CN107538042B - 一种刚柔结合的环形轨道制孔系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种刚柔结合的环形轨道制孔系统及其运行方法,包括环形轨道系统和末端执行器制孔系统。环形轨道系统包括环形柔性轨道、刚性定位辅助工装以及刚性移动平台;环形柔性轨道自带真空吸盘,基本拟形吸附在飞机蒙皮上,并通过齿轮齿条连接刚性移动平台,可由多段组件拼接而成,方便实施;刚性定位辅助工装上带有刚性定位节点,将环形柔性轨道刚性定位在期望形状上。末端执行器制孔系统包括基准检测装置、法向调姿装置、集成控制装置以及制孔装置;法向调姿装置与制孔装置均采用并联机构,多腿同步耦合运动,快速稳定。本发明具有应用灵活性高、产品加工质量高、稳定性好、控制精准高效等优点,满足当前飞机先进装配技术的要求。
Description
技术领域
本发明属于航空制造业飞机自动化装配技术领域,具体涉及一种刚柔结合的环形轨道制孔系统及其运行方法,以环形轨道系统为载体,针对飞机表面复杂曲率甚至非凸曲面,通过真空吸盘将柔性轨道吸附在飞机蒙皮表面,并由刚性定位辅助工装进一步将环形柔性轨道刚性定位在期望形状上,从而对飞机机翼或机身框架进行自动钻孔、锪窝的数字化装配技术。
背景技术
目前国家正面临大飞机和新一代飞机生产的艰巨任务,对航空制造业提出了更高的需求,如何在降低飞机制造成本的同时,提高飞机性能及可靠性、加强飞机结构强度是所有飞机制造企业致力解决的问题。
国内各大主机厂普遍采用手工装配、半机械化与机械化装配相结合的传统装配方式,使用大量较复杂的专用型架定位和夹紧的非精益化装配方法。传统的手工装配,工作量大,过程枯燥,钻孔的效率低,且受工人熟练程度和体力等因素的限制,孔的质量难以保证一致性,批量化生产人力和物力成本高。而且传统的制孔设备多为大型落地式设备,这些设备体积和重量庞大,造价高昂,多为专机专用,柔性化程度低,大大增加了制造成本。因此,传统的基于型架和手工操作的飞机装配技术和手段已经不能适应我国大飞机机身数字化对接装配的需求。现代飞机装配对具有轻型化、数字化和柔性化特点的先进技术的需求日益迫切。
为保证飞机结构的长寿命,实现装配生产的高质量和高效率,突破人工装配的客观限制,以B787、A380等为代表的现代大型飞机装配过程大量采用了自动化装配技术。飞机自动化装配系统主要沿着两个方向发展:一种是成本较高的、适用于大批量产品的大型专用自动化装配系统,如MPAC、VPAC等;另一种是成本较低的、适用于小批量产品的轻型自动化装配系统,该种系统以轻型化、柔性化、模块化、成本低的优势成为飞机自动装配系统的发展方向之一,其典型代表有基于工业机器臂的自动装配系统、柔性轨道自动化装配系统、轻型自主爬行自动化装配系统。柔性轨道自动化装配系统是在装配效率、系统柔性和设备成本之间较为合理的一种方案,受到国内外业界的普遍重视。
美国波音公司提出了一种轻型自动化装配系统解决方案,设计出柔性轨道系统,描述了一种柔性轨道多轴工具机及其运行方法。该设备通过安装于导轨上的真空吸盘,直接吸附在飞机等值段机身曲面上进行自动制孔,安装于导轨上的工具架可一次性完成钻孔等功能。该设备适用于等值段飞机机身表面制孔加工,具有重量轻、效率高、灵活方便以及自动化程度高等特点,取消了大型制孔及定位设备的介入,降低了飞机装配的制造成本,缩短了制孔周期。但由于柔性轨道依靠真空吸盘与机身蒙皮吸附的定位方式,导致如果机身加工段整体刚度较差,则系统加工稳定性不足。除此之外,该柔性轨道自动制孔设备不能适应机身曲率半径小的曲面,特别的不能适应飞机非凸表面的吸附和制孔。
与此同时,国外EI、AIT、宝捷公司也都研发了相对成熟的系统,而国内北京航空航天大学、南京航空航天大学、浙江大学和西北工业大学以及沈阳飞机工业(集团)有限公司、成都飞机工业(集团)有限责任公司等高校或主机厂对此进行了较为深入的研究,并得到应用。
