一種用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，包括龍門支架組件、三個四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)以及三個終端制孔單元；其中，龍門支架組件包括門型支架、兩個垂直升降裝置以及一個水平滑動裝置；四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)包括動平臺、定平臺、第一電動伸縮桿、第二電動伸縮桿、第三電動伸縮桿以及第四電動伸縮桿；終端制孔單元包括T型進(jìn)給支撐殼體、T型公轉(zhuǎn)支撐殼體、U型公轉(zhuǎn)殼體、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。該龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)能夠顯著提高翼身對接裝配制孔的效率與質(zhì)量，尤其適合于大型飛機(jī)翼身對接裝配制孔。
【專利說明】
一種用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，尤其是一種用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(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]翼身對接制孔是飛機(jī)裝配過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，它不僅影響翼身連接的安全性能，也將直接制約飛機(jī)總裝周期和制造成本。由于制孔部位不易定位與裝夾、作業(yè)環(huán)境狹小、連接孔直徑較大等因素的影響，目前翼身對接制孔多采用手工鉆削。中國實用新型專利ZL201010138456.6提出了一種翼身對接自動制孔系統(tǒng)及方法，它提供了翼身對接下壁板連接孔的自動加工方案。隨著鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等難加工材料在機(jī)翼、機(jī)身結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用越來越廣，傳統(tǒng)鉆孔因其過大制孔軸向力，極易導(dǎo)致此類材料工件的制孔缺陷。因此，如何實現(xiàn)翼身對接的高效精密制孔，已成為飛機(jī)數(shù)字化裝配自動制孔中一個十分棘手問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是飛機(jī)翼身對接大直徑連接孔加工難以現(xiàn)役自動鉆孔系統(tǒng)，以及采用人工鉆孔加工效率低等問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，包括龍門支架組件、三個四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)以及三個終端制孔單元；
[0005]龍門支架組件包括門型支架、兩個垂直升降裝置以及一個水平滑動裝置；門型支架由左立柱、右立柱和橫梁組成;兩個垂直升降裝置分別滑動式安裝在左立柱和右立柱上，水平滑動裝置滑動式安裝在橫梁上;在兩個垂直升降裝置上均設(shè)有一個水平伸縮的滑枕，在水平滑動裝置上設(shè)有一個豎直伸縮的滑枕；
[0006]四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)包括動平臺、定平臺、第一電動伸縮桿、第二電動伸縮桿、第三電動伸縮桿以及第四電動伸縮桿;第一電動伸縮桿、第二電動伸縮桿、第三電動伸縮桿和第四電動伸縮桿活動連接在動平臺與定平臺之間;三個四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)的定平臺分別安裝在三個滑枕的伸縮端上；
[0007]終端制孔單元包括T型進(jìn)給支撐殼體、T型公轉(zhuǎn)支撐殼體、U型公轉(zhuǎn)殼體、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置;T型進(jìn)給支撐殼體安裝在動平臺上，并在T型進(jìn)給支撐殼體內(nèi)設(shè)有第一軸承;第一軸承滑動套設(shè)在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體上，在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體內(nèi)設(shè)有第二軸承，在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體外設(shè)有公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和進(jìn)給螺母，在公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)小齒輪;第二軸承固定套設(shè)在U型公轉(zhuǎn)殼體上，在U型公轉(zhuǎn)殼體上設(shè)有第一偏心孔和偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，在第一偏心孔內(nèi)設(shè)有第三軸承，在偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的輸出軸上設(shè)有偏心調(diào)節(jié)小齒輪，在U型公轉(zhuǎn)殼體的外圓設(shè)有一圈與公轉(zhuǎn)小齒輪相嚙合的公轉(zhuǎn)大齒輪;第三軸承固定套設(shè)在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體上，在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體上設(shè)有第二偏心孔，在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體的后端設(shè)有與偏心調(diào)節(jié)小齒輪相嚙合的偏心調(diào)節(jié)大齒輪；自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置安裝在第二偏心孔內(nèi)，且在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的輸出端上設(shè)有刀桿;刀桿伸出T型進(jìn)給支撐殼體外，并在刀桿上設(shè)有刀具;在動平臺上設(shè)有進(jìn)給驅(qū)動裝置，在進(jìn)給驅(qū)動裝置的輸出軸上設(shè)有與進(jìn)給螺母相旋合的進(jìn)給絲桿;第一軸承、第二軸承以及第三軸承的軸向與刀桿的伸出方向相平行。
