[發(fā)明專利]一種自主移動(dòng)式螺旋銑制孔系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610176109.X
• 申請(qǐng)日: 2016-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN105772811B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單以才;朱方園;顏瑋;殷學(xué)強(qiáng);徐進(jìn)冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B23C3/00
• 分類號(hào): B23C3/00;B23Q11/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司32112
• 代理人: 于忠洲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字化裝配自動(dòng)制孔系統(tǒng)，具體涉及一種自主移動(dòng)式螺旋銑制孔系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了滿足現(xiàn)代飛機(jī)高壽命、高強(qiáng)度、密封、抗疲勞的要求，輕型自動(dòng)制孔系統(tǒng)因其在效率、柔性和成本之間具有折中優(yōu)勢(shì)，正逐步推廣到機(jī)身的裝配制孔。目前，比較典型的輕型自動(dòng)制孔系統(tǒng)主要有基于工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)、柔性軌道自動(dòng)制孔系統(tǒng)、自主移動(dòng)式自動(dòng)制孔系統(tǒng)三種。

工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)是采用通用工業(yè)機(jī)器人裝接相應(yīng)的末端制孔執(zhí)行器，盡管工業(yè)機(jī)器人具有靈活性好、精度及效率高、加工范圍較廣，但也存在關(guān)節(jié)剛度較低、絕對(duì)定位精度較低的不足。柔性軌道系統(tǒng)是采用吸附在產(chǎn)品表面上的柔性軌道，承載具有末端制孔執(zhí)行器的移動(dòng)小車，可實(shí)現(xiàn)較大范圍的制孔，但其輔助工裝仍然較為復(fù)雜。自主移動(dòng)式自動(dòng)制孔系統(tǒng)是基于爬行機(jī)器人平臺(tái)，具有與柔性軌道系統(tǒng)類似的功能，但柔性更好。對(duì)此，中國(guó)申請(qǐng)(專利)號(hào)201510081803.9、201410137727.4分別公開一種用于自主移動(dòng)式制孔系統(tǒng)的爬行機(jī)構(gòu)，都實(shí)現(xiàn)了較大范圍的自主移動(dòng)，但僅能雙向爬行，不具備任意轉(zhuǎn)向的能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的自轉(zhuǎn)移動(dòng)式制孔系統(tǒng)轉(zhuǎn)向能力差、針對(duì)不同工件表面法矢適應(yīng)能力不強(qiáng)，不同孔徑需要頻繁換刀導(dǎo)致加工效率低等問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種自主移動(dòng)式螺旋銑制孔系統(tǒng)，包括由爬行機(jī)構(gòu)和雙擺平臺(tái)構(gòu)成的自主移動(dòng)機(jī)構(gòu)；

爬行機(jī)構(gòu)包括上支撐板、下支撐板、軸承、旋轉(zhuǎn)軸、矩形旋轉(zhuǎn)板、第一滑軌、第一滑塊、第一驅(qū)動(dòng)裝置以及三根外圍電動(dòng)伸縮桿；軸承安裝在上支撐板上，旋轉(zhuǎn)軸豎直穿設(shè)固定在軸承上；第一驅(qū)動(dòng)裝置通過固定支架安裝在上支撐板上，旋轉(zhuǎn)軸的上端與第一驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸相連，下端垂直安裝在矩形旋轉(zhuǎn)板上；在矩形旋轉(zhuǎn)板的下方設(shè)有第一滑軌，在下支撐板的上方設(shè)有卡扣在第一滑軌上的第一滑塊；在矩形旋轉(zhuǎn)板的下方設(shè)有第二驅(qū)動(dòng)裝置，在第二驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸上對(duì)接安裝有第一絲桿；第一絲桿與下支撐板上的螺母相旋合，用于驅(qū)動(dòng)第一滑塊沿第一滑軌來回滑動(dòng)；三根外圍電動(dòng)伸縮桿豎直安裝在上支撐板的下方，且位于下板面的同一圓周上；在三根外圍電動(dòng)伸縮桿的下端均設(shè)有一個(gè)外圍真空吸盤；在下支撐板的下方豎直安裝有四根內(nèi)部電動(dòng)伸縮桿，在四根內(nèi)部電動(dòng)伸縮桿的下端均設(shè)有一個(gè)內(nèi)部真空吸盤；

