CN104002197A - 一种自动制孔采用的寻法装置 - Google Patents

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郭洪杰
杨超
甘志超
王柏林
张玉如
张辉
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供一种自动制孔采用的寻法装置，安装在自动制孔设备的前端，该寻法装置包括支撑盘、万向机构固定圈、万向机构外圈、复位弹簧、测量架体和压力传感器，其中在支撑盘上开有圆环状凹槽，万向机构固定圈固定安装在支承盘上的圆环状凹槽内，万向机构外圈也安装在圆环状凹槽内并套在万向机构固定圈的外表面上，万向机构固定圈与万向机构外圈之间为可旋转的球面接触结构，测量架体呈盖体状与万向机构外圈卡接，在支撑盘的边缘处设有凹槽，复位弹簧嵌在该凹槽内，复位弹簧的上端与测量架体接触，在测量架体的上表面上均匀分布有若干个用于与工件接触的爪，压力传感器对应安装在爪上。本发明能适应部件表面的弧度变化，用于测量孔位置的法向与理论法向的偏差，进而保证刀具与部件表面垂直，提高制孔精度及效率。

Description

一种自动制孔采用的寻法装置
技术领域
     本发明涉及一种自动制孔采用的寻法装置，特别涉及一种用于在蒙皮类工件曲面上进行自动寻法以提高飞机装配中自动制孔精度的装置，属于飞机装配技术领域。
背景技术
在飞机轻合金组合件、壁板和部件的装配中，铆接仍然是目前应用最多的不可卸连的连接方式，因为它能保证机体部件所要求的工作寿命和可靠性。而铆接工艺的第一步是铆钉孔的加工，孔质量直接影响蒙皮的气动外形乃至工件结构的安全性能，同时，铆钉的数量很大，这对铆钉孔的加工效率提出了巨大的挑战。
目前，飞机部件上的大部分孔采用手工制孔的方式，制孔精度受操作工人的熟练程度和体力的影响，孔的质量容易产生的缺陷，存在质量一致性差、效率低等问题。随着审查需要的不断增加，手工制孔已不能满足当前的发展需要，自动化制孔是必然趋势。但由于部件的安装误差、变形等原因，部件的实际型面与理论外形存在一定的偏差，此时在部件表面钻孔时，刀具往往不是垂直于部件表面，这就造成钻孔的质量缺陷。对于蒙皮类部件来说，其表面的弧度随位置的不同而发生变化，为保证钻孔的法向精度，就必须在每个钻孔位置实时测量孔位置的法向与理论法向的偏差。因此，实时测量孔位置的法向与理论法向的偏差是提高自动制孔精度的关键技术。
发明内容
本发明提供一种自动制孔采用的寻法装置，能适应部件表面的弧度变化，用于测量孔位置的法向与理论法向的偏差，进而保证刀具与部件表面垂直，提高制孔精度及效率。
本发明的技术方案：一种自动制孔采用的寻法装置，安装在自动制孔设备的前端，该寻法装置包括支撑盘、万向机构固定圈、万向机构外圈、复位弹簧、测量架体和压力传感器，其中在支撑盘上开有圆环状凹槽，万向机构固定圈固定安装在支承盘上的圆环状凹槽内，万向机构外圈也安装在圆环状凹槽内并套在万向机构固定圈的外表面上，万向机构固定圈与万向机构外圈之间为可旋转的球面接触结构，测量架体呈盖体状与万向机构外圈卡接，在支撑盘的边缘处设有凹槽，复位弹簧嵌在该凹槽内，复位弹簧的上端与测量架体接触，在测量架体的上表面上均匀分布有若干个用于与工件接触的爪，压力传感器对应安装在爪上。
本发明的有益效果：本发明在寻法过程中能够适应部件曲面的变化，采用压力传感器在线测量的方法实时测量实际法向与理论法向的偏差，这样可以根据测得偏差实时调整刀具与部件表面的法向偏差，进而保证部件的钻孔质量，采用本发明可以获得较高的钻孔法向精度，完全满足制孔精度要求，保证了制孔质量，并极大的提高了工作效率。 
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A向剖视图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种自动制孔采用的寻法装置，安装在自动制孔设备的前端，该寻法装置包括支撑盘1、万向机构固定圈2、万向机构外圈3、复位弹簧4、测量架体5和压力传感器6，其中在支撑盘1上开有圆环状凹槽，万向机构固定圈2固定安装在支承盘1上的圆环状凹槽内，万向机构外圈3也安装在圆环状凹槽内并套在万向机构固定圈2的外表面上，万向机构固定圈2与万向机构外圈3之间为可旋转的球面接触结构，测量架体5呈盖体状与万向机构外圈3卡接，在支撑盘1的边缘处设有凹槽，复位弹簧4嵌在该凹槽内，复位弹簧4的上端与测量架体5接触，在测量架体5的上表面上均匀分布有4个用于与工件接触的爪，4个压力传感器6对应安装在每一个爪上。
使用时，将本发明寻法装置安装在自动制孔设备的前端，自动制孔设备上法兰盘，通过该法兰盘使自动制孔设备及本发明寻法装置与机器人固定连接。机器人运动时，自动制孔设备和本发明寻法装置跟随机器人运动，机器人携上述设备及装置运动到制孔点，使测量架体5与工件接触，万向机构外圈3绕万向机构固定圈2运动，通过采集4个压力传感器6的度数计算出法向角的偏差值，将偏差值传给机器人系统，机器人根据偏差值调整寻法装置圆环状凹槽内的万向机构外圈3与万向机构固定圈2的角度，此时压力传感器6的值也发生变化，通过不断调整使实际法向与理论法向的偏差值满足工况要求，并通知自动制孔设备对工件开始制孔。

Claims (1)

1.一种自动制孔采用的寻法装置，安装在自动制孔设备的前端，其特征在于：该寻法装置包括支撑盘（1）、万向机构固定圈（2）、万向机构外圈（3）、复位弹簧（4）、测量架体（5）和压力传感器（6），其中在支撑盘（1）上开有圆环状凹槽，万向机构固定圈（2）固定安装在支承盘（1）上的圆环状凹槽内，万向机构外圈（3）也安装在圆环状凹槽内并套在万向机构固定圈（2）的外表面上，万向机构固定圈（2）与万向机构外圈（3）之间为可旋转的球面接触结构，测量架体（5）呈盖体状与万向机构外圈（3）卡接，在支撑盘（1）的边缘处设有凹槽，复位弹簧（4）嵌在该凹槽内，复位弹簧（4）的上端与测量架体（5）接触，在测量架体（5）的上表面上均匀分布有若干个用于与工件接触的爪，压力传感器（6）对应安装在爪上。
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