CN107009351A - 一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统 - Google Patents
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Abstract
一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统，包括两组固定基座组件和两组并联动平台组件，基座上安装X轴直线导轨和X轴伺服驱动系统，X轴伺服驱动系统连接基板，基板下部安装与X轴直线导轨配合的X轴导轨滑块，基板上安装至少3个支撑底座，每个支撑底座上设有X1轴直线导轨，支撑底座上部安装可沿X1轴直线导轨滑动的球铰支撑座，球铰支撑座上安装下球铰，下球铰连接支撑杆下端，支撑杆上端连接安装于调姿平台下侧的上球铰，每个支撑底座连接一套X轴伺服驱动系统。本发明保证空间大部件可以在此系统上得到高精度的定位、可靠和精确的对接装配，解决了传统工艺中长行程高精度装配适应性差、成本高、装配效率低和管理难度大等问题。
Description
技术领域
本发明涉及装配设备领域，尤其涉及一种大部件装配系统。
背景技术
产品的装配是其制造的最后一个步骤，也是最重要的一个步骤，装配的结果直接影响这产品的质量、成本和生产周期。目前国内企业针对复杂产品的装配大部分采用手工操作为主的作业方式，这样就导致产品的装配精度较低、装配周期长、装配成本高。尽管随着自动化技术和信息化技术的快速发展，产品设计的办法越来越智能化，产品制造的效率不断提高，但装配技术的发展却相对落后。
发明内容
为了解决传统工艺中长行程装配精度较低、装配周期长、装配成本高所带来的生产装配难度大等问题，本发明提供了一种结构简单、自动化程度高、移动定位精度高的多自由度空间大部件快速装配并联机器人系统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统，包括两组固定基座组件1和两组并联动平台组件2，每组固定基座组件1包括基座4、X轴直线导轨5、和X轴伺服驱动系统6；每组并联动平台组件2包括基板17、支撑底座9、X1轴伺服驱动系统10、球铰支撑座11、上球铰14、下球铰12、支撑杆13、调姿平台15、X1轴直线导轨16和X轴导轨滑块8；基座4上安装X轴直线导轨5和X轴伺服驱动系统4，X轴伺服驱动系统4连接基板17，基板17下部安装与X轴直线导轨5配合的X轴导轨滑块10，基板17上安装至少3个支撑底座9，每个支撑底座9上设有X1轴直线导轨16，支撑底座9上部安装可沿X1轴直线导轨16滑动的球铰支撑座11，球铰支撑座11上安装下球铰12，下球铰12连接支撑杆13下端，支撑杆13上端连接安装于调姿平台15下侧的上球铰14，每个支撑底座9连接一套X轴伺服驱动系统10。
所述基板17上安装6个支撑底座9，每个支撑底座9通过上球铰14、支撑杆13、和下球铰12连接调姿平台15。
所述基座4上设有2条X轴直线导轨5。
所述基座4下部安装调节地脚3。
所述X轴直线导轨5两端设有限位挡块7。
本发明的多自由度空间大部件快速装配并联机器人系统，以并联动平台调整姿态为主，再配合基座X轴移动为辅助，传统并联平台系统只固定在一处，可实现6自由度运动，但传统并联平台系统的6自由度运动行程有限，无法满足飞机大部件、长行程的高精度装配要求。为解决飞机大部件、长行程的高精度装配要求，本发明的六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统在保证飞机大部件高精度调整姿态的前提下，增加了X轴移动伺服驱动系统，保证空间大部件可以在此系统上得到高精度的定位、可靠和精确的对接装配，缩短了安装时间，降低了工人的工作量，减小了安装错误，提高了安装精度，提高了生产安装效率，提高了安全性，实现了空间大部件快速装配，解决了传统工艺中高精度装配适应性差、成本高、装配效率低和管理难度大等问题。
附图说明
图1是本发明多自由度空间大部件快速装配并联机器人系统均匀分布状态的结构图。
图2是本发明多自由度空间大部件快速装配并联机器人系统的固定基座组件结构图。
图3是本发明多自由度空间大部件快速装配并联机器人系统的并联动平台组件结构图。
其中：1、固定基座组件，2、并联动平台组件，3、调节地脚，4、基座，5、X轴直线导轨，6、X轴伺服驱动系统，7、限位挡块，8、X轴导轨滑块，9、支撑底座，10、X1轴伺服驱动系统，11、球铰支撑座，12、下球铰，13、支撑杆，14、上球铰，15、调姿平台，16、X1轴直线导轨。
具体实施方式
