CN107081276A - 一种自动选钉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动选钉装置，属于飞机装配技术与装备领域，该装置包括底座、与底座滑动连接的底板及安装在底板上的测量单元和筛选单元；测量单元包括对临时螺钉紧固件进行测量的长度测量仪及直径测量仪；筛选单元包括吹钉装置及输送装置，吹钉装置连接有第一吹钉管与第二吹钉管，输送装置包括输钉管与回收管，第一吹钉管与输钉管同轴设置，第二吹钉管与回收管同轴设置。本发明自动化程度高且具有自动识别临时螺钉紧固件是否合格的功能，为整个紧固过程避免了不必要的麻烦。

Description

一种自动选钉装置

技术领域

本发明涉及飞机装配技术与装备领域，具体地说，涉及一种自动选钉装置。

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，都是先采用工装定位两个或两个 以上零件，预制连接孔并使用螺钉等临时紧固件，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会对后续飞机装配质量产生 重要影响。

在预连接紧固过程中，通常是采用穿心夹临时紧固或采用普通螺栓紧固， 采用这两种预连接件方法，存在定位精度差的问题，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。

该发明临时紧固件通过手动或自动的方式进行安装，而在安装过程中，会 出现不合格或尺寸不符合要求的紧固件，无法自动筛选，对后续的安装工作产 生一定的影响。

发明内容

本发明的目的为提供一种自动选钉装置，以自动识别临时螺钉紧固件是否 合格，并对不合格的临时螺钉紧固件进行回收。

为了实现上述目的，本发明提供的自动选钉装置包括底座、与底座滑动连 接的底板及安装在底板上的测量单元和筛选单元；测量单元包括对临时螺钉紧 固件进行测量的长度测量仪及直径测量仪；筛选单元包括吹钉装置及输送装置， 吹钉装置连接有第一吹钉管与第二吹钉管，输送装置包括输钉管与回收管，第 一吹钉管与输钉管同轴设置，第二吹钉管与回收管同轴设置。

在工作过程中，测量模块对进入其内的临时螺钉紧固件的尺寸进行测量， 筛选模块筛依据预设的尺寸范围，选出尺寸合格的临时螺钉紧固件，并经连通 吹钉装置的第一吹钉管吹气将临时螺钉紧固件吹送至输钉管内进行下一步的 输送。尺寸不合格的临时螺钉紧固件经第二吹钉管吹气吹送至回收管进行回收。 该系统自动化程度高且具有自动识别临时螺钉紧固件是否合格的功能，为整个 紧固过程避免了不必要的麻烦。

具体的方案为还包括驱动底板在接钉工位与测量工位之间往复移动的第 一致动器及接钉模块；第一致动器的定子与底座固定，动子与底板固定；接钉 模块包括与底板滑动连接的接钉滑台、安装在接钉滑台上的接钉套管及驱动接 钉滑台沿横向移动的第二致动器，接钉套管的出口处设有螺钉止挡机构，吹钉 装置与输送装置分别位于接钉套管在接钉工位与测量工位往复移动的路径的 相对两侧。

第一致动器驱动底板移动到接钉工位，接钉套管接收到临时螺钉紧固件后， 第一致动器驱动底板移动到测量工位进行下一步的测量工作。将接钉工位与测 量工位分开，而不是在同一处进行可有效简化整个系统的运行程序。

更具体的方案为螺钉止挡机构包括设于接钉套管出口处的挡钉叉及用于 对挡钉叉进行限位的封板，挡钉叉通过安装在接钉滑台上的第三致动器驱动其 沿横向往复移动。通过封板与接钉套管的端部配合限制挡钉叉沿接钉套管轴向 的一定，挡钉叉插于封板与接钉套管端部的间隙。

