[發明專利]一種機器人自動制孔裝置及加工方法

有效

• 申請號: 201610533175.8
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN106041955B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 康仁科;董志剛;楊國林;朱祥龍;張園
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B23P23/04;B25J19/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 趙淑梅,李洪福

1.一種機器人自動制孔裝置，其特征在于：包括六軸串聯機械手臂、機械手臂末端旋轉機構和自動制孔末端執行器，所述六軸串聯機械手臂通過所述機械手臂末端旋轉機構與所述自動制孔末端執行器連接，

所述自動制孔末端執行器包括自動定位找正模塊、制孔模塊、壓力腳模塊和機架，

所述自動定位找正模塊包括呈中心對稱的四個激光位移傳感器和位于所述四個激光位移傳感器的對稱中心上的CCD相機，所述自動定位找正模塊通過直線導軌Ⅰ與所述機架連接，所述直線導軌Ⅰ與所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線平行，所述機架上設有推動所述自動定位找正模塊沿所述直線導軌Ⅰ移動的氣缸Ⅰ，所述CCD相機的鏡頭軸線穿過所述四個激光位移傳感器的對稱中心；

所述制孔模塊通過直線導軌Ⅱ與所述機架連接，所述直線導軌Ⅱ與所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線平行，所述機架上設有推動所述制孔模塊沿所述直線導軌Ⅱ移動的氣缸Ⅱ，所述制孔模塊包括旋轉中心線與所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線平行的刀具；

所述壓力腳模塊包括壓力腳，所述壓力腳具有所述刀具穿過的孔，所述壓力腳通過直線導軌Ⅲ與所述機架連接，所述直線導軌Ⅲ與所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線平行，所述機架上設有推動所述壓力腳沿所述直線導軌Ⅲ移動的氣缸Ⅲ，

所述CCD相機的鏡頭軸線、所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線和所述刀具的旋轉中心線相互平行，

所述CCD相機的鏡頭軸線和所述刀具的旋轉中心線經過圓心在所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線上的同一圓弧，所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線垂直于所述圓弧所在平面。

2.根據權利要求1所述的一種機器人自動制孔裝置，其特征在于：所述一種機器人自動制孔裝置還包括鉚接模塊，所述鉚接模塊包括接釘裝置、送釘管道和鉚槍裝置，所述鉚槍裝置通過直線導軌Ⅳ與所述機架連接，所述直線導軌Ⅳ與所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線平行，所述機架上設有推動所述鉚槍裝置沿所述直線導軌Ⅳ移動的氣缸Ⅳ，所述鉚槍裝置的鉚槍軸線與所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉軸線平行，所述鉚槍裝置的鉚槍軸線經過所述圓弧。

3.一種使用權利要求1所述的一種機器人自動制孔裝置的制孔加工方法，其特征在于具有如下步驟：

S1、基準孔檢測識別：使所述CCD相機的鏡頭軸線正對工件上的基準孔，采用所述CCD相機對工件上的基準孔進行掃描、拍照，記錄基準孔信息，建立局部坐標系，通過數據處理得出基準孔在全局坐標系下的坐標，進而實現制孔定位；

S2、法向找正：利用所述四個激光位移傳感器，通過法向檢測算法擬合出待加工孔所在近似平面的法矢，并對所述六軸串聯機械手臂法向姿態偏差進行補償；

S3、制孔：通過所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉，使所述刀具的旋轉中心線與所述近似平面的法向重合，控制所述氣缸Ⅲ使所述壓力腳壓緊工件，所述刀具進行制孔。

4.一種使用權利要求2所述的一種機器人自動制孔裝置的制孔加工方法，其特征在于具有如下步驟：

S1、基準孔檢測識別：使所述CCD相機的鏡頭軸線正對工件上的基準孔，采用所述CCD相機對工件上的基準孔進行掃描、拍照，記錄基準孔信息，建立局部坐標系，通過數據處理得出基準孔在全局坐標系下的坐標，進而實現制孔定位；

S2、法向找正：利用所述四個激光位移傳感器，通過法向檢測算法擬合出待加工孔所在近似平面的法矢，并對所述六軸串聯機械手臂法向姿態偏差進行補償；

S3、制孔：通過所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉，使所述刀具的旋轉中心線與所述近似平面的法向重合，控制所述氣缸Ⅲ使所述壓力腳壓緊工件，所述刀具進行制孔；

S4、鉚接：通過所述機械手臂末端旋轉機構的旋轉，使所述鉚槍裝置的鉚槍軸線與所述近似平面的法向重合，所述接釘裝置接受所述送釘管道被壓縮氣體吹來的抽芯鉚釘，并將所述抽芯鉚釘放入所述鉚槍裝置內，最終通過所述鉚槍裝置的鉚槍將抽芯鉚釘插入所述步驟S3中制得的孔中完成鉚接。