[發明專利]C型自動鉆鉚設備及工件法向測量和調整方法

有效

• 申請號: 202010838505.0
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112025722B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 章易鐮;王宇晗;范云飛;袁康正
• 申請（專利權）人: 上海拓璞數控科技股份有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J19/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種C型自動鉆鉚設備，其特征在于，包括C型框架(1)、下末端執行器(2)、工業機器人(4)和上末端執行器(5)；

下末端執行器(2)與C型框架(1)的一個自由端相連，上末端執行器(5)與C型框架(1)的另一個自由端相連；

工業機器人(4)通過快換接口連接加工工件(3)的工裝框架，工業機器人(4)采用6自由度串聯機器人；

所述上末端執行器(5)設置有壓力腳部件，所述壓力腳部件包括全反射棱鏡(7)、激光位移傳感器(8)、壓力板(9)和壓力腳碗口(13)；

全反射棱鏡(7)、激光位移傳感器(8)均安裝在壓力板(9)上，壓力腳碗口(13)位于壓力板(9)的中心位置，激光位移傳感器(8)與壓力腳碗口(13)端面水平設置；

全反射棱鏡(7)設置在激光位移傳感器(8)靠近壓力腳碗口(13)的一側，使得激光位移傳感器(8)的測量激光線經過全反射棱鏡(7)進行90°反射至加工工件(3)的表面。

2.根據權利要求1所述的C型自動鉆鉚設備，其特征在于，所述壓力腳部件還包括接觸式對刀儀(6)、注膠接口(11)、壓緊氣缸(12)、吸塵管路接口(14)和壓力腳安裝板(10)；

壓力腳安裝板(10)安裝在上末端執行器(5)上，接觸式對刀儀(6)安裝于壓力腳安裝板(10)的側邊，以實現鉆鉚設備末端更換鉆頭后的快速對刀；

注膠接口(11)通過支架固定在壓力腳安裝板(10)內側，通過氣缸驅動實現設備制孔后的窩口點膠；

壓緊氣缸(12)安裝于壓力腳安裝板(10)上，通過4個氣缸驅動壓力板(9)，實現壓力腳碗口(13)向前進給并壓緊工件；

吸塵管路接口(14)固定在壓力板(9)上，吸塵管路接口(14)的一端在壓力板(9)和壓力腳碗口(13)形成的空腔內，吸塵管路接口(14)的另一端為與吸塵器的連接端，以實現鉆孔過程中金屬切屑以及碳纖維復合材料粉塵的收集。

3.根據權利要求1所述的C型自動鉆鉚設備，其特征在于，所述激光位移傳感器(8)設置有4個，圍繞壓力腳碗口(13)四周呈兩兩對稱設置，每個激光位移傳感器(8)靠近壓力腳碗口(13)的一側均設置有全反射棱鏡(7)。

4.一種工件法向測量方法，用于權利要求1所述的C型自動鉆鉚設備，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：將C型框架(1)的下末端執行器(2)下移、上末端執行器(5)上的壓力腳碗口(13)縮回，使得下末端執行器(2)和上末端執行器(5)處于安全位置，工業機器人(4)抓取加工工件(3)的工裝框架，依據離線編程程序將加工工件(3)的鉆鉚點位移動至理論待加工位置，并使壓力腳碗口(13)的端面與加工工件(3)表面之間的距離處于激光位移傳感器(8)的檢測范圍；

步驟S2：通過激光位移傳感器(8)的測量讀數，計算出加工工件(3)上的4個激光測量點分別在工具坐標系下的三維坐標，通過三維坐標求出在工具坐標系下加工點位的法向量。

5.根據權利要求4所述的工件法向測量方法，其特征在于，所述工具坐標系的坐標系原點設置在壓力腳伸出狀態下壓力腳碗口端面上的碗口中心點；

將過碗口中心點的主軸刀具進給方向設為坐標系X軸方向，X軸與壓力腳碗口端面垂直；

將激光位移傳感器(8)形成的對稱平面與碗口端面的交線設置為坐標系Y軸方向；

將過原點且與X軸、Y軸垂直設置為坐標系Z軸方向，Z軸正方向滿足右手定則。