[發明專利]一種自適應混連結構式的剛柔結合軌道制孔系統

有效

• 申請號: 201911354511.2
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111054946B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 田威;王珉;李智豪;李波;胡俊山;趙亮;張浩偉;孫新月;李奇;陳文亮;廖文和
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23B41/00
• 分類號: B23B41/00;B23Q1/26;B23Q17/24;B23Q17/22;B64F5/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 蘇一幟

本發明實施例公開了一種自適應混連結構式的剛柔結合軌道制孔系統，涉及飛機自動化裝配技術領域，能夠提高制孔過程中的加工質量和穩定性。本發明包括：通過多氣缸連接柔性軌道的龍門過橋，底部帶有真空吸盤的柔性軌道和利用齒輪鏈條傳動的移動制孔平臺。龍門過橋橫跨于機身兩側，通過多組可伸縮氣缸吊裝柔性軌道鋪設在機身表面；多腿并聯的移動制孔平臺通過四軸聯動調整制孔刀尖法向并協同穩固進給，實現高精度制孔。本發明適用于非凸曲面的吸附和制孔任務。

技術領域

本發明涉及飛機自動化裝配技術領域，尤其涉及一種自適應混連結構式的剛柔結合軌道制孔系統。

背景技術

隨著國內民用航空市場的擴大，對航空制造業的需求逐漸向多品種、小批量、快速轉產發展，這就對飛機制造裝備的研制和新型工藝體系的探索提出了更高的需求。飛機部件裝配時飛機制造全流程中難度最大、工作量最多、工藝流程最為復雜的環節，裝配質量的水平直接決定了飛機性能及使用壽命。

美國波音公司開發出一種適應于大型飛機機身筒段對接區域制孔任務的柔性軌道制孔系統。該柔性軌道系統通過安裝于導軌底部的真空吸盤，直接吸附在飛機等值段機身曲面上開展自動制孔作業。但真空吸盤吸附在機身蒙皮表面的固定方式，若所加工機身筒段整體剛性較差，勢必導致在制孔任務時存在系統加工過程的不穩定，嚴重時出現斷刀等危險工況。且對于機身外表面并不光滑平順的機身蒙皮而言，導致了柔性軌道制孔系統，無法適應于一些非凸曲面的吸附和制孔任務。

國內高校聯合企業，也涉及了自己的方案，比如：利用帶有齒輪齒條的柔性軌道驅動末端執行器在工件表面上移動，但是采用電機與齒輪齒條的傳動實現X、Y軸的移動，定位精度差；運載小車與柔性軌道連接處為剛性連接，無法適應復雜曲率甚至非凸曲面。或者是，但單側軌道對于制孔執行器的剛性支撐不足，在鋪設在曲面時電機與齒輪齒條的嚙合存在一定間隙，制孔過程中易于晃動，加工過程穩定性較差。

發明內容

本發明的實施例提供一種自適應混連結構式的剛柔結合軌道制孔系統，能夠提高制孔過程中的加工質量和穩定性。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一種自適應混連結構式的剛柔結合軌道制孔系統，移動制孔平臺1包括：底盤框架22、內框架16、末端執行器37、主軸17、壓力腳30、立柱支腿19和拖車26；

底盤框架22四個邊角下方分別安裝有四組V型輪21，底盤框架22的外側連接拖車26，移動制孔平臺1通過底盤框架22底部的V型輪21與柔性軌道10連接；

四條立柱支腿19與內框架16通過立柱支腿19的底端的基座，安裝在底盤框架22上；

內框架16的四側均安裝有直線導軌15和絲桿24，末端執行器37通過絲桿24在直線導軌15實現在兩個坐標軸方向上的移動；

主軸17安裝在末端執行器37上，壓力腳30安裝在主軸17下方，壓力腳30的通孔與主軸17同軸設置；

柔性軌道10通過支撐氣缸11與龍門過橋2連接，柔性軌道10的底部安裝有真空吸盤32，柔性軌道10通過真空吸盤32以擬形的方式吸附在機身3蒙皮上；

工藝走臺5和龍門過橋2組成剛性輔助工裝模塊，龍門過橋2通過底部的滑輪12安裝在工藝走臺5的地軌13上，工藝走臺5上安裝有工控機4。

所述自適應混連結構式的剛柔結合軌道制孔系統的運行過程包括：

1)架設工藝走臺5和龍門過橋2于工位上機身兩側，逐次將柔性軌道10和移動制孔平臺1安裝到龍門過橋2上；

2)推動龍門過橋2到達待加工區域后，依次鋪設柔性軌道10并吸附在機身3表面；

3)移動制孔平臺1沿著柔性軌道10依次完成所覆蓋區域的制孔任務；