CN109304617A - 筒段自动钻孔铆接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒段自动钻孔铆接设备，包括第一钻铆立柱、第二钻铆立柱、第一钻铆末端执行器、第二钻铆末端执行器、转台、筒段上定位环、筒段下定位环、定位卡板及连接立柱。第一钻铆立柱能够在地面上平移；第二钻铆立柱设置在第一钻铆立柱的顶部，第二钻铆立柱能够相对于第一钻铆立柱升降；转台能够在地面上转动；连接立柱位于转台的中心；筒段下定位环设置在转台上；筒段上定位环用于设置在定位环连接立柱的顶部。本发明的筒段自动钻孔铆接设备，第二钻铆立柱安装于第一钻铆立柱上，产品元件及工装安装于转台上，针对大型、结构复杂的筒段进行钻孔铆接，实现筒段类零件的自动装配，提高了筒段的装配质量，减少了人工工作量，提升了装配效率。

Description

筒段自动钻孔铆接设备

技术领域

本发明涉及筒段类部件钻孔铆接设备技术领域，特别是涉及一种筒段自动钻孔铆接设备。

背景技术

近年来，自动化钻孔铆接技术在主机制造厂有了广泛的应用。随着大型飞行器的出现，对于大型筒段类零件钻孔铆接的工作量成倍上升。

现有的手工装配方法存在钻孔铆接质量不稳定，因人而异的情况。对于小型筒段，铆钉数量少，装配时间短，手工装配尚能满足需求，但对于动则上万乃至几万个铆钉数量的大型筒段，需要使用自动钻铆设备才能够保证产品质量的稳定及合格率。

目前，小型的钻铆设备已经有所应用，其结构多为内外独立钻铆立柱带一台钻铆末端执行器结构，多用于较小直径的筒段钻孔铆接，对于大型筒段，或者内部带井字梁或其他零件障碍的筒段类部件的装配，容易产生干涉，会产生较大的盲区，无法完成所有区域的钻铆工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种筒段自动钻孔铆接设备，以解决现有技术中存在的小型钻铆设备应用于大型筒段类部件的装配时，容易产生干涉，会产生较大的盲区，无法完成所有区域的钻铆工作的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备，包括第一钻铆立柱、第二钻铆立柱、第一钻铆末端执行器、第二钻铆末端执行器、转台、筒段上定位环、筒段下定位环、定位卡板及连接立柱；

所述第一钻铆立柱设置在地面上，所述第一钻铆立柱能够在地面上平移；

所述第二钻铆立柱设置在所述第一钻铆立柱的顶部，所述第二钻铆立柱能够相对于所述第一钻铆立柱升降；

所述第一钻铆末端执行器设置在所述第一钻铆立柱上，所述第一钻铆末端执行器能够相对于所述第一钻铆立柱升降；

所述第二钻铆末端执行器设置在所述第二钻铆立柱上，所述第二钻铆末端执行器能够相对于所述第二钻铆立柱升降，所述第二钻铆末端执行器能够相对于所述第一钻铆末端执行器移动；

所述转台为环状平台，所述转台设置在地面上，所述转台能够在地面上转动；

所述连接立柱设置在地面上，所述连接立柱位于所述转台的中心；

所述筒段下定位环设置在所述转台上，所述筒段下定位环的轴线与所述转台的中心重合，所述筒段下定位环能够随所述转台的转动而转动；

所述筒段上定位环用于设置在所述定位环连接立柱的顶部，所述筒段上定位环的轴线与所述筒段下定位环的轴线重合，所述筒段上定位环能够相对于所述定位环连接立柱转动；

所述定位卡板的一端用于设置在所述筒段上定位环上，所述定位卡板的另一端用于设置在所述筒段下定位环上，所述定位卡板使得所述筒段上定位环能够随所述筒段下定位环的转动而转动。

可选地，所述转台内侧的地面上设置有定位底座；

所述定位底座能够与所述第二钻铆立柱可拆卸连接。

可选地，所述第二钻铆立柱的底部设置有锁紧销轴；

所述定位底座的顶部设置有与所述锁紧销轴配合的自动锁紧器。

可选地，所述筒段上定位环的底部设置有锁紧销轴；

所述连接立柱的顶部设置有与所述锁紧销轴配合的自动锁紧器。

可选地，所述连接立柱的顶部设置有转动部；

所述转动部能够在所述连接立柱的顶部转动；

所述筒段上定位环设置在所述转动部上。

可选地，所述转动部上设置有与所述筒段上定位环上的所述锁紧销轴配合的自动锁紧器。

可选地，所述第一钻铆末端执行器的数量为多个。

可选地，多个所述第一钻铆末端执行器沿所述转台的周向设置在所述第一钻铆立柱的朝向所述转台的一侧。

可选地，所述第二钻铆末端执行器的数量为多个。

可选地，多个所述第二钻铆末端执行器沿所述转台的周向设置在所述第二钻铆立柱的朝向所述第一钻铆立柱的一侧。

本发明提供的筒段自动钻孔铆接设备，将第一钻铆立柱与第二钻铆立柱作为整体进行设计，第二钻铆立柱安装于第一钻铆立柱上，产品元件及工装安装于转台上，针对大型、结构复杂的筒段，利用优化的结构，采用数字化和自动化技术，进行钻孔铆接，实现筒段类零件的自动装配，提高了筒段的装配质量，减少了人工工作量，提升了装配效率，尤其适用于航空航天领域的大型、复杂结构的筒段类零件的自动化钻孔铆接，解决了现有的小型钻铆设备应用于大型筒段类部件的装配时容易产生干涉，会产生较大的盲区，无法完成所有区域的钻铆工作的问题。

