出軸上安裝有刀桿3214，在刀桿3214上安裝有刀具3215;在公轉(zhuǎn)殼體3202的后端設(shè)有后端蓋3210，在后端蓋3210上設(shè)有固定支架3211;公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置3204安裝在固定支架3211上，主動齒輪3205安裝在公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置3204的輸出軸上;在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3203的尾端設(shè)有穿過后端蓋3210的公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸，從動齒輪3206安裝在公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸上;主動齒輪3205與從動齒輪3206相嚙合。
[0037]如圖9所示，在公轉(zhuǎn)殼體3202的前端設(shè)有前端蓋3216，自轉(zhuǎn)減速裝置3213的輸出軸伸出前端蓋3216外。公轉(zhuǎn)殼體3202的外圓中心線與自轉(zhuǎn)減速裝置2213的外圓中心線的偏移量等于自轉(zhuǎn)減速裝置2213的外圓中心線與自轉(zhuǎn)減速裝置2213的輸出軸軸心線的偏移量，且偏移方向相反。
[0038]如圖10所示，壓緊排肩機(jī)構(gòu)3300包括導(dǎo)向套筒3301、第一伸縮氣缸3302、第二伸縮氣缸3303、柱狀中空壓腳3304以及排肩管道3305;導(dǎo)向套筒3301固定安裝在動平臺3121的前側(cè)，且支撐套筒3217、刀桿3214和有刀具3215均位于導(dǎo)向套筒3301內(nèi)；柱狀中空壓腳3304安裝在導(dǎo)向套筒3301內(nèi)，并可沿著導(dǎo)向套筒3301來回滑動;第一伸縮氣缸3302、第二伸縮氣缸3303的缸體都安裝在動平臺3121前側(cè)面上，第一伸縮氣缸3302、第二伸縮氣缸3303的活塞桿均安裝在柱狀中空壓腳3304上;排肩管道3305連通在柱狀中空壓腳3304側(cè)面。
[0039]如圖1所示，還包括一個分別與電磁換向閥和真空發(fā)生器相連的集中控制臺4000;在自動制孔裝置3000上設(shè)有運(yùn)動控制器2000-3000;集中控制臺4000與運(yùn)動控制器2000-3000無線通訊連接;運(yùn)動控制器2000-3000分別與第一驅(qū)動裝置2103、第二驅(qū)動裝置2105、法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100、鉆銑制孔單元3200以及壓緊排肩機(jī)構(gòu)3300相連，具體的運(yùn)動控制器2000-3000分別與第一驅(qū)動裝置2103、第二驅(qū)動裝置2105、第三驅(qū)動裝置3117、第四驅(qū)動裝置3118、第五驅(qū)動裝置3123-1、第六驅(qū)動裝置3124-1、第七驅(qū)動裝置3125-1、公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3201、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3203以及公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置3204相連。
[0040]如圖11所示，本實(shí)用新型的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)在工作時，首先，通過由集中控制臺4000協(xié)調(diào)控制若干的四驅(qū)載運(yùn)裝置2000，將相應(yīng)的數(shù)控五坐標(biāo)的自動制孔裝置3000送至設(shè)定的制孔工位;其次，集中控制臺4000協(xié)調(diào)控制法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100，將鉆銑制孔單元3200和壓緊排肩機(jī)構(gòu)3300送至某一待制孔的具體位姿;接著，根據(jù)待制孔直徑和刀具直徑，集中控制臺4000控制公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3201完成刀具偏心調(diào)節(jié)；最后在法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100、四驅(qū)載運(yùn)裝置2000、環(huán)形軌道組件1000和壓緊排肩機(jī)構(gòu)3300支撐下，由鉆銑制孔單元3200和法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100完成螺旋制孔。具體的工作流程如下:
[0041](I)在制孔前，在飛機(jī)機(jī)身對接裝配工位合理布置環(huán)形軌道組件1000和四驅(qū)載運(yùn)裝置2000和數(shù)控五坐標(biāo)的自動制孔裝置3000，包括如下步驟:
[0042]A、將由若干的柔性軌道模塊1100和真空吸盤組件1200構(gòu)成的環(huán)形軌道組件1000，通過集中控制臺4000控制真空吸盤組件1200，安裝在飛機(jī)機(jī)身對接裝配工位；
[0043]B、根據(jù)機(jī)身對接裝配環(huán)形長度，合理均布一定數(shù)量的四驅(qū)載運(yùn)裝置2000和數(shù)控五坐標(biāo)的自動制孔裝置3000;
[0044](2)在制孔時，在法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100、四驅(qū)載運(yùn)裝置2000、環(huán)形軌道組件1000和壓緊排肩機(jī)構(gòu)3300支撐下，由鉆銑制孔單元3200和法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100完成螺旋制孔，包括如下步驟:
[0045]A、集中控制臺4000通過運(yùn)動控制器2000-3000，協(xié)同控制一定數(shù)量的四驅(qū)載運(yùn)裝置2000，通過第一雙驅(qū)電控小車2100和第二雙驅(qū)電控小車2200，帶動的數(shù)控五坐標(biāo)的自動制孔裝置3000沿著環(huán)形軌道組件1000移至預(yù)定的制孔工位；
[0046]B、在某一制孔工位內(nèi)，集中控制臺4000通過運(yùn)動控制器2000-3000，控制法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100，將鉆銑制孔單元3200送至該工位內(nèi)某一具體的制孔位姿;根據(jù)待制孔孔直徑和刀具直徑，如果待制孔孔直徑等于刀并具直徑，鉆銑制孔單元3200執(zhí)行鉆孔加工;待制孔孔直徑大于刀具直徑，鉆銑制孔單元3200執(zhí)行銑孔加工；
[0047]C、某一工位上一個孔加工完成后，集中控制臺4000通過運(yùn)動控制器2000-3000，控制法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)3100，將鉆銑制孔單元3200送至下一個待制孔的位姿，重復(fù)本流程的步驟B;若某一工位上所有孔加工完后，重復(fù)本流程的步驟A，直至完成所有機(jī)身對接裝配孔的加工。
[0048]以上所述僅為本實(shí)用新型涉及的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)及方法的一個較佳實(shí)施案例，但本實(shí)用新型的實(shí)施范圍并不局限于此例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:包括兩個環(huán)形軌道組件(1000)、至少兩個沿兩個環(huán)形軌道組件(1000)移動的四驅(qū)載運(yùn)裝置(2000)以及安裝在四驅(qū)載運(yùn)裝置(2000)上的自動制孔裝置(3000); 環(huán)形導(dǎo)軌組件(1000)包括柔性軌道模塊(1100)和真空吸盤組件(1200);柔性軌道模塊(1100)包括柔性軌道支架(1101)、兩個導(dǎo)向滑槽(1102)以及弧型柔性齒條(1103);兩個導(dǎo)向滑槽(1102)分別安裝在柔性軌道支架(1101)的兩側(cè)，弧型柔性齒條(1103)設(shè)置在柔性軌道支架(1101)的軌道外圈上;真空吸盤組件(1200)包括吸盤(1201)、真空發(fā)生器和電磁換向閥；吸盤(1201)間隔設(shè)置在柔性軌道支架(1101)的軌道內(nèi)圈上，吸盤(1201)通過電磁換向閥與真空發(fā)生器管路連接； 四驅(qū)載運(yùn)裝置(2000)包括第一雙驅(qū)電控小車(2100)和第二雙驅(qū)電控小車(2200);第一雙驅(qū)電控小車(2100)包括柔性弧型底盤(2101)、第一驅(qū)動裝置(2103)以及第二驅(qū)動裝置(2105);在柔性弧型底盤(2101)的兩端分別通過第一齒輪軸(2106)和第二齒輪軸(2107)裝有第一驅(qū)動齒輪(2102)和第二驅(qū)動齒輪(2104);第一驅(qū)動裝置(2103)和第二驅(qū)動裝置(2105)的輸出軸分別與第一齒輪軸(2106)和第二齒輪軸(2107)對接安裝;在柔性弧型底盤(2101)的兩側(cè)均設(shè)有至少一個導(dǎo)輪軸(2109)，在導(dǎo)輪軸(2109)上轉(zhuǎn)動式設(shè)有導(dǎo)輪(2108);柔性弧型底盤(2101)兩側(cè)的導(dǎo)輪(2108)分別嵌于柔性軌道支架(1101)兩側(cè)的導(dǎo)向滑槽(1102)內(nèi)，并可沿導(dǎo)向滑槽(1102)來回滑動;第一齒輪軸(2106)和第二齒輪軸(2107)同時與一個環(huán)形導(dǎo)軌組件(1000)上的弧型柔性齒條(1103)相嚙合;第二雙驅(qū)電控小車(2200)與第一雙驅(qū)電控小車(2100)的結(jié)構(gòu)相同，并以相同方式安裝在另一環(huán)形導(dǎo)軌組件(1000)上； 