CN105651174B - 一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的视觉测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的视觉测量系统，包括：与自动钻铆机多功能末端执行器固定的线性滑台；活动安装在所述线性滑台上的相机，且与所述自动钻铆机多功能末端执行器同轴；驱动所述相机沿线性滑台移动的驱动机构；以及安装在相机镜头前方的相机光源。本发明的视觉测量系统在测量时不影响其余工位的并行工作，缩短整个钻铆循环的周期，相机能够通过伺服电机驱动进行自动对焦。

Description

一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的视觉测量系统
技术领域
本发明涉及飞机装配技术与装备领域，尤其涉及一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的视觉测量系统。
背景技术
在飞机数字化装配的过程中，铆接是飞机壁板装配的主要连接方法，占据了飞机壁板装配中大量的工作量。近年来，能够提供更高铆接效率和更好铆接质量的自动钻铆机已经逐渐代替了传统的人工铆接，成为现代飞机装配领域的一大趋势。
目前世界上只有欧美的少数厂商如EI、GEMCOR、BROETJE等具备开发和制造的能力，在国内则还处于空白状态，因此我国不少飞机制造厂商的自动钻铆机都是选择从国外采购。
已有和研发中的自动钻铆机在进行制孔和铆接之前都需要对目标对象的定位孔进行测量，以确定工件实际位置与理论位置的误差并加以补偿调整，这就需要设计和配置专用的视觉测量系统。这类视觉测量系统从布局上主要分为两类，一类是测量系统固定安装在自动钻铆机末端执行器的某个位置，另一类是将测量系统作为末端执行器的一个移动工位，这两类布局都能满足测量要求但同时也存在缺陷。
固定式测量系统的安装位置往往与执行器的工作位置并不相同，这就意味着在测量完成后，执行器必须整体移动以进行接下来的钻铆操作；移动工位式测量系统虽然避免了执行器的整体移动，但由于多了一个工位，执行器布局更加复杂，工位与工位间容易产生干涉，影响各工位的并行作业，降低了整体铆接效率。
发明内容
针对这些问题，本发明提出一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的视觉测量系统，在定位孔测量的过程中，本发明同时具备固定式布局与移动工位式布局的优点，测量系统固定安装于多功能末端执行器基座后侧，通过伺服电机控制相机自动对焦，保证了各工位与测量的并行工作，减少了工位切换所带来的系统误差，确保了测量与后续工序执行器处于同一位置，缩短了整个钻铆循环的周期，简化了末端执行器的布局。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的视觉测量系统，该视觉测量系统安装于自动钻铆机多功能末端执行器基座后侧，与换刀单元、制孔单元、压脚单元、送钉单元、换铆单元和插钉压铆单元共同构成自动钻铆机末端执行器的主要功能模块。所述的视觉测量系统，包括：与自动钻铆机多功能末端执行器固定的线性滑台；活动安装在所述线性滑台上的相机；驱动所述相机沿线性滑台移动的驱动机构；以及安装在相机镜头前方的相机光源。
其中，所述相机光源设置在位于线性滑台端部的底座内，所述底座上滑动配合有防尘盖。
进一步的，所述底座内设有滑槽，防尘盖位于所述滑槽内；底座的下方设有驱动防尘盖打开或关闭的气缸。
其中，驱动机构包括伺服电机，以及与所述伺服电机传动配合的同步带轮对和同步带。所述线性滑台内设有与同步带轮对转动配合并用于带动相机移动的丝杠螺母机构。
本发明中的视觉测量系统固定安装在自动钻铆机多功能末端执行器基座后侧，当末端执行器移动到目标位置后，在不需要进行工位切换的情况下即可进行测量操作。
作为优选的，工业相机的安装位置与执行器工作位置处于同一轴线，测量完成后，执行器通过切换制孔单元和插钉压铆单元的工位即可进行钻铆操作。
本发明中，视觉测量系统直接固定于执行器后端，与其余工位相互独立，换刀单元、制孔单元、压脚单元、送钉单元换铆单元和插钉压铆单元可以与测量进行并行工作。
本发明中，安装在防尘盖底座上的相机防尘盖在测量开始和结束时能够通过气缸驱动进行开启和关闭，从而避免相机光源盒工业相机在非工作时间进入灰尘。伺服电机通过同步带轮对和同步带驱动工业相机在线性滑台上移动，以此控制工业相机与测量点之间的距离进行对焦操作。
作为优选的，视觉测量系统通过六角螺钉固定安装于多功能末端执行器上，减少了移动工位数量，省去丝杠螺母座、横向滑台等部件，简化了执行器布局结构，不会与其余工位产生干涉。
本发明的优点在于：
1)测量系统安装于多功能末端执行器基座后侧，避免工位切换导致的相对运动，减少坐标系转换所带来的误差；
2)工业相机与执行器工作位置处于同一轴线，在测量完成后执行器不需要整体移动，可以直接通过切换工位进行制孔插钉和压铆操作；
3)在测量时不影响其余工位的并行工作，缩短整个钻铆循环的周期；
4)在测量开始和结束时防尘盖能够自动开启和关闭，从而避免相机在非工作时间进入灰尘；
5)相机能够通过伺服电机驱动进行自动对焦；
6)测量系统所采用的固定安装形式减少了多功能末端执行器的移动工位数量，简化了执行器布局。
附图说明
图1是视觉测量系统布局的左视图；
图2是视觉测量系统布局的俯视图；
图3是视觉测量系统的轴测视图；
图4是视觉测量系统的左剖视图。
具体实施方式
如图1-4所示，用于飞机壁板铆接的卧式自动钻铆机的视觉测量系统1安装于自动钻铆机多功能末端执行器2基座后侧，与换刀单元3、制孔单元4、压脚单元5、送钉单元6、换铆单元7和插钉压铆单元8共同构成自动钻铆机末端执行器2的主要功能。
本实施例中的视觉测量系统主要由相机防尘盖9，防尘盖底座10，气缸11，相机光源12，工业相机13，同步带轮对14，同步带15，伺服电机16和线性滑台17装配而成。
本发明的工作过程如下：
1、多功能末端执行器移动至定位孔处，视觉测量系统开机自检；
2、气缸11带动相机防尘盖9打开；
3、视觉测量系统开始工作，伺服电机16通过同步带轮对14和同步带15驱动工业相机13在线性滑台17上移动，以此控制工业相机与测量点之间的距离进行对焦操作；
4、对焦完成后测量定位孔数据，并将数据传回控制系统；
5、根据控制系统发出的指令，若需继续测量，末端执行器移至下一定位孔，重复3与4的测量操作；
6、若控制系统指令测量完成，气缸11带动相机防尘盖19关闭，测量过程结束。
以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的视觉测量系统，其特征在于，安装于多功能末端执行器基座后侧，包括：
与自动钻铆机多功能末端执行器固定的线性滑台；
活动安装在所述线性滑台上的相机，且与所述自动钻铆机多功能末端执行器同轴；
驱动所述相机沿线性滑台移动的驱动机构；所述的驱动机构包括伺服电机，以及与所述伺服电机传动配合的同步带轮对和同步带；所述线性滑台内设有与同步带轮对转动配合并用于带动相机移动的丝杠螺母机构；
以及安装在相机镜头前方的相机光源，所述相机光源设置在位于线性滑台端部的底座内；所述底座上滑动配合有防尘盖，所述底座的下方设有驱动防尘盖打开或关闭的气缸。
2.如权利要求1所述的视觉测量系统，其特征在于，所述底座内设有滑槽，防尘盖位于所述滑槽内。
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