[发明专利]一种五轴联动数控钻铆设备换刀装置

说明书

技术领域

本发明涉及飞机装配技术与装备领域，尤其涉及一种五轴联动数控钻铆设备换刀装置。

背景技术

铆接技术是航空制造业中普遍使用的一项机械连接技术，其加工工艺相对简单，铆接质量易于控制，并具有重量轻、强度高的优势，在航空制造领域得到广泛的应用。传统的铆接产品质量受工人个体因素的影响比较大，因此难以确保稳定、高质高效的连接。为了保证飞机的装配质量、提高飞机装配效率，发展自动钻铆技术，使用自动钻铆设备进行自动化钻铆是一种必然的趋势。

五轴联动数控钻铆设备换刀组件是五轴联动数控钻铆设备的核心功能部件，它是一个集机械、电气等于一体的高度集成系统，其参数水平对于设备的的加工效率影响巨大，成为设备加工能力提高的关键。目前以欧美、日本为代表的五轴联动数控设备代表了当今五轴联动数控设备发展的最高水平，国内仍存在一定的差距，因此研发一种五轴联动数控钻铆设备换刀装置，满足五轴联动数控钻铆设备多功能执行器及五轴联动数控机床换刀组件的功能需求具有重要的现实意义。

发明内容

本专利的目的是提供一种五轴联动数控钻铆设备换刀装置，采用伺服电机与减速器连接，减速器通过同步带轮轴经同步带传送实现换刀摆臂组件的旋转，同步带箱体与气动滑台相连，气缸主体推动气动滑台实现前后方向的进给运动，气动爪推动刀爪组件实现刀具的夹取和安放，伺服电机通过减速器与铆模库旋转盘相连，实现刀库的旋转及刀具位置的转换，气缸与铆模库底座相连，由气缸推动顶刀头，实现刀具的夹紧及松开。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种五轴联动数控钻铆设备换刀装置，包括保护罩、铆模、铆模库旋转盘、铆模库底座、第一减速器和第二减速器、第一伺服电机和第二伺服电机、刀库支架、气缸滑台、换刀机械手滑板、同步带箱体、电磁阀组件、气爪转臂、气动滑台、气爪连接座、气动爪、气缸主体、随动带轮、随动带轮轴、同步带、同步带轮、同步带轮轴、刀爪组件、弹簧罩、弹簧、铆模盘安装法兰、顶刀头、气缸、刀爪、弹簧、多功能末端执行器、传感器、传感器支架、铆模库、换刀臂旋转驱动单元。

其中第一伺服电机与第一减速器相联，第一减速器通过铆模库底座与铆模盘安装法兰连接，铆模盘安装法兰与铆模库旋转盘连接，铆模安装在铆模库旋转盘上，传感器通过传感器支架固定在铆模库底座上。第二伺服电机通过第二减速器与同步带轮轴连接，同步带轮轴与同步带轮固定后经同步带带动随动带轮，随动带轮与随动带轮轴连接后同步带轮箱体相联，同步带轮箱体与换刀机械手滑板相连后固定在气缸滑台上，气缸滑台与气缸主体相连，电磁阀组件安装在同步带箱体侧面，气爪转臂一端与随动带轮轴连接，另一端与气动滑台连接，气动滑台通过气爪连接座与气动爪相连，气动爪与刀爪组件相联，气缸与铆模库底座相连，顶刀头与通过弹簧、弹簧罩与铆模库旋转盘相连，刀爪通过弹簧与刀爪组件相联。

进一步的，所述的气爪转臂一端与随动带轮轴固联，另一端与气动滑台连接，气动滑台通过气爪连接座与气动爪相连，气动爪推动刀爪组件张开与闭合，实现刀具的夹取与安放。

本发明利用气动滑台将刀爪组件送入或退出铆模库，气动爪推动刀爪组件张开与闭合，以夹取与安放刀具。

进一步的，所述的第二伺服电机通过第二减速器与同步带轮轴连接，同步带轮轴与同步带轮固定后经同步带带动随动带轮，随动带轮与随动带轮轴连接后与换刀臂组件相连。在铆模从铆模库旋转盘中夹取出后，换刀臂组件在第二伺服电机的作用下转动，将刀具送至使用位。

进一步的，所述的同步带轮箱体与换刀机械手滑板相连后固定在气缸滑台上，气缸主体推动气缸滑台前后运动，实现前后方向上的进给，将铆模从铆模库旋转盘中抽出。

进一步的，所述的第一伺服电机与第一减速器相联，第一减速器通过铆模库底座与铆模盘安装法兰)连接，铆模盘安装法兰与铆模库旋转盘连接，实现刀库的旋转，用于刀具的切换，将待更换的刀具转动至刀爪组件可以夹取的位置。

进一步的，所述的气缸与铆模库底座相连，顶刀头与通过弹簧、弹簧罩与铆模库旋转盘相连，由气缸推动顶刀头运动，用于顶出安装在铆模库旋转盘内的刀具，实现刀具的夹紧及松开。

进一步的，所述的刀爪通过弹簧与刀爪组件相联，即刀爪和刀爪组件之间连接有弹簧，通过刀爪上下运动和弹簧的压紧作用，实现刀具的柔性夹取。

进一步的，所述的传感器通过传感器支架固定在铆模库底座上，用于感应铆模库旋转盘上处于取刀位(位于保护罩的开口处)的刀具，利用传感器实现对刀具位置的检测和监控。

本发明的优点如下：