[发明专利]一种多功能末端执行器

说明书

本发明公开了一种多功能末端执行器，属于飞机装配技术领域，其包括底座、平移单元、制孔单元和插钉拧紧单元，该多功能末端执行器集成度高且各个单元分工明确，功能强大，可自动地制孔、插钉及拧钉，加工效率及自动化程度高，且加工质量可靠。

技术领域

本发明涉及飞机装配工装技术领域，具体地说，涉及一种多功能末端执行器。

背景技术

在现代化飞机装配中，无论是组件类装配，如飞机机身壁板与长桁等连接，还是部件装配，如飞机机翼壁板与肋的连接，需先采用工装定位两个或两个以上的零部件，预制连接孔并使用螺钉等临时紧固件进行紧固，接着拆卸影响制孔的定位工装与临时紧固件，对预制孔进行精加工，再用紧固件进行固定连接。临时紧固件在飞机装配过程使用量大，预制孔与预连接固定的精度都会对后续飞机装配质量产生重要影响。

在预连接紧固的过程中，通常是采用穿心夹临时紧固或采用普通螺栓紧固，对于这两种预连接件方法，均存在定位误差的问题，且存在人工无法精确控制夹紧力的问题，难以保证夹紧力的一致性。

公告号为CN106224341A的中国专利文献公开了一种用于飞机装配的临时紧固件及安装方法，临时紧固件包括精制内六角螺钉、临时紧固件本体、保护套、挡圈和夹紧卡爪；通过手持工具或自动化设备驱动单元驱动精制内六角螺钉顺时针旋转，带动夹紧卡爪沿轴向移动，夹紧卡爪带锥度倒钩形状的四瓣爪或六四瓣爪结构在轴向移动的同时张开，并与飞机结构件接触，同时施加设定的扭矩值预紧，达到临时紧固件连接两个飞机结构件的目的。

而在此种与紧固件的安装过程中，制孔和拧钉的工作分开执行，工序繁多，且拧钉动作大部分情况由人工完成。人工拧钉不仅效率不足，工作空间有限，工作条件差，而且拧钉质量参差不齐，十分依赖工人的经验。

发明内容

本发明的目的为提供一种多功能末端执行器，可自动地制孔、插钉及拧钉，提高加工效率及质量。

为了实现上述目的，本发明提供的多功能末端执行器包括底座、平移单元、制孔单元和插钉拧紧单元，平移单元包括第一致动器及通过横向导轨与底座滑动连接的横移滑台，第一致动器的定子与底座固定连接，动子与横移滑台固定连接；制孔单元包括第二致动器、通过第一纵向导轨与横移滑台滑动连接的电主轴支架、安装在电主轴支架上的电主轴及与电主轴传动连接的制孔刀具，第二致动器的动子与电主轴支架固定连接，定子与横移滑台固定连接；插钉拧紧单元包括固设在横移滑台上的安装座及安装在安装座上的送钉模块、插钉拧紧模块、用于将送钉模块的出钉口处的螺钉夹至插钉拧紧模块的拧紧接口的夹钉模块、驱动夹钉模块沿设于安装座上的第二纵向导轨滑动的第三致动器及驱动插钉拧紧模块沿第二纵向导轨滑动的第四致动器。

在工作过程中，本发明的平移单元中的第一致动器驱动横移滑台将设置在其上的制孔单元带至待制孔工位处，第二致动器驱动电主轴靠近待制孔点并对其进行制孔，制孔完毕后，第二致动器驱动电主轴复位。然后，在第一致动器的驱动下横移滑台将插钉拧紧单元带动至插钉拧钉工位处，即已经制好螺钉孔的工位，送钉模块将螺钉送至其出钉口处，夹钉模块将出钉口处的螺钉夹至插钉拧紧模块的拧紧接口处，并由第三致动器驱动夹钉模块靠近或远离插钉拧紧模块，从而退出对螺钉的夹持。接着，第四致动器驱动插钉拧紧模块靠近螺钉孔，插钉拧紧模块将螺钉拧入螺钉孔内。该末端执行器集成度高，功能强大，能实现从制孔到插钉拧紧的高效自动化操作，提高了装配效率。

具体的方案为还包括照相测量单元；照相测量单元包括通过纵向导轨与横移滑台滑动连接的相机支座、第五致动器及安装在相机支座上用于获取待制孔位置处图像的相机；第五致动器的定子与横移滑台固定连接，动子与相机支座固定连接；相机支座上安装有用于启闭相机的镜头盖板的启闭装置。

照相测量单元用于获取基准孔的位置，进行相机找正，从而获取工件坐标系来确定后续加工的位置。