多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器壓力腳系統(tǒng)及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明應(yīng)用于飛機(jī)部件自動化裝配制孔領(lǐng)域，具體涉及到機(jī)器人自動鉆鉚系統(tǒng)中的壓力腳設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展航空制造業(yè)自動化裝配技術(shù)具有相當(dāng)重要的經(jīng)濟(jì)價值和戰(zhàn)略意義，國外飛機(jī)制造企業(yè)的機(jī)器人自動制孔技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并廣泛投入生產(chǎn)，其中自動制孔末端執(zhí)行器用于飛機(jī)自動化裝配加工為當(dāng)代飛機(jī)制造自動化領(lǐng)域的技術(shù)熱點(diǎn)和前沿性領(lǐng)域，雖然在航空制造發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廣泛使用，但是由于多方面的原因都導(dǎo)致了這些企業(yè)要進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)保密，其相關(guān)核心技術(shù)仍處于技術(shù)封鎖狀態(tài)，所以該領(lǐng)域的研宄在我國目前仍處于研宄起步階段。與自動鉆鉚機(jī)等設(shè)備相比較，機(jī)器人柔性制孔技術(shù)具有成本低、安裝空間小、靈活性高、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。因此研宄和應(yīng)用基于機(jī)器人制孔的多功能末端執(zhí)行器，不僅可以填補(bǔ)航空制造領(lǐng)域在該研宄中的空白，縮短與國外先進(jìn)飛機(jī)裝配技術(shù)的差距，對于提升國產(chǎn)飛機(jī)的國際競爭力，推動我國航空制造業(yè)的加快發(fā)展，也具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)，壓力腳系統(tǒng)與末端執(zhí)行器連接，包括基體、壓力腳、驅(qū)動模塊，壓力腳安裝在基體上，驅(qū)動模塊驅(qū)動壓力腳工作，其特征在于:壓力腳系統(tǒng)通過管道連接真空吸肩裝置，基體管道內(nèi)部設(shè)有若干吹氣通道，與真空吸肩裝置配合形成排肩流場。
[0004]進(jìn)一步，基體內(nèi)部共設(shè)三條吹氣通道，呈螺旋狀態(tài)分布，吹氣口的軸線與壓力腳軸線成30°夾角，真空吸肩裝置與壓力腳出氣口以管路相通。
[0005]進(jìn)一步，驅(qū)動模塊包括雙壓緊氣缸，壓緊氣缸連接電磁比例閥，通過電磁比例閥調(diào)節(jié)壓緊力。
[0006]上述多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:末端執(zhí)行器的上位機(jī)給定加工對象屬性后，電磁比例閥為壓緊氣缸提供壓緊力數(shù)值，壓緊氣缸驅(qū)動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸肩裝置，吹氣口形成高壓環(huán)境，出氣口形成低壓環(huán)境，三條螺旋狀態(tài)的吹氣通道內(nèi)形成氣旋，排肩流場形成，末端執(zhí)行器鉆削工作開始的同時進(jìn)行吸肩任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對加工現(xiàn)場碎肩的排出。
[0007]本發(fā)明的多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)，通過在基體內(nèi)加工吹氣通道，配合真空吸肩裝置，三條螺旋狀吹氣通道內(nèi)形成氣旋，進(jìn)一步提高細(xì)肩效率，優(yōu)化工作環(huán)境；采用電磁比例閥控制壓緊力，通過上位機(jī)根據(jù)不同壓緊力值調(diào)節(jié)細(xì)肩氣流，構(gòu)件細(xì)肩流場，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制。
[0008]本發(fā)明有益效果如下:
[0009]1.結(jié)構(gòu)基本保持一致，不會對壓力腳的功能產(chǎn)生任何影響，
[0010]2.吸肩效率大大提高。
[0011]3.可通過進(jìn)氣壓力改變性能，對不同厚度、不同材料的制孔需求，只需要改變預(yù)設(shè)參數(shù)就可以滿足不同條件下的制孔吸肩任務(wù)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例中壓力腳系統(tǒng)與末端執(zhí)行器的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例中吹氣通道在壓力腳的基體結(jié)構(gòu)中示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例中吹氣口在壓力腳的基體結(jié)構(gòu)中示意圖。
[0015]圖中:1-壓力腳，2-管道，3-末端執(zhí)行器外框架，4-吹氣通道，5-吹氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]一種多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)，壓力腳系統(tǒng)與末端執(zhí)行器外框架3采用螺栓連接，包括基體、壓力腳1、驅(qū)動模塊，壓力腳I安裝在基體上，驅(qū)動模塊驅(qū)動壓力腳I工作，壓力腳系統(tǒng)通過管道2連接真空吸肩裝置，基體管道內(nèi)部設(shè)有若干吹氣通道4，與真空吸肩裝置配合形成排肩流場。