挡钉叉在第三致动器的驱动下阻挡住接钉套管的出口，封板对挡钉叉的移 动位置进行限定，当临时螺钉紧固件被送至接钉套管内时，被挡钉叉挡住，方 便下一步的测量。

进一步更具体的方案为挡钉叉为通过临时螺钉紧固件的螺钉螺杆而挡住 钉头的U型结构。该阻挡机构简单，且易于操作。

更具体的方案为第一吹钉管、第二吹钉管、接钉套管、输钉管及回收管的 轴线共面布置，且第一吹钉管与输钉管共轴布置，第二吹钉管与回收管共轴布 置。

测量模块对临时螺钉紧固件测量完毕后确定是否合格，若合格，第二致动 器驱动接钉滑台移动以使接钉套管对准输钉管，并通过吹钉装置将临时螺钉紧 固件从接钉套管吹至输钉管，由输钉管输送至下一步工序，否则第二致动器驱 动接钉滑台移动以使接钉套管对准回收管，并通过吹钉装置将临时螺钉紧固件 从接钉套管吹至回收管，由回收管输送至回收装置中。通过对螺钉进行筛选， 以使用合格螺钉进行插钉拧紧，以确保紧固质量。

更具体的方案为长度测量仪为安装在底板上且通过气动滑台与底板滑动 连接的长度计，长度计与接钉套管同轴设置；直径测量仪包括固设在接钉套管 的相对两侧的激光测微仪发射端与激光测微仪接收端。

该测量结构原理简单，测量精度较高。

另一个具体的方案为底座上设有测量底板的相对底座滑动位移的传感器。 该传感器用于测量并监控底板相对底座的滑动位移。

附图说明

图1为本发明实施例省略筛选单元的立体图；

图2为本发明实施例省略筛选单元的主视图；

图3为本发明实施例省略筛选单元的右视图；

图4为本发明实施例的接钉单元的主视图；

图5为本发明实施例的接钉单元的右视图；

图6为本发明实施例的接钉单元的俯视图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

参见图1至图6，选钉装置4包括底座41、底板42、接钉单元43、测量 单元44和筛选单元45。底板42与底座41通过丝杆螺母滑动连接，并由伺服 电机46驱动丝杆螺母副运动实现底板42在接钉工位与测量工位之间往复移动， 伺服电机46与丝杆通过挠性联轴器47相连。接钉单元43、测钉单元44和筛 选单元45安装在底板42上。底座41安装有测量底板42的位移的传感器48。

接钉单元43包括接钉滑台431及安装在接钉滑台431上的接钉套管432， 接钉滑台431通过气动滑台433与底板42滑动连接。接钉套管432的出口处 设有螺钉止挡机构，螺钉止挡机构包括设于接钉套管432出口处的挡钉叉434 及封板435，封板435用于对挡钉叉434进行限位，挡钉叉434为可通过临时 螺钉紧固件的螺钉螺杆而挡住钉头的U型结构，挡住接钉套管432处的临时螺 钉紧固件，当然，螺钉止挡机构并不仅限于该机构。接钉滑台431上安装有气 缸436，气缸436的推杆与挡钉叉434连接，通过气缸436的驱动以实现对接 钉套管432的开闭。

测量单元44包括长度计441和激光测微仪。长度计441通过长度计支架 442安装在底板42上且通过气动滑台447与底板41滑动连接，并与接钉套管 432沿轴向平行设置，通过长度计441的示数可获得接钉套管432处待测临时 螺钉紧固件的钉长。激光测微仪包括发射端443和接收端444，发射端443通 过发射端支架445固定在底板41的顶部，接收端444通过接收端支架446固 定在底板41的底部。通过激光测微仪的读数可获得接钉套管432处待测临时 螺钉紧固件的直径。根据待测临时螺钉紧固件的钉长和直径可检测该临时螺钉 紧固件是否合格。

筛选单元45包括吹钉装置、输送装置及驱动吹钉装置启闭的气缸，吹钉 装置及输送装置固设在接钉套管432的行进路径两侧，吹钉装置包括第一吹钉 管451与第二吹钉管452，输送装置包括输钉管453与回收管454，第一吹钉 管451、第二吹钉管452、接钉套管432、输钉管453及回收管454的轴线共 面布置，且第一吹钉管452与输钉管453共轴布置，第二吹钉管452与回收管 454共轴布置。输钉管453用于输送尺寸合格的临时螺钉紧固件，回收管454 用于输送尺寸不合格有待回收的临时螺钉紧固件。测量单元44对临时螺钉紧 固件测量完毕后确定是否合格，若合格，气动滑台433驱动接钉滑台431移动 以使接钉套管432两端分别对准第一吹钉管451和输钉管453，并通过吹钉装 置将临时螺钉紧固件从接钉套管432吹至输钉管453，否则气动滑台433驱动 接钉滑台431移动以使接钉套管432两端分别对准第二吹钉管452和回收管 454，并通过吹钉装置将临时螺钉紧固件从接钉套管432吹至回收管454。