浙江大学设计了一种通用的飞机机身弧形轨制孔装置,提出了通过上部和下部的刚性环形轨道来处理双曲面机身型面加工的制造方法。这种飞机机身弧形轨制孔装置包括绕置在飞机机身外的圆形轨道模块、沿所述圆形轨道模块滑动配合的弧形轨道模块和滑动配合在弧形轨道模块上的自动制孔单元;飞机机身沿圆形轨道模块被划分为若干待制孔区域,自动制孔单元用于完成弧形轨道模块所对应的待制孔区域的制孔任务;圆形轨道模块包括两条圆形轨道,每条圆形轨道由多段圆形轨道组件拼接而成,每段圆形轨道组件朝向机身的一侧设有高度可调的支撑脚。该装置适应性好,可以应用于双曲面机身;钻孔锪窝加工范围可以覆盖整个机身段周向区域,工作效率较高。但这种刚性轨道更加适合近圆形曲面的加工,否则Z向进给行程较大,技术难度大,成本高。
为了满足大飞机和新一代飞机生产的艰巨任务,本发明提供了一种刚柔结合的环形轨道制孔系统,在降低飞机制造成本的同时,提高产品加工质量和稳定性,从而提升飞机性能及可靠性、加强飞机结构强度。
发明内容
本发明的针对现有技术中的不足,提供一种刚柔结合的环形轨道制孔系统及其运行方法,适用于曲率变化较大,甚至为非凸曲面的自动化制孔连接工作。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种刚柔结合环形轨道制孔系统,其特征在于,包括:环形轨道系统和末端执行器制孔系统;
所述环形轨道系统包括环形柔性轨道、刚性定位辅助工装和刚性移动平台,所述环形柔性轨道通过真空吸盘拟形吸附在飞机蒙皮上,环形柔性轨道通过齿轮和齿条连接刚性移动平台,所述刚性移动平台上安装有吊孔和锁紧装置,所述刚性定位辅助工装上带有刚性定位节点,对环形柔性轨道进行定位;
所述末端执行器制孔系统包括制孔装置、基准检测装置和法向调姿装置;所述制孔装置采用末端执行器,所述末端执行器安装在刚性移动平台上,所述基准检测装置和法向调姿装置安装在末端执行器上,基准检测装置对工件上的基准孔进行扫描,法向调姿装置通过非接触式测量其与蒙皮表面的距离。
为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:
所述刚性定位辅助工装和环形柔性轨道通过骨架连接的刚性定位节点进行可拆卸的连接,刚性定位辅助工装上还安装有工控机和辅助设备。
所述刚性移动平台通过V形轮与环形柔性轨道连接,环形柔性轨道上安装有齿条,刚性移动平台连接至托板,所述托板上安装有带有减速器的伺服电机和齿轮,刚性移动平台通过齿轮齿条副在环形柔性轨道上移动。
所述末端执行器包括支腿、长方形框架、滑台、电主轴和压力脚;所述框架通过四条支腿安装在刚性移动平台上,每条支腿上都安装有伺服电机、伺服电机驱动器和角度编码器,用于调节A、B两个法向的角坐标,所述滑台通过滚珠丝杠在框架上移动,用于调节X、Y两个方向坐标,Z轴进给由四条支腿同步耦合进给实现;所述电主轴安装在滑台上,电主轴由主轴电机驱动,所述压力脚安装在电主轴下方,压力脚的通孔与电主轴同轴设置。
所述压力脚进给形式为电机驱动双气缸耦合进给。
所述基准检测装置包括安装在滑台底部的CCD相机和光源。
所述法向调姿装置为四个激光位移传感器,四个激光位移传感器安装在压力脚四周。
此外,还提出了上述刚柔结合环形轨道制孔系统的运行方法,其特征在于:
初始化安装:将环形柔性轨道固定在刚性定位节点上,并送至飞机蒙皮上的初始工作位置,通过真空管路吸气使真空吸盘吸紧固定;通过吊孔吊装将刚性移动平台带末端执行器运送并固定在环形柔性轨道上;通过托板上的带有减速器的伺服电机带动齿轮在齿条上配合移动,使刚性移动平台前进,孔位检测预检测所有定位孔位置;
局部工位定位:刚性移动平台定位到局部工作区域后,采用前后四个锁紧装置将刚性移动平台固定;通过基准检测装置进行视觉孔位检测,得到基准孔位置并确定刚性移动平台实际的精确位置,并计算得出待加工孔的坐标位置;
