[发明专利]一种机器人自动制孔装置及加工方法

权利要求书

1.一种机器人自动制孔装置，其特征在于：包括六轴串联机械手臂、机械手臂末端旋转机构和自动制孔末端执行器，所述六轴串联机械手臂通过所述机械手臂末端旋转机构与所述自动制孔末端执行器连接，

所述自动制孔末端执行器包括自动定位找正模块、制孔模块、压力脚模块和机架，

所述自动定位找正模块包括呈中心对称的四个激光位移传感器和位于所述四个激光位移传感器的对称中心上的CCD相机，所述自动定位找正模块通过直线导轨Ⅰ与所述机架连接，所述直线导轨Ⅰ与所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线平行，所述机架上设有推动所述自动定位找正模块沿所述直线导轨Ⅰ移动的气缸Ⅰ，所述CCD相机的镜头轴线穿过所述四个激光位移传感器的对称中心；

所述制孔模块通过直线导轨Ⅱ与所述机架连接，所述直线导轨Ⅱ与所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线平行，所述机架上设有推动所述制孔模块沿所述直线导轨Ⅱ移动的气缸Ⅱ，所述制孔模块包括旋转中心线与所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线平行的刀具；

所述压力脚模块包括压力脚，所述压力脚具有所述刀具穿过的孔，所述压力脚通过直线导轨Ⅲ与所述机架连接，所述直线导轨Ⅲ与所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线平行，所述机架上设有推动所述压力脚沿所述直线导轨Ⅲ移动的气缸Ⅲ，

所述CCD相机的镜头轴线、所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线和所述刀具的旋转中心线相互平行，

所述CCD相机的镜头轴线和所述刀具的旋转中心线经过圆心在所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线上的同一圆弧，所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线垂直于所述圆弧所在平面。

2.根据权利要求1所述的一种机器人自动制孔装置，其特征在于：所述一种机器人自动制孔装置还包括铆接模块，所述铆接模块包括接钉装置、送钉管道和铆枪装置，所述铆枪装置通过直线导轨Ⅳ与所述机架连接，所述直线导轨Ⅳ与所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线平行，所述机架上设有推动所述铆枪装置沿所述直线导轨Ⅳ移动的气缸Ⅳ，所述铆枪装置的铆枪轴线与所述机械手臂末端旋转机构的旋转轴线平行，所述铆枪装置的铆枪轴线经过所述圆弧。

3.一种使用权利要求1所述的一种机器人自动制孔装置的制孔加工方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、基准孔检测识别：使所述CCD相机的镜头轴线正对工件上的基准孔，采用所述CCD相机对工件上的基准孔进行扫描、拍照，记录基准孔信息，建立局部坐标系，通过数据处理得出基准孔在全局坐标系下的坐标，进而实现制孔定位；

S2、法向找正：利用所述四个激光位移传感器，通过法向检测算法拟合出待加工孔所在近似平面的法矢，并对所述六轴串联机械手臂法向姿态偏差进行补偿；

S3、制孔：通过所述机械手臂末端旋转机构的旋转，使所述刀具的旋转中心线与所述近似平面的法向重合，控制所述气缸Ⅲ使所述压力脚压紧工件，所述刀具进行制孔。

4.一种使用权利要求2所述的一种机器人自动制孔装置的制孔加工方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、基准孔检测识别：使所述CCD相机的镜头轴线正对工件上的基准孔，采用所述CCD相机对工件上的基准孔进行扫描、拍照，记录基准孔信息，建立局部坐标系，通过数据处理得出基准孔在全局坐标系下的坐标，进而实现制孔定位；

S2、法向找正：利用所述四个激光位移传感器，通过法向检测算法拟合出待加工孔所在近似平面的法矢，并对所述六轴串联机械手臂法向姿态偏差进行补偿；

S3、制孔：通过所述机械手臂末端旋转机构的旋转，使所述刀具的旋转中心线与所述近似平面的法向重合，控制所述气缸Ⅲ使所述压力脚压紧工件，所述刀具进行制孔；

S4、铆接：通过所述机械手臂末端旋转机构的旋转，使所述铆枪装置的铆枪轴线与所述近似平面的法向重合，所述接钉装置接受所述送钉管道被压缩气体吹来的抽芯铆钉，并将所述抽芯铆钉放入所述铆枪装置内，最终通过所述铆枪装置的铆枪将抽芯铆钉插入所述步骤S3中制得的孔中完成铆接。