本发明的工作过程如下：

1.伺服电机46驱动底板42使接钉套管432移动到接钉工位，待送螺钉 紧固件被推钉装置推至接钉套管432内并将其抵挡住，挡钉叉434在气缸436 的驱动下挡住接钉套管432处的螺钉紧固件，伺服电机46驱动底板42使接钉 套管432移动至选钉工位。

2.气动滑台433驱动接钉滑台431移动至测钉工位，激光测微仪的发射 端443发出的信号经过测钉工位处的螺钉紧固件，由接收端444接受，从而测 得螺钉紧固件的直径；气动滑台447驱动长度计441移至螺钉紧固件处，从而 测得螺钉紧固件的钉长。

3.根据待测螺钉紧固件的钉长和直径判断该螺钉紧固件是否合格，若合 格，由气动滑台433驱动接钉滑台431移动至送钉工位使接钉套管432两端分 别对准第一吹钉管451和输钉管453，并通过吹钉装置将临时螺钉紧固件从接 钉套管432吹至输钉管453，否则气动滑台433驱动接钉滑台431移动以使接 钉套管432两端分别对准第二吹钉管452和回收管454，并通过吹钉装置将临 时螺钉紧固件从接钉套管432吹至回收管454。

Claims (7)

1.一种自动选钉装置，其特征在于：包括底座、与所述底座滑动连接的底板及安装在所述底板上的测量单元和筛选单元；

所述测量单元包括对临时螺钉紧固件进行测量的长度测量仪及直径测量仪；所述筛选单元包括吹钉装置及输送装置，所述吹钉装置连接有第一吹钉管与第二吹钉管，所述输送装置包括输钉管与回收管，所述第一吹钉管与所述输钉管同轴设置，所述第二吹钉管与所述回收管同轴设置。

2.根据权利要求1所述的自动选钉装置，其特征在于：

还包括驱动所述底板在接钉工位与测量工位之间往复移动的第一致动器及接钉模块；

所述第一致动器的定子与所述底座固定，动子与所述底板固定；

所述接钉模块包括与所述底板滑动连接的接钉滑台、安装在所述接钉滑台上的接钉套管及驱动所述接钉滑台沿横向移动的第二致动器，所述接钉套管的出口处设有螺钉止挡机构，所述吹钉装置与所述输送装置分别位于所述接钉套管在所述接钉工位与所述测量工位往复移动的路径的相对两侧。

3.根据权利要求2所述的自动选钉装置，其特征在于：

所述螺钉止挡机构包括设于所述接钉套管出口处的挡钉叉及用于对所述挡钉叉进行限位的封板，所述挡钉叉通过安装在所述接钉滑台上的第三致动器驱动其沿横向往复移动。

4.根据权利要求3所述的自动选钉装置，其特征在于：

所述挡钉叉为通过临时螺钉紧固件的螺钉螺杆而挡住钉头的U型结构。

5.根据权利要求2所述的自动选钉装置，其特征在于：

所述第一吹钉管、所述第二吹钉管、所述接钉套管、所述输钉管及所述回收管的轴线共面布置，且所述第一吹钉管与所述输钉管共轴布置，所述第二吹钉管与所述回收管共轴布置。

6.根据权利要求2所述的自动选钉装置，其特征在于：

所述长度测量仪为安装在所述底板上且通过气动滑台与所述底板滑动连接的长度计，所述长度计与所述接钉套管同轴设置；

所述直径测量仪包括固设在所述接钉套管的相对两侧的激光测微仪发射端与激光测微仪接收端。

7.根据权利要求1所述的自动选钉装置，其特征在于：

所述底座上设有测量所述底板的相对所述底座滑动位移的传感器。