自動制孔裝置(3000)包括法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)(3100)、鉆銑制孔單元(3200)以及壓緊排肩機(jī)構(gòu)(3300);法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)(3100)包括二自由度串聯(lián)滑臺(3110)和三自由度并聯(lián)滑臺(3120);三自由度并聯(lián)滑臺(3120)包括定平臺(3122)和動平臺(3121);動平臺(3121)通過三自由度驅(qū)動裝置安裝在定平臺(3122)上;定平臺(3122)安裝在二自由度串聯(lián)滑臺(3110)上，由二自由度串聯(lián)滑臺(3110)驅(qū)動定平臺(3122)二自由度移動；二自由度串聯(lián)滑臺(3110)安裝在第一雙驅(qū)電控小車(2100)和第二雙驅(qū)電控小車(2200)上；鉆銑制孔單元(3200)和壓緊排肩機(jī)構(gòu)(3300)均安裝在動平臺(3121)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:二自由度串聯(lián)滑臺(3110)包括縱向拖板(3111)、橫移門架(3112)、第一絲桿(3116)、第三驅(qū)動裝置(3117)、第二絲桿(3119)以及第四驅(qū)動裝置(3118);縱向拖板(3111)架設(shè)在第一雙驅(qū)電控小車(2100)和第二雙驅(qū)電控小車(2200)上，并在縱向拖板(3111)上設(shè)有兩條平行的第一滑軌(3113);在橫移門架(3112)下方設(shè)有兩個第一滑塊(3114)，兩個第一滑塊(3114)分別卡扣在第一滑軌(3113)上，并可沿第一滑軌(3113)縱向滑動；第一絲桿(3116)和第三驅(qū)動裝置(3117)均安裝在縱向拖板(3111)上，且第一絲桿(3116)對接安裝在第三驅(qū)動裝置(3117)的輸出軸上;在橫移門架(3112)的側(cè)面設(shè)有與第一絲桿(3116)相旋合的第一螺母(3115);第二絲桿(3119)和第四驅(qū)動裝置(3118)均安裝在橫移門架(3112)的頂部，且第二絲桿(3119)對接安裝在第四驅(qū)動裝置(3118)的輸出軸上;在橫移門架(3112)的頂部下方橫向設(shè)有第二導(dǎo)軌(31110)，在定平臺(3122)上設(shè)有第二滑塊(31111)和中間螺母(3126)，第二滑塊(31111)卡扣在第二導(dǎo)軌(31110)上，第二絲桿(3119)旋合在中間螺母(3126)，用于驅(qū)動第二滑塊(31111)沿第二導(dǎo)軌(31110)橫向滑動。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:三自由度驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動伸縮桿(3123)、第二驅(qū)動伸縮桿(3124)以及第三驅(qū)動伸縮桿(3125);第一驅(qū)動伸縮桿(3123)、第二驅(qū)動伸縮桿(3124)以及第三驅(qū)動伸縮桿(3125)的兩端分別活動安裝在定平臺(3122)和動平臺(3121)上；在第一驅(qū)動伸縮桿(3123)、第二驅(qū)動伸縮桿(3124)以及第三驅(qū)動伸縮桿(3125)上分別裝有驅(qū)動伸縮運(yùn)動的第五驅(qū)動裝置(3123-1)、第六驅(qū)動裝置(3124-1)以及第七驅(qū)動裝置(3125-1)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:第一驅(qū)動伸縮桿(3123)、第二驅(qū)動伸縮桿(3124)以及第三驅(qū)動伸縮桿(3125)的一端通過虎克鉸鏈安裝在定平臺(3122)同一圓周的三等分點(diǎn)上;第一驅(qū)動伸縮桿(3123)、第二驅(qū)動伸縮桿(3124)以及第三驅(qū)動伸縮桿(3125)的另一端通過球形鉸鏈安裝在動平臺(3121)同一圓周的三等分點(diǎn)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:鉆銑制孔單元(3200)包括公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3201)、公轉(zhuǎn)殼體(3202)、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3203)、公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置(3204)、主動齒輪(3205)以及從動齒輪(3206);在動平臺(3121)的前側(cè)中心處設(shè)有支撐套筒(3217)和中心孔(3121-1)，公轉(zhuǎn)殼體(3202)的一端穿過中心孔(3121-1)并通過圓柱滾子(3219)轉(zhuǎn)動式安裝在支撐套筒(3217)內(nèi)；公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3201)安裝在動平臺(3121)上，并在公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