[0008]采用兩個垂直升降裝置以及一個水平滑動裝置滑動式安裝在門型支架上，能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)翼身三個方向上的機(jī)動加工，能夠適應(yīng)各種大小類型的飛機(jī)翼身加工，具有較好的適應(yīng)能力；采用四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)上定平臺和動平臺的合理設(shè)置，實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的兩維水平移動和兩維旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)了終端制孔單元的法向調(diào)姿，避免了龍門支架組件的水平移動，具有較高的加工精度;采用終端制孔單元的偏心設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)刀具的精確定位微調(diào)節(jié)，有效提高加工精度。
[0009]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，在T型進(jìn)給支撐殼體上設(shè)有一個由三個激光測距傳感器構(gòu)成的法矢檢測機(jī)構(gòu);三個激光測距傳感器的指向與刀桿的伸出方向相平行。采用法矢檢測機(jī)構(gòu)實時監(jiān)測刀具的法向位置，有利于提高翼身連接孔加工位置精度。
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，還包括一個系統(tǒng)控制臺；在系統(tǒng)控制臺內(nèi)設(shè)有分別與垂直升降裝置、水平滑動裝置、第一電動伸縮桿、第二電動伸縮桿、第三電動伸縮桿、第四電動伸縮桿、公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、進(jìn)給驅(qū)動裝置、偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置以及三個激光測距傳感器相連的控制器。采用系統(tǒng)控制臺對系統(tǒng)的各個部件進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，有效提高翼身連接孔加工的效率和精度。
[0011]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，兩個垂直升降裝置均包括T型垂直滑座、第一導(dǎo)軌、第一驅(qū)動裝置、第一絲杠、第二驅(qū)動裝置以及第二絲杠;在左立柱和右立柱的前后側(cè)面上均豎向設(shè)有第一矩形槽和第二矩形槽；在左立柱和右立柱的左右側(cè)面上設(shè)有矩形通槽;第一絲杠和第一驅(qū)動裝置分別安裝在第一矩形槽和第二矩形槽內(nèi)，且第一絲杠對接安裝在第一驅(qū)動裝置的輸出軸上;第一導(dǎo)軌豎直安裝在左立柱和右立柱的前后側(cè)面上;兩個T型垂直滑座分別套設(shè)在左立柱和右立柱上，并在T型垂直滑座上設(shè)有卡扣在第一導(dǎo)軌上的第一滑塊;第一絲杠旋合在T型垂直滑座上，用于帶動T型垂直滑座升降運動;滑枕水平安裝在T型垂直滑座上，并在水平安裝的滑枕的側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第二導(dǎo)軌，在T型垂直滑座上設(shè)有卡扣在第二導(dǎo)軌上的第二滑塊;第二驅(qū)動裝置和第二絲杠均安裝在T型垂直滑座上，且第二絲杠對接安裝在第二驅(qū)動裝置的輸出軸上;在水平安裝的滑枕上還設(shè)有第一螺母，第二絲杠與第一螺母相旋合，用于驅(qū)動滑枕穿過矩形通槽水平滑動。采用垂直升降裝置能夠?qū)崿F(xiàn)左右側(cè)面的終端制孔單元的升降和水平這二維空間平滑移動，有效提高了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，水平滑動裝置包括T型水平滑座、第三導(dǎo)軌、第三滑塊、第三驅(qū)動裝置、第四驅(qū)動裝置以及第三絲桿;第三導(dǎo)軌水平安裝在橫梁上，在T型水平滑座上設(shè)有卡扣在第三導(dǎo)軌上的第三滑塊;在橫梁的下側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第三矩形槽;在第三矩形槽內(nèi)沿其長度方向設(shè)有齒條;第三驅(qū)動裝置安裝在T型水平滑座上，并在第三驅(qū)動裝置的輸出軸上設(shè)有與齒條相嚙合的水平驅(qū)動齒輪;滑枕豎直安裝在T型水平滑座上，并在豎直安裝的滑枕的側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第四導(dǎo)軌，在T型水平滑座上設(shè)有卡扣在第四導(dǎo)軌上的第四滑塊;第四驅(qū)動裝置和第三絲桿均安裝在T型水平滑座上，且第三絲桿對接安裝在第四驅(qū)動裝置的輸出軸上;在豎直安裝的滑枕上還設(shè)有第二螺母，第三絲桿與第二螺母相旋合，用于驅(qū)動滑枕上下滑動。采用水平滑動裝置能夠?qū)崿F(xiàn)頂部的終端制孔單元的升降和水平二維空間平滑移動，有效提高了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。
