[发明专利]一种可换装的精益自动进给钻

说明书

技术领域

本发明涉及一种可换装的精益自动进给钻。更具体地说，本发明涉及可换装在X-Y柔性轨道、双侧吸盘和C型钳口平台的精益自动进给钻削系统。

背景技术

装配是飞机制造过程的关键环节。目前飞机装配工作量约占整个飞机制造工作量的30％～45％，其连接方式以人工钻铆(钻孔)为主。然而，传统的人工钻孔存在诸多不足，主要表现在工作量大，钻孔的效率低，孔的质量难以保证，并且批量化生产中人力和物力成本高。因此自动化制孔技术是现代飞机装配中的一个重要应用和研究方向。机器人自动化制孔灵活性好，对工件的适应性高，保证了制孔质量，提高制孔效率和精度。

机器人自动化制孔技术在国外已得到广泛的研究和应用。目前国外军、民用飞机生产过程中的自动制孔率分别达到了17％和75％以上。美国是最早研究和应用自动化制孔技术的国家，另外，德国、法国、俄罗斯(前苏联)等国家也对自动制孔技术进行了研究和应用。近年来，国内航空企业在飞机装配技术方面积累了一定的技术基础，机器人制孔等技术有了较大的进步。但总体上看，国内飞机装配还大多停留在采用传统型架的手工装配阶段，数字化钻孔和装配尚未贯通飞机整体装配过程，部件对接自动装配系统还属空白，基于精益制造理念的移动生产线技术还处于探索阶段。

末端执行器作为整个机器人制孔系统技术中含量最高的关键单元模块之一，在一个尽量小的结构中实现模块化、多功能的机械和控制系统具有巨大的挑战性，为了实现现代飞机的高效率、高精度、自动化和绿色化制孔，自动制孔系统的末端执行器成为了目前一个重要的研究对象。

本设计针对大型客机机身研制中自动化装配所需的机身飞机薄壁夹层结构单向压紧自动化制孔工艺进行研究，攻克单向压紧条件下自动化制孔压紧力分析和试验，垂直度、干涉量对连接质量的影响分析和实验，机身对接自动化装配连接工艺优化等，大大提高了制孔精度和效率。本发明的特点是精益，轻便，可实现快速的换装，对于各种不同工件都能进行精确、快速的钻削操作。

通过本设计的研发，将推动轻型自动化装配系统在飞机机身对接过程中的有效的工程应用，促进航空自动化制孔技术的进一步普及，促进我国飞机自动化装配技术的发展，提升航空制造技术水平及国际竞争力。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明的目的是提供一种可换装的精益自动进给钻，可以根据工件不同的形状、大小和作业空间选择不同的加工平台。此发明换装快、加工灵活、使用轻便，提高了加工效率和质量，并实现了自动进给钻的多功能实用。

本发明通过以下技术方案实现。

一种可换装的精益自动进给钻，其特征在于该自动进给钻包括：自动进给钻主体和加工平台两部分，根据工件不同的形状、大小和作业空间选择X-Y柔性轨道平台、双侧吸盘平台或者C型钳口平台，达到工件顺利精确加工的目的。

优选地，所述自动进给钻主体包括：进给钻主轴传动部分、进给钻主轴钻孔部分和丝杠进给部分。

进给钻主轴传动部分包括：松下伺服主轴电机、转接板、钻孔器套筒、联轴器、轴承挡环、滚动轴承、传动轴、下挡圈、油封、锁紧螺母。

进给钻主轴钻孔部分包括：钻具固定套、导套、滑环、固定环、钻具外罩、陶瓷片、钻卡头、钻头。

丝杠进给部分包括：松下伺服进给电机、带轮、滚动轴承、导轮心轴、端盖、丝杠驱动固定架、丝杠螺母、滚珠丝杠、丝杠固定座、换装板。

工作时，进给钻主轴传动部分提供转动并将其传递给进给钻主轴钻孔部分，带动钻头旋转。此时，丝杠进给部分根据需要以适当的进给速度进给，实现自动进给钻孔。

优选地，所述X-Y柔性轨道平台包括：X轨道和Y轨道两部分。

X轨道包括：换向器、过滤器、度吸盘气管连接件、吸盘、转换立柱、柔性轨道。

Y轨道包括：滑轮连接板、滚轮底座从动端、滚轮、滚轮偏心轴、滑轨安装板、直线滑轨、滑块、滑块挡块。

X-Y柔性轨道可以自适应与各种不同曲率的曲面，通过吸盘吸附在工件表面。X轨道提供一个X方向的轨道，通过滚轮带动Y轨道沿X的正负方向任意移动。Y轨道提供一个Y方向的轨道，通过直线滑轨实现Y方向的移动，自动进给钻主体固定在直线滑轨上的两个滑块上，使其可以沿Y方向任意移动。钻孔时，手动移动自动进给钻主体使其达到钻孔位置，然后锁死X和Y方向的移动，实现钻孔。自动进给钻主体的钻头沿X和Y方向所能到达的地方即为自动进给钻的工作空间。

优选地，所述双侧吸盘平台包括：吸盘连接杆和真空吸盘。