局部工位制孔:通过法向调姿装置测量得到制孔位置和法向,从而驱动刚性移动平台上的末端执行器的四条支腿内伺服电机进行姿态调整,并进行X和Y轴位置的精确调整;压力脚气缸动作,使压力脚压紧工作面,四条支腿同步耦合Z向进给,进行制孔;制孔完成后,主轴电机驱动的电主轴停转,四条支腿同步退回,压力脚气缸退回,使压力脚返回初始位置;
局部工位完成后,刚性移动平台再运动至下一局部工位,重复局部工位制孔工作直到制孔任务完成。
本发明的有益效果是:
1、应用灵活性高,适合进行曲率变化较大的椭圆类截面环向制孔加工,甚至可包含非凸曲面(例如8字形截面)蒙皮的加工;
2、使用成本低,产品加工质量高,刚性定位节点可以低成本的满足制孔系统的刚度需求,保障制孔精度,稳定可靠,并且比圆形环向刚性轨道柔性好,成本低,部署方便;
3、通过刚性辅助工装的定位节点可调,和柔性轨道一样具有通用性,并且可以适合非凸曲面(例如8字形截面)蒙皮的加工,从而具有更好的适用性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的刚性移动平台和末端执行器的结构示意图。
图3是本发明的刚性移动平台和末端执行器的仰视图。
图4是本发明的系统硬件组成示意图。
图5是本发明的离线编程系统工作流程图。
附图标记如下:刚性定位辅助工装1、末端执行器2、环形柔性轨道3、骨架4、辅助设备5、刚性定位节点6、工控机7、伺服电机8、主轴电机9、滑台10、角度编码器11、伺服电机驱动器12、框架13、刚性移动平台14、真空吸盘15、X向调姿补偿锁紧气缸16、Y向调姿补偿锁紧气缸17、带有减速器的伺服电机18、齿条19、托板20、齿轮21、支腿22、V形轮23、压力脚24、光源25、吊孔26、锁紧装置27、CCD相机28、光源29、电主轴30、激光位移传感器31。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示的刚柔结合的环形轨道制孔系统,包括环形轨道系统和末端执行器制孔系统两大部分。
环形轨道系统包括环形柔性轨道3、刚性定位辅助工装1以及刚性移动平台14,环形柔性轨道3自带真空吸盘15,基本拟形吸附在飞机蒙皮上,用以增加制孔区域的刚度,并通过齿轮21和齿条19连接刚性移动平台14,可由多段组件拼接而成,方便实施。刚性定位辅助工装1上带有刚性定位节点6,将环形柔性轨道3刚性定位在期望形状上,还可调节位置和角度,并且可拆卸和更换,从而适应不同系统。刚性移动平台14通过V形轮23和环形柔性轨道3连接,且利用齿轮齿条副进行移动。
末端执行器制孔系统包括基准检测装置、法向调姿装置、集成控制装置以及制孔装置,法向调姿装置与制孔装置均采用并联机构,多腿同步耦合运动,快速稳定实现Z向移动。末端执行器2为制孔装置,也可加装铆接,锪窝等其他功能模块,主要由支腿22、框架13、滑台10、电主轴30和压力脚24组成。基准检测装置即对工件上的基准孔进行扫描的一架CCD相机28及光源25。法向调姿装置为四个激光位移传感器31,通过非接触式测量其与蒙皮表面的距离。
末端执行器2通过四条支腿22、框架13及滑台10可以调节五个坐标,其中四条支腿22调节两个法向的角坐标A、B,内部框架和滑台10调节框架的X、Y两个方向坐标,Z轴进给由四条支腿22同步耦合进给实现。
制孔装置的压力脚24进给形式为电机驱动双气缸耦合进给,压力脚24包括压力脚气缸、导轨滑块、主轴底板、伺服电机、支架;气缸输出端与压紧装置之间有滚动轴承,可实现压力脚在工件表面的小范围转动,最终使压力脚垫圈和工件表面贴合紧密。
控制硬件包括工业控制计算机、运动控制器、伺服电机、伺服电机驱动器、PLC端子、气缸、真空元器件、传感器和电磁阀,变频器等,其中传感器主要有角度编码器11、光栅尺、接近开关、压力传感器。离线编程得到的孔位信息通过上位机指令指挥下位机控制系统,最终实现对整个系统的实时控制。
该刚柔结合的环形轨道制孔系统的运行方法,包括以下步骤。
一、离线编程步骤
如图5所示,离线编程拟采用成熟三维设计软件(如CATIA、DELMIA等)二次开发的方式,开发适用于环形轨道制孔系统的离线编程软件包,实现基于产品CAD数模的离线加工任务规划与离线仿真,为环形轨道制孔系统提供快速可靠的加工编程手段。