[0013]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，在左立柱和右立柱的下端均設(shè)有一個四驅(qū)輪式底座。采用四驅(qū)輪式底座能夠方便移動系統(tǒng)的位置，以實現(xiàn)翼身不同位置的加工。
[0014]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，四驅(qū)輪式底座包括第一支撐板、第二支撐板以及四根電動升降桿;第二支撐板用于安裝左立柱或右立柱;在第一支撐板的底面設(shè)有四個帶有獨立驅(qū)動裝置的滾輪;第二支撐板通過四根電動升降桿支撐在第一支撐板上。采用四根電動升降桿能夠?qū)崿F(xiàn)四驅(qū)輪式底座的支撐高度調(diào)節(jié)，同時還可以改變門型支架的角度，以滿足特殊位置的角度加工要求。
[0015]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，第一電動伸縮桿、第二電動伸縮桿、第三電動伸縮桿以及第四電動伸縮桿通過球鉸安裝在定平臺上，且四個安裝點位于定平臺同一圓周的四等分點上;第一電動伸縮桿和第三電動伸縮桿通過轉(zhuǎn)動副安裝在動平臺上，第二電動伸縮桿和第四電動伸縮桿通過虎克鉸或球鉸安裝在定平臺上，且四個安裝點位于動平臺同一圓周的四等分點上。采用該種連接方案能使動平臺帶動終端制孔單元實現(xiàn)兩維水平移動和兩維旋轉(zhuǎn)運動。
[0016]作為本實用新型的進(jìn)一步限定方案，U型公轉(zhuǎn)殼體上的第一偏心孔與U型自轉(zhuǎn)支撐殼體上的第二偏心孔的偏心量大小相等，且偏離軸心的方向相反。該設(shè)計能實現(xiàn)一把刀具加工一定范圍內(nèi)的一系列不同直徑的連接孔。
[0017]本實用新型的有益效果在于:(I)采用兩個垂直升降裝置以及一個水平滑動裝置滑動式安裝在門型支架上，能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)翼身三個方向上的機(jī)動加工，能夠適應(yīng)各種大小類型的飛機(jī)翼身加工，具有較好的適應(yīng)能力；(2)采用四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)上定平臺和動平臺的合理設(shè)置，實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的兩維水平移動和兩維旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)了終端制孔單元的法向調(diào)姿，避免了龍門支架組件的水平移動，具有較高的加工精度；(3)采用終端制孔單元的偏心設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)刀具的精確定位微調(diào)節(jié)，有效提高加工精度。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2為本實用新型的龍門支架組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為圖2的后視圖；
[0021]圖4為圖2的俯視圖；
[0022]圖5為圖4中C處的局部放大圖；
[0023]圖6為圖4中B-B剖視圖；
[0024]圖7為圖6中A-A剖視圖；
[0025]圖8為本實用新型的四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)、終端制孔單元和法矢檢測機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為本實用新型的終端制孔單元剖視圖；
[0027]圖10為本實用新型的制孔流程圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，本實用新型提供的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)包括:龍門支架組件1000、三個四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000以及三個終端制孔單元3000。
[0029]如圖1-7所示，龍門支架組件1000包括門型支架1100、兩個垂直升降裝置以及一個水平滑動裝置；門型支架1100由左立柱1101、右立柱1102和橫梁1114組成;兩個垂直升降裝置分別滑動式安裝在左立柱1101和右立柱1102上，水平滑動裝置滑動式安裝在橫梁1114上;在兩個垂直升降裝置上均設(shè)有一個水平伸縮的滑枕1008，在水平滑動裝置上設(shè)有一個豎直伸縮的滑枕1008。
[0030]如圖8所示，四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000包括動平臺2001、定平臺2002、第一電動伸縮桿2003、第二電動伸縮桿2004、第三電動伸縮桿2005以及第四電動伸縮桿2006;第一電動伸縮桿2003、第二電動伸縮桿2004、第三電動伸縮桿2005和第四電動伸縮桿2006活動連接在動平臺2001與定平臺2002之間；三個四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000的定平臺2002分別安裝在三個滑枕1008的伸縮端上。