雙擺平臺(tái)包括第一擺動(dòng)殼體、第二擺動(dòng)殼體、第一齒輪軸、第三驅(qū)動(dòng)裝置、第二齒輪軸以及第四驅(qū)動(dòng)裝置；在下支撐板的下方還設(shè)有第一齒輪軸支架；在第一擺動(dòng)殼體上設(shè)有第一弧形槽和第一弧形齒條；第一齒輪軸穿過第一弧形槽后兩端轉(zhuǎn)動(dòng)式安裝在第一齒輪軸支架上，使第一擺動(dòng)殼體掛設(shè)在第一齒輪軸上；第一齒輪軸上的齒輪與第一弧形齒條相嚙合，第三驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸與第一齒輪軸相對(duì)接，用于驅(qū)動(dòng)第一擺動(dòng)殼體沿第一弧形槽擺動(dòng)；在第一擺動(dòng)殼體的下方設(shè)有第二齒輪軸支架；在第二擺動(dòng)殼體上設(shè)有第二弧形槽和第二弧形齒條；第二齒輪軸穿過第二弧形槽后兩端轉(zhuǎn)動(dòng)式安裝在第二齒輪軸支架，使第二擺動(dòng)殼體掛設(shè)在第二齒輪軸上；第二齒輪軸上的齒輪與第二弧形齒條相嚙合，第四驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸與第二齒輪軸相對(duì)接，用于驅(qū)動(dòng)第二擺動(dòng)殼體沿第二弧形槽擺動(dòng)。

采用在爬行機(jī)構(gòu)的上支撐板與下支撐板之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸和第一絲桿副，實(shí)現(xiàn)了爬行機(jī)構(gòu)的任意轉(zhuǎn)向和平移運(yùn)動(dòng)；采用雙擺平臺(tái)能夠提高孔加工的位置精度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步向限定方案，還包括一個(gè)由手持控制器和運(yùn)動(dòng)控制器構(gòu)成的控制單元；運(yùn)動(dòng)控制器安裝在矩形旋轉(zhuǎn)板上，并與手持控制器無線通信連接；運(yùn)動(dòng)控制器與第一驅(qū)動(dòng)裝置、第二驅(qū)動(dòng)裝置、第三驅(qū)動(dòng)裝置以及第四驅(qū)動(dòng)裝置相連。采用控制單元能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的協(xié)調(diào)工作。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步向限定方案，還包括一個(gè)安裝在第二擺動(dòng)殼體下方的螺旋銑制孔執(zhí)行器；螺旋銑制孔執(zhí)行器包括刀具的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、調(diào)偏機(jī)構(gòu)、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)；自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部，用以帶動(dòng)刀具產(chǎn)生自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；調(diào)偏機(jī)構(gòu)設(shè)置于自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間，用以實(shí)現(xiàn)刀具的偏心調(diào)節(jié)；公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以帶動(dòng)自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和調(diào)偏機(jī)構(gòu)產(chǎn)生公轉(zhuǎn)；進(jìn)給機(jī)構(gòu)帶動(dòng)自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、調(diào)偏機(jī)構(gòu)以及公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行軸向進(jìn)給；自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、調(diào)偏機(jī)構(gòu)、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)均設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。采用螺旋銑制孔執(zhí)行器的設(shè)計(jì)，可以在線連續(xù)加工不同孔徑。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步向限定方案，還包括一個(gè)壓緊排屑機(jī)構(gòu)；壓緊排屑機(jī)構(gòu)包括圓筒形壓腳和排屑管道；圓筒形壓腳安裝在第二擺動(dòng)殼體上，且刀具位于圓筒形壓腳內(nèi)；排屑管道安裝在圓筒形壓腳側(cè)面，并與圓筒形壓腳相連通。采用壓緊排屑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可提高本發(fā)明使用時(shí)加工穩(wěn)定性。