一种刚柔结合的环形轨道制孔系统及其运行方法.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CN107538042A(43)申请公布日2018.01.05(21)申请号201710976504.0(22)申请日2017.10.19(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人廖文和陈文亮肖亮蒋浩王珉田威(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.B23B41/00(2006.01)B23B47/00(2006.01)B64F5/10(2017.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种刚柔结合的环形轨道制孔系统及其运行方法(57)摘要一种刚柔结合的环形轨道制孔系统及其运行方法，包括环形轨道系统和末端执行器制孔系统。环形轨道系统包括环形柔性轨道、刚性定位辅助工装以及刚性移动平台；环形柔性轨道自带真空吸盘，基本拟形吸附在飞机蒙皮上，并通过齿轮齿条连接刚性移动平台，可由多段组件拼接而成，方便实施；刚性定位辅助工装上带有刚性定位节点，将环形柔性轨道刚性定位在期望形状上。末端执行器制孔系统包括基准检测装置、法向调姿装置、集成控制装置以及制孔装置；法向调姿装置与制孔装置均采用并联机构，多腿同步耦合运动，快速稳定。本发明具有应用灵活性高、产品加工质量高、稳定性好、控制精准高效等优点，满足当前飞机先进装配技术的要求。CN107538042ACN107538042A权利要求书1/2页1.一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于，包括：环形轨道系统和末端执行器制孔系统；所述环形轨道系统包括环形柔性轨道（3）、刚性定位辅助工装（1）和刚性移动平台（14），所述环形柔性轨道（3）通过真空吸盘（15）拟形吸附在飞机蒙皮上，环形柔性轨道（3）通过齿轮（21）和齿条（19）连接刚性移动平台（14），所述刚性移动平台（14）上安装有吊孔（26）和锁紧装置（27），所述刚性定位辅助工装（1）上带有刚性定位节点（6），对环形柔性轨道（3）进行定位；所述末端执行器制孔系统包括制孔装置、基准检测装置和法向调姿装置；所述制孔装置采用末端执行器（2），所述末端执行器（2）安装在刚性移动平台（14）上，所述基准检测装置和法向调姿装置安装在末端执行器（2）上，基准检测装置对工件上的基准孔进行扫描，法向调姿装置通过非接触式测量其与蒙皮表面的距离。2.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于：所述刚性定位辅助工装（1）和环形柔性轨道（3）通过骨架（4）连接的刚性定位节点（6）进行可拆卸的连接，刚性定位辅助工装（1）上还安装有工控机（7）和辅助设备（5）。3.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于：所述刚性移动平台（14）通过V形轮（23）与环形柔性轨道（3）连接，环形柔性轨道（3）上安装有齿条（19），刚性移动平台（14）连接至托板（20），所述托板（20）上安装有带有减速器的伺服电机（18）和齿轮（21），刚性移动平台（14）通过齿轮齿条副在环形柔性轨道（3）上移动。4.如权利要求3所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于：所述末端执行器（2）包括支腿（22）、长方形框架（13）、滑台（10）、电主轴（30）和压力脚（24）；所述框架（13）通过四条支腿（22）安装在刚性移动平台（14）上，每条支腿（22）上都安装有伺服电机（8）、伺服电机驱动器（12）和角度编码器（11），用于调节A、B两个法向的角坐标，所述滑台（10）通过滚珠丝杠在框架（13）上移动，用于调节X、Y两个方向坐标，Z轴进给由四条支腿（22）同步耦合进给实现；所述电主轴（30）安装在滑台（10）上，电主轴（30）由主轴电机（9）驱动，所述压力脚（24）安装在电主轴（30）下方，压力脚（24）的通孔与电主轴（30）同轴设置。5.如权利要求4所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于：所述压力脚（24）进给形式为电机驱动双气缸耦合进给。6.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于：所述基准检测装置包括安装在滑台（10）底部的CCD相机（28）和光源（25、29）。7.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于：所述法向调姿装置为四个激光位移传感器（31），四个激光位移传感器（31）安装在压力脚（24）四周。8.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统，其特征在于：每条支腿（22）的底部都安装有X向调姿补偿锁紧气缸（16）和Y向调姿补偿锁紧气缸（17）。9.一种如权利要求4所述的刚柔结合环形轨道制孔系统的运行方法，其特征在于：初始化安装：将环形柔性轨道（3）固定在刚性定位节点（6）上，并送至飞机蒙皮上的初始工作位置，通过真空管路吸气使真空吸盘（15）