[0031]如圖9所示，終端制孔單元3000包括T型進(jìn)給支撐殼體3020、T型公轉(zhuǎn)支撐殼體3021、U型公轉(zhuǎn)殼體3003、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005;T型進(jìn)給支撐殼體3020安裝在動平臺2001上，并在T型進(jìn)給支撐殼體3020內(nèi)設(shè)有第一軸承3010;第一軸承3010滑動套設(shè)在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體3021上，在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體3021內(nèi)設(shè)有第二軸承3009，在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體3021外設(shè)有公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3001和進(jìn)給螺母3012，在公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3001的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)小齒輪3019;第二軸承3009固定套設(shè)在U型公轉(zhuǎn)殼體3003上，在U型公轉(zhuǎn)殼體3003上設(shè)有第一偏心孔3003-1和偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3016，在第一偏心孔3003-1內(nèi)設(shè)有第三軸承3008，在偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3016的輸出軸上設(shè)有偏心調(diào)節(jié)小齒輪3017，在U型公轉(zhuǎn)殼體3003的外圓設(shè)有一圈與公轉(zhuǎn)小齒輪3019相嚙合的公轉(zhuǎn)大齒輪3018;第三軸承3008固定套設(shè)在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004上，在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004上設(shè)有第二偏心孔3004-1，在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004的后端設(shè)有與偏心調(diào)節(jié)小齒輪3017相嚙合的偏心調(diào)節(jié)大齒輪3015;自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005安裝在第二偏心孔3004-1內(nèi)，且在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005的輸出端上設(shè)有刀桿3006;刀桿3006伸出T型進(jìn)給支撐殼體3020外，并在刀桿3006上設(shè)有刀具3007;在動平臺2001上設(shè)有進(jìn)給驅(qū)動裝置3014，在進(jìn)給驅(qū)動裝置3014的輸出軸上設(shè)有與進(jìn)給螺母3012相旋合的進(jìn)給絲桿3013;第一軸承3010、第二軸承3009以及第三軸承3008的軸向與刀桿3006的伸出方向相平行;U型公轉(zhuǎn)殼體3003上的第一偏心孔3003-1與U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004上的第二偏心孔3004-1的偏心量大小相等，且偏尚軸心的方向相反。
[0032]如圖8所示，在T型進(jìn)給支撐殼體3020上設(shè)有一個由三個激光測距傳感器構(gòu)成的法矢檢測機(jī)構(gòu)5000;三個激光測距傳感器的指向與刀桿3006的伸出方向相平行。
[0033]如圖1所示，還包括一個系統(tǒng)控制臺4000；在系統(tǒng)控制臺4000內(nèi)設(shè)有分別與垂直升降裝置、水平滑動裝置、第一電動伸縮桿2003、第二電動伸縮桿2004、第三電動伸縮桿2005、第四電動伸縮桿2006、公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3001、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005、進(jìn)給驅(qū)動裝置3014、偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3016以及三個激光測距傳感器相連的控制器。
[0034]如圖3-7所示，兩個垂直升降裝置均包括T型垂直滑座1105、第一導(dǎo)軌1103、第一驅(qū)動裝置1116、第一絲杠1117、第二驅(qū)動裝置1127以及第二絲杠1128;在左立柱1101和右立柱1102的前后側(cè)面上均豎向設(shè)有第一矩形槽1121和第二矩形槽1122;在左立柱1101和右立柱1102的左右側(cè)面上設(shè)有矩形通槽1115;第一絲杠1117和第一驅(qū)動裝置1116分別安裝在第一矩形槽1121和第二矩形槽1122內(nèi)，且第一絲杠1117對接安裝在第一驅(qū)動裝置1116的輸出軸上，利用第一矩形槽1121和第二矩形槽1122來安裝第一絲杠1117和第一驅(qū)動裝置1116，能夠有效減小垂直升降裝置的體積，而且方便垂直升降裝置的升降運動；第一導(dǎo)軌1103豎直安裝在左立柱1101和右立柱1102的前后側(cè)面上;兩個T型垂直滑座1105分別套設(shè)在左立柱1101和右立柱1102上，并在T型垂直滑座1105上設(shè)有卡扣在第一導(dǎo)軌1103上的第一滑塊1104;第一絲杠1117旋合在T型垂直滑座1105上，用于帶動T型垂直滑座1105升降運動;滑枕1008水平安裝在T型垂直滑座1105上，并在水平安裝的滑枕1008的側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第二導(dǎo)軌1106，在T型垂直滑座1105上設(shè)有卡扣在第二導(dǎo)軌1106上的第二滑塊1107;第二驅(qū)動裝置1127和第二絲杠1128均安裝在T型垂直滑座1105上，且第二絲杠1128對接安裝在第二驅(qū)動裝置1127的輸出軸上；在水平安裝的滑枕1008上還設(shè)有第一螺母1129，第二絲杠H28與第一螺母1129相旋合，用于驅(qū)動滑枕1008穿過矩形通槽1115水平滑動。