具体地,离线编程的整体依托平台是DEMLIA、DEMLIA CAA、VC软件。首先是在DEMLIA下,通过DEMLIA CAA进行二次开发,最终开发一套离线编程软件,该软件负责读取产品数模上的特征信息并负责处理对读取到的点进行坐标转换,进而规划环形轨道制孔系统的姿态和轨迹,同时完成对孔的加工工艺规划,生成一个DELMIA可识别的文件;最后在DELMIA平台下面进行仿真,进行干涉检查,并完成相应的调整,最终DELMIA平台导出任务文件,通过开发出的接口模块,修改整个的加工文件。
1)特征自动识别:通过自行开发特征识别模块,自动识别产品的加工特征并读取特征信息;
2)任务智能规划:以二次开发的方式开发离线编程软件,实现加工点的坐标转换,使其能够加载至仿真加工环境,进而规划环形轨道制孔系统的加工姿态和移动轨迹,同时根据工艺参数数据库完成对孔的加工工艺优化;
3)任务仿真验证:开发加工任务的仿真验证模块,完成相应的调整,最终通过接口模块的开发导出任务文件,完成离线任务规划。
二、初始化安装步骤
1)装配型架,将环形柔性轨道3固定在刚性定位节点6上,并送至飞机蒙皮上的初始工作位置,通过真空管路吸气使真空吸盘15吸紧固定;
2)通过吊孔吊装将刚性移动平台14带末端执行器2运送并固定在环形柔性轨道3上;
3)通过托板20上带有减速器的伺服电机18带动齿轮21在轨道齿条19上配合移动,使刚性移动平台14前进,孔位检测预检测所有定位孔位置。
环形柔性轨道3和刚性定位辅助工装1通过骨架连接的刚性定位节点6进行可拆卸的连接,从而实现环形柔性轨道3在期望形状上的刚性定位。尤其,在非凸部分曲面的制孔加工中,环形柔性轨道3即使不能通过真空吸盘15进行很好的吸附和定位,也能利用刚性定位节点6使环形柔性轨道3刚性定位在期望的形状上,工作人员也可借助相关辅助设备5进行安装调试等工作。
三、局部工位定位步骤
1)刚性移动平台14在驱动机构(齿轮21)驱动下,定位到局部工作区域后,采用前后四个锁紧装置27将刚性移动平台14固定;
2)通过基准检测装置进行视觉孔位检测,得到基准孔位置并确定刚性移动平台14实际的精确位置,并通过算法得出待加工孔的坐标位置。
加工基准检测是自动制孔系统实施制孔加工之前的一项非常重要的任务。由于待加工产品的理论数模与实际数模之间存在误差,工装和产品制造与安装误差等因素的影响,为修正实际产品的位姿,往往在产品上预先加工若干个基准孔位,加工前首先识别产品上的基准,再修正加工任务。
项目中,由于环形轨道制孔系统是依附在机身上环形柔性轨道3进行制孔工作,在不同的站位上,制孔系统坐标系与产品坐标系的关系不能唯一确定,因此,所采用的办法是制孔系统在每一个站位上,通过CCD相机28以拍照的方式记录下基准孔的信息,建立局部坐标系,并通过数据处理得出基准孔在制孔系统下的坐标,从而结合离线编程所获取的孔位信息,以局部坐标系为纽带建立制孔系统坐标系与产品坐标系之间的关联。
对飞机身段对接对缝处的基准信息进行探究可知,有如下两种基准用于提供制孔基准检测:以三个或者三个以上的孔位作为基准孔,要求基准孔不在同一直线上,并且理论上基准孔个数越多,最终的坐标转换精度越高;以一个孔位为基准孔、上下段蒙皮搭接的缝作为基准直线。
在基于刚性移动平台14的自动制孔系统中,基准检测装置要安装在刚性移动平台14上,并与刚性移动平台14的控制系统集成,实现基准在线检测。
基准检测的具体步骤为:在工件以三个或者三个以上的孔位作为基准孔,要求基准孔不在同一直线上或以一个孔位为基准孔、上下段工件蒙皮搭接的缝作为基准直线,制定基准坐标系。当机器人稳定后,通过移动CCD相机28,找到第一个基准孔,然后对基准孔进行拍照,继续移动相机,寻找下一个基准孔或上下段工件蒙皮搭接的缝,进行拍照,完成所有基准孔以及上下段工件蒙皮搭接的缝的拍照后,建成相机坐标系,将信息传递至控制器;控制器比对基准坐标系和相机坐标系,通过基准孔或上下段工件蒙皮搭接的缝将基准坐标系和相机坐标系建立联系,将基准坐标系中的目标待加工孔映射至相机坐标系中,从而确定目标待加工孔的坐标位置。
