CN108481062A - 钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，包括安装座，其特征是：在所述安装座安装气缸，气缸的活塞杆连接活动接头，活动接头安装在活动接头座上，活动接头座与中间层滑板固定连接，中间层滑板与安装座滑动配合，中间层滑板与接刀座滑动配合；在所述接刀座的一侧面安装刀具V型卡板，在接刀座的另一侧面安装弹性卡子座，在弹性卡子座上安装弹性卡子；在所述接刀座的侧面固定拖链前固定板，在气缸座上固定拖链后固定板，拖链前固定板与拖链的一端固定，拖链后固定板与拖链的另一端固定。本发明为地轨式航空钻铆机器人提供配套的伸缩式浮动放刀机构，可自动适应位置偏差，并防止损伤主轴和刀具。

Description

钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构

技术领域

本发明涉及一种钻铆机器人伸缩式浮动放刀机构，尤其是一种钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构。

背景技术

随着航空行业的不断发展，飞机需求量的不断加大，以及国内航空工业的不断发展，飞机加工制造业对飞机蒙皮钻孔拉铆技术的要求越来越高。这就对钻孔铆接设备提出了更高的要求。传统的人工铆接方式已难以满足行业发展的要求，自动化的钻铆设备开始投入使用。飞机对蒙皮钻孔的精度要求较高，且对加工节拍的要求也越来越高。一般的人工钻孔方式费工费时，且精度难以保证，人为因素对加工质量的影响十分明显。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，为地轨式航空钻铆机器人提供配套的伸缩式浮动放刀机构，可自动适应位置偏差，并防止损伤主轴和刀具。

按照本发明提供的技术方案，所述钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，包括安装座，其特征是：在所述安装座安装气缸，气缸的活塞杆连接活动接头，活动接头安装在活动接头座上，活动接头座与中间层滑板固定连接，中间层滑板与安装座滑动配合，中间层滑板与接刀座滑动配合；在所述接刀座的一侧面安装刀具V型卡板，在接刀座的另一侧面安装弹性卡子座，在弹性卡子座上安装弹性卡子；在所述接刀座的侧面固定拖链前固定板，在气缸座上固定拖链后固定板，拖链前固定板与拖链的一端固定，拖链后固定板与拖链的另一端固定。

进一步地，所述气缸通过气缸座与安装座连接。

进一步地，在所述气缸的缸体上安装气缸前位磁性开关和气缸后位磁性开关，气缸的活塞上有磁环。

进一步地，所述中间层滑板通过长导轨及滑块组件与安装座滑动配合，长导轨及滑块组件的滑块固定在安装座上，长导轨及滑块组件的导轨与中间层滑板连接。

进一步地，所述中间层滑板通过短导轨及滑块组件与接刀座滑动配合，短导轨及滑块组件的导轨通过螺钉安装在中间层滑板上，短导轨及滑块组件的滑块与接刀座固定。

进一步地，在所述弹性卡子座的侧面固定调节支承板，弹性卡子座上固定调节螺钉座，调节支承板与调节螺钉的上部螺纹配合，调节螺钉的下部卡入调节螺钉座的卡槽内。

进一步地，在所述弹性卡子座的侧面固定感应开关支架，在感应开关支架上安装感应开关。

进一步地，在所述中间层滑板上固定后限位块和前限位块，在后限位块的螺纹孔内安装第一弹性卡子，在前限位块的螺纹孔内安装第二弹性卡子；在所述接刀座上固定撞块，第一弹性卡子和第二弹性卡子以弹簧力顶在撞块的两侧，使撞块自动保持在平衡位置。