[0035]如圖3-7所示，水平滑動裝置包括T型水平滑座1111、第三導(dǎo)軌1109、第三滑塊1110、第三驅(qū)動裝置1123、第四驅(qū)動裝置1124以及第三絲桿1125;第三導(dǎo)軌1109水平安裝在橫梁1114上，在T型水平滑座1111上設(shè)有卡扣在第三導(dǎo)軌1109上的第三滑塊1110;在橫梁1114的下側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第三矩形槽1118;在第三矩形槽1118內(nèi)沿其長度方向設(shè)有齒條1119;第三驅(qū)動裝置1123安裝在T型水平滑座1111上，并在第三驅(qū)動裝置1123的輸出軸上設(shè)有與齒條1119相嚙合的水平驅(qū)動齒輪1120;滑枕1008豎直安裝在T型水平滑座1111上，并在豎直安裝的滑枕1008的側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第四導(dǎo)軌1112，在T型水平滑座1111上設(shè)有卡扣在第四導(dǎo)軌1112上的第四滑塊1113;第四驅(qū)動裝置1124和第三絲桿1125均安裝在T型水平滑座1111上，且第三絲桿1125對接安裝在第四驅(qū)動裝置1124的輸出軸上;在豎直安裝的滑枕1008上還設(shè)有第二螺母1126，第三絲桿1125與第二螺母1126相旋合，用于驅(qū)動滑枕1008上下滑動。
[0036]如圖6所示，在左立柱1101和右立柱1102的下端均設(shè)有一個四驅(qū)輪式底座1200;四驅(qū)輪式底座1200包括第一支撐板1201、第二支撐板1202以及四根電動升降桿1204;第二支撐板1202用于安裝左立柱1101或右立柱1102;在第一支撐板1201的底面設(shè)有四個帶有獨立驅(qū)動裝置的滾輪1203;第二支撐板1202通過四根電動升降桿1204支撐在第一支撐板1201上。
[0037]如圖8所示，第一電動伸縮桿2003、第二電動伸縮桿2004、第三電動伸縮桿2005以及第四電動伸縮桿2006通過球鉸安裝在定平臺2002上，且四個安裝點位于定平臺2002同一圓周的四等分點上;第一電動伸縮桿2003和第三電動伸縮桿2005通過轉(zhuǎn)動副安裝在動平臺2001上，第二電動伸縮桿2004和第四電動伸縮桿2006通過虎克鉸或球鉸安裝在定平臺2001上，且四個安裝點位于動平臺2001同一圓周的四等分點上。
[0038]如圖10所示，本實用新型的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)在工作時，首先，通過由系統(tǒng)控制臺4000控制龍門支架組件1000、四桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)2000以及法向檢測機(jī)構(gòu)5000，將終端制孔單元3000送至相應(yīng)的制孔位姿；其次，由系統(tǒng)控制臺4000控制終端制孔單元3000，完成刀具公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)；最后在龍門支架組件1000和四桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)2000支撐下，在法向檢測機(jī)構(gòu)5000在線監(jiān)控下，由終端制孔單元3000完成螺旋制孔。具體的工作流程如下:
[0039](I)飛機(jī)機(jī)翼與中央翼盒對接調(diào)姿完成后，通過系統(tǒng)控制臺4000控制四驅(qū)輪式底座1200，將翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)移至相應(yīng)工位；
[0040](2)系統(tǒng)控制臺4000分別控制左立柱1101、右立柱1102和橫梁1103上的法向調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、終端制孔單元3000和法矢檢測機(jī)構(gòu)5000，分別完成翼身對接頂面和側(cè)面的自動裝配制孔，包括如下子流程:
[0041 ] A、系統(tǒng)控制臺4000控制左立柱1101、右立柱1102上的四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、終端制孔單元3000和法向檢測機(jī)構(gòu)5000，完成翼身對接側(cè)面孔加工，包括如下步驟:
[0042]a、由系統(tǒng)控制臺4000分別控制左立柱1101、右立柱1102上的第一驅(qū)動裝置1116，通過第一絲杠1117帶動T型垂直滑座1105、四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、終端制孔單元3000和法向檢測機(jī)構(gòu)5000沿高度方向移動；
[0043]b、系統(tǒng)控制臺4000協(xié)調(diào)控制四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、法向檢測機(jī)構(gòu)5000，使四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000在法向檢測機(jī)構(gòu)5000引導(dǎo)下，實現(xiàn)兩維水平移動、兩維旋轉(zhuǎn)移動，將終端制孔單元3000送至翼身對接側(cè)面具體待制孔位姿；