末端执行器2的长方形外框架即框架13和滑台10组成日形框架,滑台10通过滚珠丝杠在框架13上移动并进行高精度定位,从而弥补环形柔性轨道3在X方向定位精度不高的问题,使制孔精度达到预定的要求。
四、局部工位制孔步骤
1)通过法向调姿装置测量得到制孔位置和法向,从而驱动刚性移动平台14上五坐标末端执行器2的四条支腿22内的伺服电机8进行姿态调整,并进行X和Y轴位置的精确调整;
2)压力脚24气缸动作,压力脚24压紧工作面,四条支腿22同步耦合Z向进给,进行制孔;
3)制孔完成后,主轴电机9驱动的电主轴30停转,四条支腿22同步退回,压力脚24气缸退回,使压力脚24返回初始位置;
4)重复以上步骤再对该工位下一孔位进行制孔。
在机身对接装配过程中,法向检测作为制孔前的关键检测任务,对于保证孔的垂直精度至关重要。由于环形轨道制孔系统本身的定位误差、产品加工装配误差以及机身空间姿态动态变化等因素的影响,必然导致蒙皮表面待加工点法矢方向与刀具轴线方向存在一定夹角误差,将直接影响工件加工精度和装配可靠性,降低刀具使用寿命。因此,制孔前必须检测并调整制孔的法向姿态,以保证刀具轴线与制孔点的垂直精度。
法向调姿的具体步骤为:机器人移动至目标待加工孔处,使钻头正对目标待加工孔,然后进行法向检测,由激光位移传感器31检测目标待加工孔的法向,根据折射的激光得到钻头与目标待加工孔孔位法向的偏差,并通过通讯协议将信息传递至控制器,控制器经过计算后,进行法向调姿,控制器控制机器人内腿和外腿伸缩,调节主架体的角度,使钻头与目标待加工孔孔位法向偏差在规定范围内。
最后,局部工位完成后,刚性移动平台14再运动至下一局部工位,重复局部工位制孔工作直到制孔任务完成。
在集成控制技术方面,机器人控制系统有三种方式:集中控制、分布式控制和主从控制,环形轨道制孔系统控制系统采用上下两层的主从控制方式。环形轨道制孔系统的控制系统包括上位机规划决策级和下位机控制执行级,上位机系统主要完成发送控制命令、接收反馈信息、实时显示移动平台状态、异常报警等工作;下位机系统接收上位机的命令,控制移动平台完成相应的动作,并将移动平台状态数据打包发送给上位机。下位机系统采用模块化设计,每个模块实现独立的功能,模块之间耦合度低。上位机采用工业控制计算机,下位机系统采用德国BECKHOFF嵌入式控制器作为系统控制器,采用伺服电机作为驱动装置。
下位机控制系统主要包括如下几个部分:PLC端子、伺服电机、伺服电机驱动器、气缸、真空元器件、传感器、电磁阀等。其工作原理是:工控机7运行TwinCAT软件,实现软PLC功能,通过PLC端子产生控制信号,用以控制MAXON电机驱动器、电磁阀、真空发生器、压力传感器、回零传感器等,进而,MAXON电机驱动器驱动内外足电机和框架电机,用以控制内外足的抬起放下操作以及框架移动;电磁阀和真空发生器使吸盘组完成吸附和解吸附动作,压力传感器用于将吸附吸盘内的气压值反馈给PLC。
需要注意的是,发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种刚柔结合环形轨道制孔系统,其特征在于,包括:环形轨道系统和末端执行器制孔系统;
所述环形轨道系统包括环形柔性轨道(3)、刚性定位辅助工装(1)和刚性移动平台(14),所述环形柔性轨道(3)通过真空吸盘(15)拟形吸附在飞机蒙皮上,环形柔性轨道(3)通过齿轮(21)和齿条(19)连接刚性移动平台(14),所述刚性移动平台(14)上安装有吊孔(26)和锁紧装置(27),所述刚性定位辅助工装(1)上带有刚性定位节点(6),对环形柔性轨道(3)进行定位;
所述末端执行器制孔系统包括制孔装置、基准检测装置和法向调姿装置;所述制孔装置采用末端执行器(2),所述末端执行器(2)安装在刚性移动平台(14)上,所述基准检测装置和法向调姿装置安装在末端执行器(2)上,基准检测装置对工件上的基准孔进行扫描,法向调姿装置通过非接触式测量其与蒙皮表面的距离;
