[发明专利]一种用于飞机装配的多功能自动钻铆执行器

摘要

本发明公开了一种用于飞机装配的多功能自动钻铆执行器，采用功能单元模块化设计，它包括单元切换模块、自动基准找正模块、压脚及法向自动检测模块、自动制孔模块、孔径探测及叠层厚度自动测量模块、自动送钉模块、自动涂胶模块、自动铆接模块和自动对刀模块；该执行器涉及了飞机组件装配从制孔开始到紧固件安装完整的工序功能需求，通过与机器人或专用设备集成，实现在飞机部件数字化装配生产线中的应用，通过与生产信息管理系统及自动化物流系统的集成，实现整个生产过程的数字化管理；该执行器高度集成，功能全面，结构紧凑，提高了航空部件的装配质量及装配效率。

主权项

一种用于飞机装配的多功能自动钻铆执行器，采用功能单元模块化设计，其特征在于它包括单元切换模块(1)、自动基准找正模块(2)、压脚及法向自动检测模块(3)、自动制孔模块(4)、孔径探测及叠层厚度自动测量模块(5)、自动送钉模块(6)、自动涂胶模块(7)、自动铆接模块(8)和自动对刀模块(9)组成，其中自动基准找正模块(2)、自动制孔模块(4)、孔径探测及叠层厚度自动测量模块(5)、自动送钉模块(6)和自动铆接模块(8)平行安装单元切换模块(1)的滑台(1‑2)上，滑台(1‑2)通过导轨滑块(1‑5)与底座(1‑1)相连，通过伺服电机(1‑3)和精密滚珠丝杆副(1‑4)传动实现单元模块的位置切换；压脚及法向自动检测模块(3)、自动涂胶模块(7)、自动对刀模块(9)固定在单元切换模块(1)的底座(1‑1)上；所述单元切换模块(1)由底座(1‑1)、滑台(1‑2)、伺服电机(1‑3)、精密滚珠丝杆副(1‑4)、直线导轨(1‑5)、机器人法兰盘接口(1‑6)、光栅尺(1‑7)组成，其中滑台(1‑2)通过直线导轨(1‑5)与底座(1‑1)连接，伺服电机(1‑3)和精密滚珠丝杆副(1‑4)驱动，进行功能单元模块间切换；所述自动基准找正模块(2)由电动执行器(2‑1)、工业相机(2‑2)、镜头(2‑3)、光源(2‑4)、挡盖(2‑5)、翻转气缸(2‑6)及箱体(2‑7)组成，电动执行器(2‑1)固定于滑台(1‑2)上，上部设置有箱体(2‑7)内部安装有工业相机(2‑2)，镜头(2‑3)及光源(2‑4)等附件，在箱体(2‑7)的前端挡盖(2‑5)通过翻转气缸(2‑6)实现自动打开合，对工业相机(2‑2)有防尘及保护的作用；所述压脚及法向自动检测模块(3)由压力脚(3‑1)、真空吸屑管(3‑2)、法向测量传感器(3‑3)、气缸(3‑4)、导轨(3‑5)组成，真空吸屑管(3‑2)安装在压力脚(3‑1)前端，压力脚(3‑1)两侧装有4个法向测量传感器(3‑3)，压力脚(3‑1)安装在导轨(3‑5)上通过气缸(3‑4)驱动实行前进和后退动作；所述自动制孔模块(4)由底座(4‑1)、制孔刀具(4‑2)、位置测量传感器(4‑3)、电主轴(4‑4)、伺服电机(4‑5)、精密滚珠丝杆副(4‑6)及直线导轨(4‑7)组成，电主轴(4‑4)通过直线导轨(4‑7)安装在底座(4‑1)上，伺服电机(4‑5)和精密滚珠丝杆副(4‑6)相连驱动电主轴(4‑4)前进和后退，制孔刀具(4‑2)安装在电主轴(4‑4)，通过位置测量传感器(4‑3)检测制孔时制孔刀具(4‑2)与压脚及法向检测模块(3)的相对位置关系；所述孔径探测及叠层厚度自动测量模块(5)由转接座(5‑1)、摆动气缸(5‑2)、转轴(5‑3)、换刀座(5‑4)、刀柄(5‑5)、电子塞规(5‑6)、电动执行器(5‑7)、环规座(5‑8)、气缸(5‑9)及固定座(5‑10)组成。