[0044]c、根據(jù)待制孔直徑和刀具直徑，系統(tǒng)控制臺4000控制偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3016，通過偏心調(diào)節(jié)小齒輪3017以及偏心調(diào)節(jié)大齒輪3015帶動U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004和自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005完成偏心調(diào)節(jié)，即刀具公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)；
[0045]d、系統(tǒng)控制臺4000控制公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3001，通過公轉(zhuǎn)小齒輪3019以及公轉(zhuǎn)大齒輪3018帶動U型公轉(zhuǎn)殼體3003、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005發(fā)生公轉(zhuǎn)；同時系統(tǒng)控制臺4000控制公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3001，通過進(jìn)給驅(qū)動裝置3014以及進(jìn)給絲桿3013帶動T型公轉(zhuǎn)支撐殼體3021、U型公轉(zhuǎn)殼體3003、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005進(jìn)行軸向進(jìn)給，最終由刀具3007完成螺旋制孔；
[0046]e、系統(tǒng)控制臺4000控制四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、法向檢測機(jī)構(gòu)5000，將終端制孔單元3000送至下一個待制孔位姿。
[0047]B、系統(tǒng)控制臺4000控制橫梁1103上四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、終端制孔單元3000和法向檢測機(jī)構(gòu)5000，完成翼身對接頂面孔加工，包括如下步驟:
[0048]a、由系統(tǒng)控制臺4000控制T型水平滑座1111粗端頂面左側(cè)前、后的第三驅(qū)動裝置1123，通過水平驅(qū)動齒輪1120、齒條1119帶動T型水平滑座1111、四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、終端制孔單元3000和法向檢測機(jī)構(gòu)5000沿水平方向移動；
[0049]b、系統(tǒng)控制臺4000協(xié)調(diào)控制四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、法向檢測機(jī)構(gòu)5000，使四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000在法向檢測機(jī)構(gòu)5000引導(dǎo)下，實現(xiàn)兩維水平移動、兩維旋轉(zhuǎn)移動，將終端制孔單元3000送至翼身對接頂面具體待制孔位姿；
[0050]C、根據(jù)待制孔直徑和刀具直徑，系統(tǒng)控制臺4000控制偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3016，通過偏心調(diào)節(jié)小齒輪3017、偏心調(diào)節(jié)大齒輪3015，帶動U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004和自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005完成偏心調(diào)節(jié)，即刀具公轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)；
[0051 ] d、系統(tǒng)控制臺4000控制公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3001，通過公轉(zhuǎn)小齒輪3019、公轉(zhuǎn)大齒輪3018，帶動U型公轉(zhuǎn)殼體3003、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005發(fā)生公轉(zhuǎn)；同時系統(tǒng)控制臺4000控制公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3001，通過進(jìn)給驅(qū)動裝置3014、進(jìn)給絲桿3013，帶動T型公轉(zhuǎn)支撐殼體3021、U型公轉(zhuǎn)殼體3003、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體3004以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3005進(jìn)行軸向進(jìn)給，最終由刀具3007完成螺旋制孔；
[0052]e、系統(tǒng)控制臺4000控制四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)2000、法向檢測機(jī)構(gòu)5000，將終端制孔單元
3000送至翼身對接頂面下一個待制孔位姿。
[0053]以上所述僅為本實用新型涉及的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)及方法的一個較佳實施案例，但本實用新型的實施范圍并不局限于此例。
【主權(quán)項】