所述刚性移动平台(14)通过V形轮(23)与环形柔性轨道(3)连接,环形柔性轨道(3)上安装有齿条(19),刚性移动平台(14)连接至托板(20),所述托板(20)上安装有带有减速器的伺服电机(18)和齿轮(21),刚性移动平台(14)通过齿轮齿条副在环形柔性轨道(3)上移动;
所述末端执行器(2)包括支腿(22)、长方形框架(13)、滑台(10)、电主轴(30)和压力脚(24);所述框架(13)通过四条支腿(22)安装在刚性移动平台(14)上,每条支腿(22)上都安装有伺服电机(8)、伺服电机驱动器(12)和角度编码器(11),用于调节A、B两个法向的角坐标,所述滑台(10)通过滚珠丝杠在框架(13)上移动,用于调节X、Y两个方向坐标,Z轴进给由四条支腿(22)同步耦合进给实现;所述电主轴(30)安装在滑台(10)上,电主轴(30)由主轴电机(9)驱动,所述压力脚(24)安装在电主轴(30)下方,压力脚(24)的通孔与电主轴(30)同轴设置。
2.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统,其特征在于:所述刚性定位辅助工装(1)和环形柔性轨道(3)通过骨架(4)连接的刚性定位节点(6)进行可拆卸的连接,刚性定位辅助工装(1)上还安装有工控机(7)和辅助设备(5)。
3.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统,其特征在于:所述压力脚(24)进给形式为电机驱动双气缸耦合进给。
4.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统,其特征在于:所述基准检测装置包括安装在滑台(10)底部的CCD相机(28)和光源(25、29)。
5.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统,其特征在于:所述法向调姿装置为四个激光位移传感器(31),四个激光位移传感器(31)安装在压力脚(24)四周。
6.如权利要求1所述的一种刚柔结合环形轨道制孔系统,其特征在于:每条支腿(22)的底部都安装有X向调姿补偿锁紧气缸(16)和Y向调姿补偿锁紧气缸(17)。
7.一种如权利要求1所述的刚柔结合环形轨道制孔系统的运行方法,其特征在于:
初始化安装:将环形柔性轨道(3)固定在刚性定位节点(6)上,并送至飞机蒙皮上的初始工作位置,通过真空管路吸气使真空吸盘(15)吸紧固定;通过吊孔(26)吊装将刚性移动平台(14)带末端执行器(2)运送并固定在环形柔性轨道(3)上;通过托板(20)上的带有减速器的伺服电机(18)带动齿轮(21)在齿条(19)上配合移动,使刚性移动平台(14)前进,孔位检测预检测所有定位孔位置;
局部工位定位:刚性移动平台(14)定位到局部工作区域后,采用前后四个锁紧装置(27)将刚性移动平台(14)固定;通过基准检测装置进行视觉孔位检测,得到基准孔位置并确定刚性移动平台(14)实际的精确位置,并计算得出待加工孔的坐标位置;
局部工位制孔:通过法向调姿装置测量得到制孔位置和法向,从而驱动刚性移动平台(14)上的末端执行器(2)的四条支腿(22)内伺服电机(8)进行姿态调整,并进行X和Y轴位置的精确调整;压力脚(24)气缸动作,使压力脚(24)压紧工作面,四条支腿(22)同步耦合Z向进给,进行制孔;制孔完成后,主轴电机(9)驱动的电主轴(30)停转,四条支腿(22)同步退回,压力脚(24)气缸退回,使压力脚(24)返回初始位置;
局部工位完成后,刚性移动平台(14)再运动至下一局部工位,重复局部工位制孔工作直到制孔任务完成。
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