本发明的多自由度空间大部件快速装配并联机器人系统结构如图1所示，是一种6自由度模拟空间大部件快速装配系统，包括两组固定基座组件1和两组并联动平台组件2。如图2所示，每组固定基座组件1包括基座4、X轴直线导轨5、和X轴伺服驱动系统6；如图3所示，每组并联动平台组件2包括基板17、支撑底座9、X1轴伺服驱动系统10、球铰支撑座11、上球铰14、下球铰12、支撑杆13、调姿平台15、X1轴直线导轨16和X轴导轨滑块8；基座4下部安装调节地脚3，调节地脚3可调整基座4的高度保证两组基座在同一水平面上。基座4上安装2条X轴直线导轨5和X轴伺服驱动系统4，X轴伺服驱动系统4连接基板17，基板17下部安装与X轴直线导轨5配合的X轴导轨滑块10，X轴直线导轨5两端设有限位挡块7。基板17上安装6个支撑底座9，每个支撑底座9上设有X1轴直线导轨16，支撑底座9上部安装可沿X1轴直线导轨16滑动的球铰支撑座11，球铰支撑座11上安装下球铰12，下球铰12连接支撑杆13下端，支撑杆13上端连接安装于调姿平台15下侧的上球铰14，每个支撑底座9连接一套X轴伺服驱动系统10。
本发明以并联动平台调整姿态为主，再配合基座X轴移动为辅助，保证空间大部件可以在此系统上得到高精度的定位、可靠和精确的对接装配。基座4上的X轴直线导轨5支撑并联动平台组件使其沿导轨直线移动，且由伺服电机控制丝杠旋转为并联动平台提供驱动力，由于伺服电机的高精度控制，可实现并联动平台X轴方向的精确移动定位。支撑底座上部有六组伺服驱动系统，分别驱动六个球铰支撑座9，球铰支撑座与球铰连接，支撑杆两端分别与上、下球铰连接，这样6个支撑杆支撑调姿平台，可实现调姿平台的X、Y、Z、a、b、c六个自由度的精确移动。因为每一个驱动系统可驱动一个球铰支撑座，所以通过改变每一个球铰支撑座的行程即可实现调姿平台的姿态调整。一个球铰支撑座在X轴的移动行程：-80mm~+300mm，可实现Y轴方向移动行程：±80mm，Z轴方向移动行程：±80mm，a、b、c轴旋转：±5deg。左右并联动平台结构相同，由于伺服电机提供驱动力，并联动平台实现高精度运动，可以提高装配精度、降低装配成本、缩短装配时间。
使用时，将固定基座组件1和两组并联动平台组件2放置在平整的地面上，通过激光跟踪仪将两固定基座调整在同一水平面。将两并联动平台调整至初始位置后将要对接的两个大部件安装固定在调姿平台上，室内IGPS发射站通过接收安装在对接部件上接收器反馈的位置信息即可得知两部件的位置姿态，将一侧部件通过伺服系统控制其并联平台的调姿，使其保持初始对接的姿态，室内IGPS发射站接收初始对接姿态的位置信息后，确定两部件对接位置处的相关信息，根据初始对接部件的相关信息，伺服系统控制调节另一部件的并联平台使其对接信息与初始部件的姿态信息相一致。后伺服系统控制X轴驱动使两并联平台靠近对接，在两并联平台对接过程中，IGPS实时检测部件的的位置姿态信息，若两部件在对接过程中发生偏离现象，系统会停止对接工作，重新调整位姿后再进行对接工作，保证产品在对接过程中的精确性和稳定性。结构简单，移动定位精度高，且能配合控制系统根据部件姿态的变化进行自动调整，通过算法找到最佳的定位对合位置，提高工作效率，降低错误的发生，适用范围广。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统，其特征在于：包括两组固定基座组件（1）和两组并联动平台组件（2），每组固定基座组件（1）包括基座（4）、X轴直线导轨（5）、和X轴伺服驱动系统（6）；每组并联动平台组件（2）包括基板（17）、支撑底座（9）、X1轴伺服驱动系统（10）、球铰支撑座（11）、上球铰（14）、下球铰（12）、支撑杆（13）、调姿平台（15）、X1轴直线导轨（16）和X轴导轨滑块（8）；基座（4）上安装X轴直线导轨（5）和X轴伺服驱动系统（4），X轴伺服驱动系统（4）连接基板（17），基板（17）下部安装与X轴直线导轨（5）配合的X轴导轨滑块（10），基板（17）上安装至少3个支撑底座（9），每个支撑底座（9）上设有X1轴直线导轨（16），支撑底座（9）上部安装可沿X1轴直线导轨（16）滑动的球铰支撑座（11），球铰支撑座（11）上安装下球铰（12），下球铰（12）连接支撑杆（13）下端，支撑杆（13）上端连接安装于调姿平台（15）下侧的上球铰（14），每个支撑底座（9）连接一套X轴伺服驱动系统（10）。
2.根据权利要求1所述的一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统，其特征在于：所述基板（17）上安装6个支撑底座（9），每个支撑底座（9）通过上球铰（14）、支撑杆（13）、和下球铰（12）连接调姿平台（15）。
3.根据权利要求1所述的一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统，其特征在于：所述基座（4）上设有2条X轴直线导轨（5）。
4.根据权利要求1所述的一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统，其特征在于：所述基座（4）下部安装调节地脚（3）。
5.根据权利要求1所述的一种六自由度飞机大部件数字化装配并联机器人系统，其特征在于：所述X轴直线导轨（5）两端设有限位挡块（7）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170804 |
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