[發明專利]機器人用鉆锪一體末端執行器、工裝機器人一體化鉆锪平臺及其加工方法

在審

• 申請號: 202211488139.6
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN115723154A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 石晉學;高永卓;董為;董吉義;金陽;高焓;楊天豪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;上海航天設備制造總廠有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J15/00;B25J9/08;B25J9/16
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

機器人用鉆锪一體末端執行器、工裝機器人一體化鉆锪平臺及其加工方法，本發明涉及航空零件鉆孔锪窩技術領域。本發明為了解決現有技術中航空用蒙皮鉆孔和锪窩工藝分開進行，而锪窩采用人工手動方式，導致孔的位置精低和锪窩的一致性不高等問題。本發明包括加工單元、導向單元和工具快換盤，所述導向單元的滑軌安裝板安裝在工具快換盤的側面，所述加工單元和導向單元活動連接；所述加工單元包括主軸散熱器、锪窩鉆頭和主軸，所述主軸散熱器和導向單元的線性滑軌組件連接，所述主軸穿過主軸散熱器并與其連接，所述锪窩鉆頭安裝在主軸的下部。本發明用于航空蒙皮鉆孔和锪窩。

技術領域

本發明涉及航空零件鉆孔锪窩技術領域，具體涉及一種機器人用鉆锪一體末端執行器、工裝機器人一體化鉆锪平臺及其加工方法。

背景技術

在航空航天領域大量使用不同材料的蒙皮類曲面工件，飛機蒙皮普遍分為三類，單曲度蒙皮(在機身和機翼的剖面段上應用較多)，雙曲度蒙皮(零件，進氣道等應用)和復雜形狀蒙皮(翼尖，整流包皮，機頭罩等)?？梢娒善ぶ袉吻让善さ某叽缱畲笄艺急茸罡?。沉頭孔作為鉚釘孔底孔廣泛應用于航空工業中，以蒙皮上尤其多，現有的裝配工藝，多采用專用機床及氣動工具人工制孔，受工件尺寸的影響，專用機床有其局限性，而手工制孔，對技術工人的經驗素質要求較高，制孔存在質量一致性差、效率低等突出問題，影響飛機制造周期。隨著生產需求的不斷提高，自動化制孔是未來的必然趨勢，工業機器人自動制孔手臂靈活、可達性好，已成為飛機自動化裝配領域一項重要技術。

目前航空工業的自動化程度都不高，鉆孔和锪窩基本是分為兩步進行，對于制孔，常用的確定孔位方法包括劃線、倒孔、引孔、充點、鉆模和數控程序。而由于蒙皮零件結構的特殊性普遍尺寸巨大，剛性低，單件時輪廓度誤差大和機床尺寸的局限性，機器數控程序能加工的范圍依舊有限，精度差；而采用人工手動锪窩的方式，兩道工序結合通常導致孔的位置精度和锪窩的一致性都不高，因此亟需提供一種發明具有主動或被動補償能力的機器人末端執行器來彌補機器人精度上的不足。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中航空用蒙皮鉆孔和锪窩工藝分開進行，而锪窩采用人工手動方式，導致孔的位置精低和锪窩的一致性不高等問題，進而提供一種機器人用鉆锪一體末端執行器、工裝機器人一體化鉆锪平臺及其加工方法。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：一種機器人用鉆锪一體末端執行器，包括加工單元、導向單元和工具快換盤，所述導向單元的滑軌安裝板安裝在工具快換盤的側面，所述加工單元和導向單元活動連接；所述加工單元包括主軸散熱器、锪窩鉆頭和主軸，所述主軸散熱器和導向單元的線性滑軌組件連接，所述主軸穿過主軸散熱器并與其連接，所述锪窩鉆頭安裝在主軸的下部。

進一步地，所述加工單元還包括主軸散熱器安裝板、定深套和對刀塊；所述主軸散熱器安裝在主軸散熱器安裝板的側面，所述主軸散熱器安裝板連接線性滑軌組件，所述定深套通過超薄螺母和連接件連接，所述連接件連接在主軸散熱器的下部，所述主軸穿過連接件，所述锪窩鉆頭穿過定深套，所述對刀塊與锪窩鉆頭對應設置。

進一步地，所述導向單元還包括彈簧安裝板、彈簧定位柱、彈簧調節桿和彈簧；所述彈簧安裝板安裝在線性滑軌組件的滑軌上，所述主軸散熱器安裝板安裝在線性滑軌組件的滑塊上，所述彈簧調節桿安裝在彈簧安裝板的上部，所述彈簧定位柱安裝在主軸散熱器安裝板的上部，所述彈簧的兩端分別連接在彈簧調節桿與彈簧定位柱上。

進一步地，所述主軸散熱器安裝板的上部兩側各安裝有一個限位板，所述彈簧安裝板為T型結構，其兩端各有一個伸出部，所述限位板搭接在彈簧安裝板的伸出部上。

進一步地，所述定深套周圍設置有吹風管和噴水管，所述吹風管和所述噴水管均為柔性管路，所述吹風管的上端通過吹風氣管連接工具快換盤，所述噴水管通過噴水氣管連接工具快換盤。

進一步地，所述锪窩鉆頭為鉆、锪一體刀具以實現鉆孔和锪窩兩道工序一次完成。

進一步地，所述主軸散熱器由鋁合金材料制成。