电动执行器(5‑7)上端设置有转接座(5‑1)，摆动气缸(5‑2)、转轴(5‑3)和换刀座(5‑4)固定在转接座(5‑1)上，转轴(5‑3)前端通过换刀座(5‑4)安装支撑，后端连接有摆动气缸(5‑2)，刀柄(5‑5)前端夹持有电子塞规(5‑6)安装在转轴(5‑3)上，摆动气缸(5‑2)带动刀柄(5‑5)及电子塞规(5‑6)旋转运动，电动执行器(5‑7)实现电子塞规(5‑6)的前进和后退运动；在气缸(5‑9)上部安装有环规座(5‑8)内部安装有不同规格的校准环规，实现电子塞规(5‑6)测头的自动校准；所述自动送钉模块(6)由电动缸(6‑1)、支座一(6‑2)、进气接头(6‑3)、推杆(6‑4)、气缸(6‑5)、支座二(6‑6)、输钉管(6‑7)、导向器(6‑8)、检测传感器(6‑9)、定心夹套(6‑10)、支座三(6‑11)、电动转台(6‑12)、转接座(6‑13)、气爪夹头(6‑14)、检测传感器(6‑15)、角座(6‑16)、检测传感器(6‑17)、不合板钉回收器(6‑18)及气动挡块(6‑19)组成。电动缸(6‑1)通过支座一(6‑2)与滑台(1‑2)侧面连接，电动缸(6‑1)前端固定有推杆(6‑4)，推杆(6‑4)为前端带有导向坡口的空心结构，侧方开有进气接头(6‑3)，推杆(6‑4)前端插入导向器(6‑8)，导向器(6‑8)上端连接有输钉管(6‑7)，前端装有定心夹套(6‑10)，两侧设置有检测传感器(6‑9)，导向器(6‑8)下端与气缸(6‑5)连接，气缸(6‑5)通过支座二(6‑6)固定于滑台(1‑2)侧面，导向器(6‑8)在气缸(6‑5)的作用下实现铆钉夹持系统的前后运动，铆钉通过输钉管(6‑7)进入导向器(6‑8)被检测传感器(6‑9)检测到，压缩空气通过进气接头(6‑3)将铆钉输送至定心夹套(6‑10)，推杆(6‑4)在电动缸(6‑1)作用下将铆钉推至气爪夹头(6‑14)，同时通过电动缸(6‑1)的位置反馈测出铆钉长度；在气爪夹头(6‑14)侧面装有检测传感器(6‑15)固定在电动转台(6‑12)上，电动转台(6‑12)通过支座三(6‑11)与支撑座(1‑1)相连，支座三(6‑11)侧面装有检测传感器(6‑17)，用于检测铆钉直径；不合格钉回收器(6‑18)下端与环规(5‑8)连接，前端设置有气动挡块(6‑19)，检测到不合格后定心夹套(6‑10)携带铆钉运动至不合格钉回收器(6‑18)，气动挡块(6‑19)打开，废钉将被压缩空气吹入废钉回收器(6‑18)，同时气动挡块(6‑19)关闭，实现不合格钉的回收；所述自动涂胶模块(7)由涂胶器(7‑1)及转接座(7‑2)组成，涂胶器(7‑1)通过转接座(7‑2)固定在支座三(6‑12)上，铆钉通过自动送钉站位(6)固定并旋转，涂胶器(7‑1)自动定量涂抹胶于钉杆一圈表面；所述自动铆接模块(8)由电动执行器(8‑1)、位置传感器(8‑2)、抽铆枪(8‑3)及缓冲器(8‑4)组成，电动执行器(8‑1)下端固定于滑台(1‑2)上，缓冲器(8‑4)固定在电动执行器(8‑1)上，缓冲器(8‑4)后端安装铆接动作位置传感器(8‑2)，上端设置有抽铆枪(8‑3)；通过铆接动作位置传感器(8‑2)对抽铆枪(8‑3)工作时缓冲器的位移变化自动判定铆接工作的过程；所述自动对刀模块(9)由刀具检测仪(9‑1)及支臂(9‑2)。支臂(9‑2)通过刀具检测站位支撑座安装接口(1‑10)固定在支撑座(1‑1)上，刀具检测仪(9‑1)固定在支臂(9‑2)上，将刀具移动到刀具检测仪(9‑1)径向触碰并旋转一圈，即可检测刀具直径及刀具是否有磨损，轴向触碰可以检测刀具长度。