3201)的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)小帶輪(3208);在公轉(zhuǎn)殼體(3202)的外圓周上設(shè)有公轉(zhuǎn)大帶輪(3209)，公轉(zhuǎn)大帶輪(3209)與公轉(zhuǎn)小帶輪(3208)通過同步帶(3207)相連；在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3203)的輸出端同軸連接有自轉(zhuǎn)減速裝置(3213);自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3203)和自轉(zhuǎn)減速裝置(3213)通過滾動軸承(3212)轉(zhuǎn)動式安裝在公轉(zhuǎn)殼體(3202)內(nèi)；自轉(zhuǎn)減速裝置(3213)的輸出軸從公轉(zhuǎn)殼體(3202)的前端伸出，且自轉(zhuǎn)減速裝置(3213)的輸出軸偏離其軸心線；在自轉(zhuǎn)減速裝置(3213)的輸出軸上安裝有刀桿(3214)，在刀桿(3214)上安裝有刀具(3215);在公轉(zhuǎn)殼體(3202)的后端設(shè)有后端蓋(3210)，在后端蓋(3210)上設(shè)有固定支架(3211);公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置(3204)安裝在固定支架(3211)上，主動齒輪(3205)安裝在公轉(zhuǎn)半徑驅(qū)動裝置(3204)的輸出軸上;在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3203)的尾端設(shè)有穿過后端蓋(3210)的公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸，從動齒輪(3206)安裝在公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)軸上;主動齒輪(3205)與從動齒輪(3206)相嚙合。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:在公轉(zhuǎn)殼體(3202)的前端設(shè)有前端蓋(3216)，自轉(zhuǎn)減速裝置(3213)的輸出軸伸出前端蓋(3216)外。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:公轉(zhuǎn)殼體(3202)的外圓中心線與自轉(zhuǎn)減速裝置(2213)的外圓中心線的偏移量等于自轉(zhuǎn)減速裝置(2 213)的外圓中心線與自轉(zhuǎn)減速裝置(2213)的輸出軸軸心線的偏移量，且偏移方向相反。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:壓緊排肩機(jī)構(gòu)(3300)包括導(dǎo)向套筒(3301)、第一伸縮氣缸(3302)、第二伸縮氣缸(3303)、柱狀中空壓腳(3304)以及排肩管道(3305);導(dǎo)向套筒(3301)固定安裝在動平臺(3121)的前側(cè)，且支撐套筒(3217)、刀桿(3214)和有刀具(3215)均位于導(dǎo)向套筒(3301)內(nèi)；柱狀中空壓腳(3304)安裝在導(dǎo)向套筒(3301)內(nèi)，并可沿著導(dǎo)向套筒(3301)來回滑動；第一伸縮氣缸(3302)、第二伸縮氣缸(3303)的缸體都安裝在動平臺(3121)前側(cè)面上，第一伸縮氣缸(3302)、第二伸縮氣缸(3303)的活塞桿均安裝在柱狀中空壓腳(3304)上；排肩管道(3305)連通在柱狀中空壓腳(3304)側(cè)面。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:還包括一個分別與電磁換向閥和真空發(fā)生器相連的集中控制臺(4000);在自動制孔裝置(3000)上設(shè)有運(yùn)動控制器(2000-3000);集中控制臺(4000)與運(yùn)動控制器(2000-3000)無線通訊連接；運(yùn)動控制器(2000-3000)分別與第一驅(qū)動裝置(2103)、第二驅(qū)動裝置(2105)、法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)(3100)、鉆銑制孔單元(3200)以及壓緊排肩機(jī)構(gòu)(3300)相連。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)機(jī)身對接裝配的環(huán)形數(shù)控自動制孔系統(tǒng)，其特征在于:在柔性軌道支架(1101)的兩端設(shè)有用于裝拆的對接接口。
【文檔編號】B23P23/02GK205414917SQ201620212395
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】單以才, 章婷, 劉世豪, 舒平生, 顏瑋
【申請人】南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院