本发明具有以下优点：

（1）本发明的接刀结构可沿导轨伸出，与无法完全伸出的主轴进行对接换刀。实现末端执行机构的换刀和换刀功能；

（2）本发明的接刀机构为浮动结构，可自动适应接刀是轴向位置偏差，保证可靠对接，并有效防止因偏差造成的主轴和刀具损伤；

（3）本发明结构简单紧凑，可自动检测本机构上是否有刀具，以及接刀机构的位置，并反馈给执行机构，实现本机构的全自动化运行。

附图说明

图1为本发明所述钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构第一视角的示意图。

图2为本发明所述钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构另一视角的示意图。

附图标记说明：1-安装座、2-气缸座、3-长导轨及滑块组件、4-第一弹性卡子、5-活动接头、6-活动接头座、7-后限位块、8-撞块、9-前限位块、10-第二弹性卡子、11-中间层滑板、12-短导轨及滑块组件、13-接刀座、14-刀具V型卡板、15-弹性卡子座、16-第三弹性卡子、17-第四弹性卡子、18-感应开关、19-感应开关支架、20-拖链前固定板、21-拖链、22-拖链后固定板、23-气缸前位磁性开关、24-气缸、25-气缸后位磁性开关、26-调节螺钉、27-调节螺钉座、28-调节支承板、29-刀具。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明所述钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构包括安装座1，安装座1固定在放刀支架上，在安装座1上通过螺钉连接气缸座2，在气缸座2上通过螺钉安装气缸24，在气缸24的缸体上安装气缸前位磁性开关23和气缸后位磁性开关25，气缸24的活塞上有磁环，当活塞靠近磁性开关时，磁性开关发出信号。所述气缸24的活塞杆连接活动接头5，活动接头5安装在活动接头座6上，活动接头座6与中间层滑板11固定连接，中间层滑板11通过长导轨及滑块组件3与安装座1滑动配合，长导轨及滑块组件3的滑块固定在安装座1上，长导轨及滑块组件3的导轨与中间层滑板11通过螺钉连接；所述中间层滑板11通过短导轨及滑块组件12与接刀座13滑动配合，短导轨及滑块组件12的导轨通过螺钉安装在中间层滑板11上，短导轨及滑块组件12的滑块通过螺钉与接刀座13固定；在所述接刀座13的一侧面安装刀具V型卡板14，接刀座13和刀具V型卡板14可沿着短导轨及滑块组件12的轴向做适量的前后运动；在所述接刀座13的另一侧面安装弹性卡子座15，在弹性卡子座15的左侧安装第三弹性卡子16，在弹性卡子座15的右侧安装第四弹性卡子17，弹性卡子座15的侧面固定感应开关支架19和调节支承板28，弹性卡子座15上固定调节螺钉座27，调节支承板28与调节螺钉26的上部螺纹配合，调节螺钉26的下部卡入调节螺钉座27的卡槽内，旋转调节螺钉26可调整调节支承板28的上下位置。在所述接刀座13的侧面固定拖链前固定板20，在气缸座2上固定拖链后固定板22，拖链前固定板20与拖链21的一端固定，拖链后固定板22与拖链22的另一端固定。在所述感应开关支架19上安装感应开关18，感应开关18的连接线通过拖链21引至气缸24附近，防止感应开关18的连接线被活动零部件损坏。

在所述中间层滑板11上固定后限位块7和前限位块9，在后限位块7的螺纹孔内安装第一弹性卡子4，在前限位块9的螺纹孔内安装第二弹性卡子10。在所述接刀座13上固定撞块8，调节第一弹性卡子4和第二弹性卡子10的前后位置，使其以一定的弹簧力顶在撞块8的两侧，使撞块8自动保持在平衡位置；由于撞块8与接刀座13固定连接，同时也保证了接刀座13自动保持在平衡位置。

本发明所述钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构并列放置数个。根据本机构上有无刀具，来分别执行从主轴上接刀和向主轴上安装刀具的不同功能。

当地轨式航空钻铆机器人的末端执行器需要卸下主轴上的刀具时：控制机构指定一个浮动放刀机构前来对接。感应开关18可用来确认指定的机构上是否有刀具，避免接刀时干涉。若感应开关18检测有刀具，控制机构报警，人工排查原因。若感应开关18检测无刀具，气缸24的换向阀换向，气缸24带动中间层滑板以及滑板上的所有机构，沿着长导轨及滑块组件3的导向向前伸出至极限位置。气缸前位磁性开关23检测到活塞运动到位后，发出信号。控制结构接收到信号后，控制机器人带动末端执行机构运动到本机构的上方。在主轴上的刀具的定位卡槽与本机构的刀具V型卡板14对应后，控制机器人带动末端执行机构向下移动，将主轴上刀具的定位卡槽送至本机构的刀具V型卡板14内。刀具V型卡板14及调节支承板28托住刀具，弹性卡子座15上的第三弹性卡子16和第四弹性卡子17抱紧刀具。防止刀具跌落。感应开关18检测到刀具到位后，发出信号。控制机构收到信号后，使主轴内脱刀机构动作，将刀具从主轴内推出。主轴将刀具29推出时，刀具会比之前的固定位置沿轴向向右做微量运动。由于接刀座13及刀具V型卡板14等在第一弹性卡子4和第二弹性卡子10的作用下为浮动平衡状态，刀具的轴向运动带动刀具定位卡板14及接刀座13等组件沿着短导轨及滑块组件12的轴向右微量移动。避免了主轴脱刀时对刀具及主轴的冲击，保护了刀具和主轴。由于接刀座13及刀具V型卡板14等在第一弹性卡子4和第二弹性卡子10的作用下为浮动平衡状态，使得本换刀动作在轴向位置有微量偏差时也能顺利进行，保证了换刀动作的可靠性。接刀完成后，气缸24的换向阀换向，气缸24的活塞杆带动接刀座13及刀具V型卡板14等组件回退到位。气缸后位磁性开关25检测活塞到位，磁性开关发出信号。主轴卸下刀具循环结束。

