形位自适应自动钻铆系统及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107932081A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711140733.5(22)申请日2017.11.16(71)申请人上海航天精密机械研究所地址201699上海市松江区贵德路1号(72)发明人梁莹管雅娟朱迅强方新宇徐爱杰金路(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人庄文莉(51)Int.Cl.B23P23/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称形位自适应自动钻铆系统及其使用方法(57)摘要本发明公开了一种形位自适应自动钻铆系统及其使用方法，移动平台包括基体以及安装在基体下端的脚轮，移动平台可在舱体及型架外侧进行全方位移动，其上集成设有数控系统、定位与导航系统、视觉传感系统、手眼与力位混合控制系统以及测量系统；所述移动机械臂固定在移动平台上端一侧，包括机械臂和末端执行器；型架包括上定位盘、下定位盘、底座、支臂轴和旋转支臂；底座下端与地基固定，上端安装有下定位盘，下定位盘通过支臂轴与上定位盘连接，旋转支臂装配在支臂轴上。本发明可以不受舱体结构形式限制，能够适应现有型架基础，完成舱体的钻孔、铆接装配工作以及质量判定，通用性高，装配柔性大。CN107932081ACN107932081A权利要求书1/2页1.一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，包括移动平台、移动机械臂、形位自适应系统、导轨、型架，所述移动平台包括基体以及安装在基体下端的脚轮，所述移动平台可在舱体及型架外侧进行全方位移动，其上集成设有数控系统、定位与导航系统、视觉传感系统、手眼与力位混合控制系统以及测量系统，用于实现移动机械臂的准确运动及定位，避免与舱体及型架的干涉碰撞；所述移动机械臂固定在移动平台上端一侧，包括机械臂和末端执行器；所述型架包括上定位盘、下定位盘、底座、支臂轴和旋转支臂；所述底座下端与地基固定，上端安装有下定位盘，所述下定位盘通过支臂轴与上定位盘连接，所述旋转支臂装配在支臂轴上；所述导轨包括滚珠丝杠及直线导轨，直线导轨两端的支座分别通过滚珠丝杠与上定位盘、下定位盘相连，可实现360°圆周方向运动；所述数控系统分别与移动平台、移动机械臂、形位自适应系统连接；所述形位自适应系统与导轨相连，可进行上下方向进给运动。2.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述形位自适应系统包括自适应系统及末端执行器。3.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述测量系统用于钻铆作业后对加工制定进行扫描及判定，通过对舱体表面扫描方式判断钻铆质量。4.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述移动平台及机械臂在接近舱体时，通过视觉传感系统获取其相对于舱体蒙皮上预设的标定板，实现精确定位。5.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述形位自适应系统位于产品内部区域。6.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述移动机械臂及形位自适应系统上均安装有可进行更换的末端执行器。7.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述导轨可根据不同高度舱体调整长度进行匹配，实现不同规格舱体的钻铆装配。8.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述型架上定位盘为可分离结构，便于舱体装配；所述旋转支臂可相对支臂轴进行周向旋转及径向伸缩运动。9.如权利要求1所述的一种形位自适应自动钻铆系统，其特征在于，所述手眼与力位混合控制系统用于实现钻孔情况变化规律补偿钻孔的角度及进给量，确保钻孔质量，所述数控系统采用G代码程序控制方式。10.如权利要求1-9任一项所述的一种形位自适应自动钻铆系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、完成舱体骨架的装配；步骤2、在装配完成后的舱体骨架上预设标定板；步骤3、通过数据控系统控制移动平台带动移动机械臂在舱体外侧移动，并实现粗定位；步骤4、通过视觉传感系统定位标定板，实现移动机械臂的精确定位；步骤5、数控系统根据作业需求生成加工程序，并发出指令驱动移动机械臂与形位自适应系统，实现单点钻孔或铆接作业；移动平台、移动机械臂、形位自适应系统接收指令，在舱体360°范围内进行自动钻铆作业，完成产品加工；2CN107932081A权利要求书2/2页步骤6、通过测量系统对已加工好的舱体进行扫描，并完成质量判定；步骤7、系统复位。3CN107932081A说明书1/4页形位自适应自动钻铆系统及其使用方法技术领域[0001]本发明涉及运载火箭舱段自动钻铆加工装配技术领域，具体是一种形位自适应自动钻铆系统及其使用方法，能够实现不同规格舱体的自动钻铆加工。背景技术[0002]载火箭正朝着高质