1.一種用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:包括龍門支架組件(1000)、三個四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)(2000)以及三個終端制孔單元(3000)； 龍門支架組件(1000)包括門型支架(1100)、兩個垂直升降裝置以及一個水平滑動裝置；門型支架(1100)由左立柱(1101)、右立柱(1102)和橫梁(1114)組成;兩個垂直升降裝置分別滑動式安裝在左立柱(1101)和右立柱(1102)上，水平滑動裝置滑動式安裝在橫梁(1114)上;在兩個垂直升降裝置上均設(shè)有一個水平伸縮的滑枕(1008)，在水平滑動裝置上設(shè)有一個豎直伸縮的滑枕(1008); 四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)(2000)包括動平臺(2001)、定平臺(2002)、第一電動伸縮桿(2003)、第二電動伸縮桿(2004)、第三電動伸縮桿(2005)以及第四電動伸縮桿(2006);第一電動伸縮桿(2003)、第二電動伸縮桿(2004)、第三電動伸縮桿(2005)和第四電動伸縮桿(2006)活動連接在動平臺(2001)與定平臺(2002)之間;三個四桿調(diào)姿機(jī)構(gòu)(2000)的定平臺(2002)分別安裝在三個滑枕(1008)的伸縮端上； 終端制孔單元(3000)包括T型進(jìn)給支撐殼體(3020)、T型公轉(zhuǎn)支撐殼體(3021)、U型公轉(zhuǎn)殼體(3003)、U型自轉(zhuǎn)支撐殼體(3004)以及自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3005) ;T型進(jìn)給支撐殼體(3020)安裝在動平臺(2001)上，并在T型進(jìn)給支撐殼體(3020)內(nèi)設(shè)有第一軸承(3010);第一軸承(3010)滑動套設(shè)在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體(3021)上，在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體(3021)內(nèi)設(shè)有第二軸承(3009)，在T型公轉(zhuǎn)支撐殼體(3021)外設(shè)有公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3001)和進(jìn)給螺母(3012)，在公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3001)的輸出軸上設(shè)有公轉(zhuǎn)小齒輪(3019);第二軸承(3009)固定套設(shè)在U型公轉(zhuǎn)殼體(3003)上，在U型公轉(zhuǎn)殼體(3003)上設(shè)有第一偏心孔(3003-1)和偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3016)，在第一偏心孔(3003-1)內(nèi)設(shè)有第三軸承(3008)，在偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3016)的輸出軸上設(shè)有偏心調(diào)節(jié)小齒輪(3017)，在U型公轉(zhuǎn)殼體(3003)的外圓設(shè)有一圈與公轉(zhuǎn)小齒輪(3019)相嚙合的公轉(zhuǎn)大齒輪(3018)；第三軸承(3008)固定套設(shè)在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體(3004)上，在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體(3004)上設(shè)有第二偏心孔(3004-1)，在U型自轉(zhuǎn)支撐殼體(3004)的后端設(shè)有與偏心調(diào)節(jié)小齒輪(3017)相嚙合的偏心調(diào)節(jié)大齒輪(3015);自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3005)安裝在第二偏心孔(3004-1)內(nèi)，且在自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3005)的輸出端上設(shè)有刀桿(3006);刀桿(3006)伸出T型進(jìn)給支撐殼體(3020)外，并在刀桿(3006)上設(shè)有刀具(3007);在動平臺(2001)上設(shè)有進(jìn)給驅(qū)動裝置(3014)，在進(jìn)給驅(qū)動裝置(3014)的輸出軸上設(shè)有與進(jìn)給螺母(3012)相旋合的進(jìn)給絲桿(3013);第一軸承(3010)、第二軸承(3009)以及第三軸承(3008)的軸向與刀桿(3006)的伸出方向相平行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:在T型進(jìn)給支撐殼體(3020)上設(shè)有一個由三個激光測距傳感器構(gòu)成的法矢檢測機(jī)構(gòu)(5000)；三個激光測距傳感器的指向與刀桿(3006)的伸出方向相平行。