[0018]其中，基體內(nèi)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)壓力腳內(nèi)部流場的通道；連接真空吸肩裝置，用于吸取碎肩；驅(qū)動模塊包括雙壓緊氣缸，壓緊氣缸由兩個菱形氣缸組成，壓緊氣缸連接電磁比例閥，通過電磁比例閥調(diào)節(jié)壓緊力。
[0019]壓力腳I由壓緊氣缸驅(qū)動，可進(jìn)行長度50_的直線往返運(yùn)動，壓力值由與壓緊氣缸連接的電磁比例閥設(shè)定；壓力腳I與真空吸肩裝置通過管道連接，真空吸肩裝置裝載于機(jī)器人小車內(nèi)部。
[0020]基體內(nèi)部共設(shè)三條吹氣通道4，呈螺旋狀態(tài)分布，吹氣口 5的軸線與壓力腳I軸線成30°夾角，真空吸肩裝置與壓力腳I出氣口以管路相通。在系統(tǒng)工作時吹氣，與出氣口的低壓環(huán)境配合形成螺旋流場，利用流場排肩，以提高吸肩效率，并穩(wěn)定壓力腳管道內(nèi)部的流場環(huán)境。
[0021]上述多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)的工作方法，末端執(zhí)行器的上位機(jī)給定加工對象屬性后，電磁比例閥可根據(jù)工況提供壓緊氣缸O?200kg范圍內(nèi)的壓緊力數(shù)值，壓緊氣缸驅(qū)動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸肩裝置，吹氣口形成高壓環(huán)境，出氣口形成低壓環(huán)境，三條螺旋狀態(tài)的吹氣通道內(nèi)形成氣旋，排肩流場形成，末端執(zhí)行器鉆削工作開始的同時進(jìn)行吸肩任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對加工現(xiàn)場碎肩的排出。
[0022]本發(fā)明并不局限于上述具體實(shí)施例，其僅僅作為例子對本發(fā)明的一種形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)、示范性的說明。在不背離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)上述具體實(shí)施例通過各種等同替換得到技術(shù)方案，但是這些技術(shù)方案均應(yīng)該包含在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍及其等同的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)，壓力腳系統(tǒng)與末端執(zhí)行器連接，包括基體、壓力腳、驅(qū)動模塊，壓力腳安裝在基體上，驅(qū)動模塊驅(qū)動壓力腳工作，其特征在于:壓力腳系統(tǒng)通過管道連接真空吸肩裝置，基體管道內(nèi)部設(shè)有若干吹氣通道，與真空吸肩裝置配合形成排肩流場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)，其特征在于:基體內(nèi)部共設(shè)三條吹氣通道，呈螺旋狀態(tài)分布，吹氣口的軸線與壓力腳軸線成30°夾角，真空吸肩裝置與壓力腳出氣口以管路相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)，其特征在于:驅(qū)動模塊包括雙壓緊氣缸，壓緊氣缸連接電磁比例閥，通過電磁比例閥調(diào)節(jié)壓緊力。
4.一種多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:末端執(zhí)行器的上位機(jī)給定加工對象屬性后，電磁比例閥為壓緊氣缸提供壓緊力數(shù)值，壓緊氣缸驅(qū)動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸肩裝置，吹氣口形成高壓環(huán)境，出氣口形成低壓環(huán)境，三條螺旋狀態(tài)的吹氣通道內(nèi)形成氣旋，排肩流場形成，末端執(zhí)行器鉆削工作開始的同時進(jìn)行吸肩任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對加工現(xiàn)場碎肩的排出。
【專利摘要】一種多功能自動鉆鉚末端執(zhí)行器的壓力腳系統(tǒng)，壓力腳系統(tǒng)與末端執(zhí)行器連接，包括基體、壓力腳、驅(qū)動模塊，壓力腳安裝在基體上，驅(qū)動模塊驅(qū)動壓力腳工作，其特征在于：壓力腳系統(tǒng)通過管道連接真空吸屑裝置，基體管道內(nèi)部設(shè)有若干吹氣通道，與真空吸屑裝置配合形成排屑流場。末端執(zhí)行器的上位機(jī)給定加工對象屬性后，電磁比例閥為壓緊氣缸提供壓緊力數(shù)值，壓緊氣缸驅(qū)動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸屑裝置，吹氣口形成高壓環(huán)境，出氣口形成低壓環(huán)境，三條螺旋狀態(tài)的吹氣通道內(nèi)形成氣旋，排屑流場形成，末端執(zhí)行器鉆削工作開始的同時進(jìn)行吸屑任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對加工現(xiàn)場碎屑的排出。
【IPC分類】B23Q3-00, B23B47-32
【公開號】CN104741942
【申請?zhí)枴緾N201510150093
【發(fā)明人】田威, 廖文和, 李震宇, 陳亞麗, 張霖
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月31日