[發明專利]一種用于飛機翼身對接的龍門式數控制孔系統

有效

• 申請號: 201610159195.3
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105618809B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 單以才;舒平生;劉世豪;章婷;朱方圓
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: B23B41/00
• 分類號: B23B41/00;B23B39/14;B23Q1/25
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司32112
• 代理人: 于忠洲

技術領域

本發明涉及一種龍門式數控制孔系統，尤其是一種用于飛機翼身對接的龍門式數控制孔系統，屬于飛機數字化裝配自動制孔領域。

背景技術

翼身對接制孔是飛機裝配過程中的關鍵環節之一，它不僅影響翼身連接的安全性能，也將直接制約飛機總裝周期和制造成本。由于制孔部位不易定位與裝夾、作業環境狹小、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。中國發明專利ZL201010138456.6提出了一種翼身對接自動制孔系統及方法，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、碳纖維復合材料等難加工材料在機翼、機身結構件中的應用越來越廣，傳統鉆孔因其過大制孔軸向力，極易導致此類材料工件的制孔缺陷。因此，如何實現翼身對接的高效精密制孔，已成為飛機數字化裝配自動制孔中一個十分棘手問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是飛機翼身對接大直徑連接孔加工難以現役自動鉆孔系統，以及采用人工鉆孔加工效率低等問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于飛機翼身對接的龍門式數控制孔系統，包括龍門支架組件、三個四桿調姿機構以及三個終端制孔單元；

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有一個水平伸縮的滑枕，在水平滑動裝置上設有一個豎直伸縮的滑枕；

四桿調姿機構包括動平臺、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；三個四桿調姿機構的定平臺分別安裝在三個滑枕的伸縮端上；

終端制孔單元包括T型進給支撐殼體、T型公轉支撐殼體、U型公轉殼體、U型自轉支撐殼體以及自轉驅動裝置；T型進給支撐殼體安裝在動平臺上，并在T型進給支撐殼體內設有第一軸承；第一軸承滑動套設在T型公轉支撐殼體上，在T型公轉支撐殼體內設有第二軸承，在T型公轉支撐殼體外設有公轉驅動裝置和進給螺母，在公轉驅動裝置的輸出軸上設有公轉小齒輪；第二軸承固定套設在U型公轉殼體上，在U型公轉殼體上設有第一偏心孔和偏心調節驅動裝置，在第一偏心孔內設有第三軸承，在偏心調節驅動裝置的輸出軸上設有偏心調節小齒輪，在U型公轉殼體的外圓設有一圈與公轉小齒輪相嚙合的公轉大齒輪；第三軸承固定套設在U型自轉支撐殼體上，在U型自轉支撐殼體上設有第二偏心孔，在U型自轉支撐殼體的后端設有與偏心調節小齒輪相嚙合的偏心調節大齒輪；自轉驅動裝置安裝在第二偏心孔內，且在自轉驅動裝置的輸出端上設有刀桿；刀桿伸出T型進給支撐殼體外，并在刀桿上設有刀具；在動平臺上設有進給驅動裝置，在進給驅動裝置的輸出軸上設有與進給螺母相旋合的進給絲桿；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。

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，能夠實現飛機翼身三個方向上的機動加工，能夠適應各種大小類型的飛機翼身加工，具有較好的適應能力；采用四桿調姿機構上定平臺和動平臺的合理設置，實現一定范圍內的兩維水平移動和兩維旋轉運動，實現了終端制孔單元的法向調姿，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計，能夠實現刀具的精確定位微調節，有效提高加工精度。

作為本發明的進一步限定方案，在T型進給支撐殼體上設有一個由三個激光測距傳感器構成的法矢檢測機構；三個激光測距傳感器的指向與刀桿的伸出方向相平行。采用法矢檢測機構實時監測刀具的法向位置，有利于提高翼身連接孔加工位置精度。

作為本發明的進一步限定方案，還包括一個系統控制臺；在系統控制臺內設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、公轉驅動裝置、自轉驅動裝置、進給驅動裝置、偏心調節驅動裝置以及三個激光測距傳感器相連的控制器。采用系統控制臺對系統的各個部件進行協調控制，有效提高翼身連接孔加工的效率和精度。