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:還包括一個系統(tǒng)控制臺(4000);在系統(tǒng)控制臺(4000)內(nèi)設(shè)有分別與垂直升降裝置、水平滑動裝置、第一電動伸縮桿(2003)、第二電動伸縮桿(2004)、第三電動伸縮桿(2005)、第四電動伸縮桿(2006)、公轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3001)、自轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(3005)、進(jìn)給驅(qū)動裝置(3014)、偏心調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3016)以及三個激光測距傳感器相連的控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:兩個垂直升降裝置均包括T型垂直滑座(1105)、第一導(dǎo)軌(1103)、第一驅(qū)動裝置(1116)、第一絲杠(I 117)、第二驅(qū)動裝置(I 127)以及第二絲杠(I 128);在左立柱(I 101)和右立柱(1102)的前后側(cè)面上均豎向設(shè)有第一矩形槽(1121)和第二矩形槽(1122);在左立柱(1101)和右立柱(1102)的左右側(cè)面上設(shè)有矩形通槽(1115);第一絲杠(1117)和第一驅(qū)動裝置(1116)分別安裝在第一矩形槽(1121)和第二矩形槽(1122)內(nèi)，且第一絲杠(1117)對接安裝在第一驅(qū)動裝置(1116)的輸出軸上；第一導(dǎo)軌(1103)豎直安裝在左立柱(1101)和右立柱(1102)的前后側(cè)面上;兩個T型垂直滑座(1105)分別套設(shè)在左立柱(1101)和右立柱(1102)上，并在T型垂直滑座(1105)上設(shè)有卡扣在第一導(dǎo)軌(1103)上的第一滑塊(1104);第一絲杠(1117)旋合在T型垂直滑座(1105)上，用于帶動T型垂直滑座(1105)升降運動;滑枕(1008)水平安裝在T型垂直滑座(1105)上，并在水平安裝的滑枕(1008)的側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第二導(dǎo)軌(I 106)，在T型垂直滑座(I 105)上設(shè)有卡扣在第二導(dǎo)軌(I 106)上的第二滑塊(1107);第二驅(qū)動裝置(1127)和第二絲杠(1128)均安裝在T型垂直滑座(1105)上，且第二絲杠(1128)對接安裝在第二驅(qū)動裝置(1127)的輸出軸上;在水平安裝的滑枕(1008)上還設(shè)有第一螺母(1129)，第二絲杠(1128)與第一螺母(1129)相旋合，用于驅(qū)動滑枕(1008)穿過矩形通槽(1115)水平滑動。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:水平滑動裝置包括T型水平滑座(1111)、第三導(dǎo)軌(1109)、第三滑塊(1110)、第三驅(qū)動裝置(1123)、第四驅(qū)動裝置(I 124)以及第三絲桿(1125);第三導(dǎo)軌(I 109)水平安裝在橫梁(1114)上，在T型水平滑座(1111)上設(shè)有卡扣在第三導(dǎo)軌(1109)上的第三滑塊(1110);在橫梁(1114)的下側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第三矩形槽(1118);在第三矩形槽(1118)內(nèi)沿其長度方向設(shè)有齒條(1119);第三驅(qū)動裝置(1123)安裝在T型水平滑座(1111)上，并在第三驅(qū)動裝置(1123)的輸出軸上設(shè)有與齒條(1119)相嚙合的水平驅(qū)動齒輪(1120);滑枕(1008)豎直安裝在T型水平滑座(1111)上，并在豎直安裝的滑枕(1008)的側(cè)面沿其長度方向設(shè)有第四導(dǎo)軌(1112)，在T型水平滑座(1111)上設(shè)有卡扣在第四導(dǎo)軌(1112)上的第四滑塊(1113);第四驅(qū)動裝置(1124)和第三絲桿(1125)均安裝在T型水平滑座(1111)上，且第三絲桿(1125)對接安裝在第四驅(qū)動裝置(1124)的輸出軸上；在豎直安裝的滑枕(1008)上還設(shè)有第二螺母(1126)，第三絲桿(1125)與第二螺母(1126)相旋合，用于驅(qū)動滑枕(1008)上下滑動。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:在左立柱(1101)和右立柱(1102)的下端均設(shè)有一個四驅(qū)輪式底座(1200)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:四驅(qū)輪式底座(1200)包括第一支撐板(1201)、第二支撐板(1202)以及四根電動升降桿(1204);第二支撐板(1202)用于安裝左立柱(1101)或右立柱(1102);在第一支撐板(1201)的底面設(shè)有四個帶有獨立驅(qū)動裝置的滾輪(1203);第二支撐板(1202)通過四根電動升降桿(1204)支撐在第一支撐板(1201)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:第一電動伸縮桿(2003)、第二電動伸縮桿(2004)、第三電動伸縮桿(2005)以及第四電動伸縮桿(2006)通過球鉸安裝在定平臺(2002)上，且四個安裝點位于定平臺(2002)同一圓周的四等分點上；第一電動伸縮桿(2003)和第三電動伸縮桿(2005)通過轉(zhuǎn)動副安裝在動平臺(2001)上，第二電動伸縮桿(2004)和第四電動伸縮桿(2006)通過虎克鉸或球鉸安裝在定平臺(2001)上，且四個安裝點位于動平臺(2001)同一圓周的四等分點上。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)翼身對接的龍門式數(shù)控制孔系統(tǒng)，其特征在于:U型公轉(zhuǎn)殼體(3003)上的第一偏心孔(3003-1)與U型自轉(zhuǎn)支撐殼體(3004)上的第二偏心孔(3004-1)的偏心量大小相等，且偏咼軸心的方向相反。
【文檔編號】B23Q1/25GK205629447SQ201620212394
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】單以才, 舒平生, 劉世豪, 章婷, 朱方圓
【申請人】南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院