当地轨式航空钻铆机器人的末端执行器需要从本机构上抓取相应的刀具时：

控制机够指定一个携带有相应刀具的浮动放刀机构前来对接。感应开关18可用来确认指定的机构上是否有刀具，若感应开关18检测无刀具，系统报警，由人工排查原因。若感应开关8检测有刀具，气缸24的换向阀换向，气缸24带动中间层滑板11以及中间层滑板11上的所有机构，沿着长导轨及滑块组件3的导向向前伸出至极限位置。气缸前位磁性开关23检测到活塞运动到位后，发出信号。控制结构接收到信号后，控制机器人带动末端执行机构运动到主轴中心与本机构的刀具中心重合的位置后，沿刀具轴向移动。刀具锥柄插入主轴内。主轴运动到位后，主轴内换刀机构动作，主轴拉紧刀具。主轴拉紧刀具时，刀具会沿轴向向左微量运动。由于接刀座13及刀具V型卡板14等在第一弹性卡子4和第二弹性卡子10的作用下为浮动平衡状态，刀具的轴向运动带动刀具V型卡板14及接刀座13等组件沿着短导轨及滑块组件12的轴向向左微量移动。避免了主轴拉刀时主轴与刀具V型卡板14的干涉卡死，保护了刀具和主轴。主轴内部检查刀具拉紧到位后，控制机构驱动机器人带动末端执行机构向上运动，将刀具从刀具V型卡板14内拉出。感应开关18检测到本机构上无刀具后，发出信号，气缸24的换向阀切换，气缸24的活塞杆带动接刀座13级刀具V型卡板14等组件向沿长导轨及滑块组件的导向向右运动至极限位置。气缸后位磁性开关25检测活塞到位，磁性开关发出信号。向主轴上安装刀具的循环结束。

本发明的工作原理：这是钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构。通过气缸的前进后退，将接刀结构送至主轴附近，来实现对接。通过刀具V型卡板和调节支承板对刀具进行定位。为防止刀具在外力扰动下跌落，通过两个弹性卡子将刀具抱紧。刀具V型卡板及接刀座为浮动机构，通过两个弹性卡子使接刀座及刀具V型卡板等自动保持在平衡位置。使其在外力作用下时可以沿轴向适量移动。刀具V型卡板级接刀座的浮动，避免了主轴脱刀和拉刀时的冲击，保护了主轴和刀具。感应开关和磁性开关用来检测并发出型号，使得本机构可以自动化运行。

Claims (8)

1.一种钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，包括安装座（1），其特征是：在所述安装座（1）安装气缸（24），气缸（24）的活塞杆连接活动接头（5），活动接头（5）安装在活动接头座（6）上，活动接头座（6）与中间层滑板（11）固定连接，中间层滑板（11）与安装座（1）滑动配合，中间层滑板（11）与接刀座（13）滑动配合；在所述接刀座（13）的一侧面安装刀具V型卡板（14），在接刀座（13）的另一侧面安装弹性卡子座（15），在弹性卡子座（15）上安装弹性卡子；在所述接刀座（13）的侧面固定拖链前固定板（20），在气缸座（2）上固定拖链后固定板（22），拖链前固定板（20）与拖链（21）的一端固定，拖链后固定板（22）与拖链（22）的另一端固定。

2.如权利要求1所述的钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，其特征是：所述气缸（24）通过气缸座（2）与安装座（1）连接。

3.如权利要求1所述的钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，其特征是：在所述气缸（24）的缸体上安装气缸前位磁性开关（23）和气缸后位磁性开关（25），气缸（24）的活塞上有磁环。

4.如权利要求1所述的钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，其特征是：所述中间层滑板（11）通过长导轨及滑块组件（3）与安装座（1）滑动配合，长导轨及滑块组件（3）的滑块固定在安装座（1）上，长导轨及滑块组件（3）的导轨与中间层滑板（11）连接。

5.如权利要求1所述的钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，其特征是：所述中间层滑板（11）通过短导轨及滑块组件（12）与接刀座（13）滑动配合，短导轨及滑块组件（12）的导轨通过螺钉安装在中间层滑板（11）上，短导轨及滑块组件（12）的滑块与接刀座（13）固定。

6.如权利要求1所述的钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，其特征是：在所述弹性卡子座（15）的侧面固定调节支承板（28），弹性卡子座（15）上固定调节螺钉座（27），调节支承板（28）与调节螺钉（26）的上部螺纹配合，调节螺钉（26）的下部卡入调节螺钉座（27）的卡槽内。

7.如权利要求1所述的钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，其特征是：在所述弹性卡子座（15）的侧面固定感应开关支架（19），在感应开关支架（19）上安装感应开关（18）。

8.如权利要求1所述的钻铆机器人末端执行器用伸缩式浮动放刀机构，其特征是：在所述中间层滑板（11）上固定后限位块（7）和前限位块（9），在后限位块（7）的螺纹孔内安装第一弹性卡子（4），在前限位块（9）的螺纹孔内安装第二弹性卡子（10）；在所述接刀座（13）上固定撞块（8），第一弹性卡子（4）和第二弹性卡子（10）以弹簧力顶在撞块（8）的两侧，使撞块（8）自动保持在平衡位置。