附图说明

图1为本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备的整体结构示意图；

图2为本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备的部分结构示意图；

图3为本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备的部分结构示意图；

图4为本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备的部分结构示意图；

图5为本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备处于工作准备状态下的结构示意图；

图6-图12为本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备的作业过程示意图；

图13为本发明提供的一种筒段自动钻孔铆接设备所加工出的某种筒段的结构示意图。

附图标记：

1-第一钻铆立柱；2-第二钻铆立柱；3-定位底座；4-转台；5-第一钻铆末端执行器；6-第二钻铆末端执行器；7-筒段上定位环；8-筒段下定位环；9-定位卡板；10-连接立柱；11-井字梁；12-端框；13-中间框；14-捆绑支座；15-蒙皮；16-锁紧销轴；17-自动锁紧器。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请得一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，若包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

实施例：

本实施例提供的一种筒段自动钻孔铆接设备，如图1所示，包括第一钻铆立柱1、第二钻铆立柱2、第一钻铆末端执行器5、第二钻铆末端执行器6、转台4、筒段上定位环7、筒段下定位环8、定位卡板9及连接立柱10；

第一钻铆立柱1设置在地面上，第一钻铆立柱1能够在地面上平移；

第二钻铆立柱2设置在第一钻铆立柱1的顶部，第二钻铆立柱2能够相对于第一钻铆立柱1升降；

第一钻铆末端执行器5设置在第一钻铆立柱1上，第一钻铆末端执行器5能够相对于第一钻铆立柱1升降；

第二钻铆末端执行器6设置在第二钻铆立柱2上，第二钻铆末端执行器6能够相对于第二钻铆立柱2升降，第二钻铆末端执行器6能够相对于第一钻铆末端执行器5移动；

转台4为环状平台，转台4设置在地面上，转台4能够在地面上转动；

连接立柱10设置在地面上，连接立柱10位于转台4的中心；

筒段下定位环8设置在转台4上，筒段下定位环8的轴线与转台4的中心重合，筒段下定位环8能够随转台4的转动而转动；

筒段上定位环7用于设置在定位环连接立柱10的顶部，筒段上定位环7的轴线与筒段下定位环8的轴线重合，筒段上定位环7能够相对于定位环连接立柱10转动；

定位卡板9的一端用于设置在筒段上定位环7上，定位卡板9的另一端用于设置在筒段下定位环8上，定位卡板9使得筒段上定位环7能够随筒段下定位环8的转动而转动。

加工开始前，本设备处于工作准备状态，如图5所示，第二钻铆立柱2向上抬起，第一钻铆立柱1远离转台4，为部件上架让出空间；要被加工出的筒段的内部的井字梁11或其他零件障碍被吊装至转台4上方，并定位在转台4上，如图6所示，接着将筒段上定位环7安装至定位环连接立柱10的顶部，如图7所示，安装定位卡板9使得筒段上定位环7与筒段下定位环8连接，如图8所示，而后，第一钻铆立柱1带动第二钻铆立柱2向转台4移动，移动至第一钻铆立柱1与第二钻铆立柱2分别位于筒段上定位环7及筒段下定位环8的外部与内部，此时第二钻铆立柱2位于工作位置上方，第二钻铆立柱2下降到地面，而后第一钻铆末端执行器5与第二钻铆末端执行器6工作，通过第一钻铆末端执行器5与第二钻铆末端执行器6及部分人工作业，在筒段上定位环7与筒段下定位环8之间加工出内部带井字梁11或其他零件障碍的筒段。

需要说明的是，加工过程中，第二钻铆立柱2上升，且转台4转动，以避让筒段内部的井字梁11或其他零件障碍，避让后第二钻铆立柱2下降，如此多次，逐区完成筒段的加工。

在本实施例中，第一钻铆立柱1的平移可采用滑轮滑轨结构；第二钻铆立柱2的升降可采用齿轮齿条结构；第一钻铆末端执行器5和第二钻铆末端执行器6的升降，可采用齿轮齿条传动再配合滑槽滑轨结构。

在本实施例中，钻铆末端执行器为现有技术，不作赘述。

在本实施例中，可升降的第一钻铆末端执行器5与第二钻铆末端执行器6配合作用，能够显著地增大钻孔铆接区域，消除盲区，特别适合加工内部带有井字梁11或其他零件障碍的筒段。

本设备将第一钻铆立柱1与第二钻铆立柱2进行整合，作为整体进行设计，第二钻铆立柱2安装于第一钻铆立柱1上，产品元件及工装安装于转台4上，针对大型、结构复杂的筒段，利用优化的结构，采用数字化和自动化技术，进行钻孔铆接，实现筒段类零件的自动装配，提高了筒段的装配质量，减少了人工工作量，提升了装配效率，尤其适用于航空航天领域的大型、复杂结构的筒段类零件的自动化钻孔铆接。

可选择地，转台4内侧的地面上设置有定位底座3；定位底座3能够与第二钻铆立柱2可拆卸连接。

在本实施例中，定位底座3对应设置在第二钻铆立柱2的工作位置处。

在本实施例中，第二钻铆立柱2与定位底座3连接后，第二钻铆立柱2与第一钻铆立柱1形成稳定的封闭框架式结构，增强了设备整体的结构稳定性，也增强了设备工作的稳定性。

可以理解，转台4或者为圆形平台，此时定位环连接立柱10设置在转台4上，定位底座3也设置在转台4，且定位底座3为环状结构或者设置多个定位底座3与第二钻铆立柱2对应连接。

可选择地，如图2所示，第二钻铆立柱2的底部设置有锁紧销轴16；定位底座3的顶部设置有与锁紧销轴16配合的自动锁紧器17。

可选择地，如图3所示，筒段上定位环7的底部设置有锁紧销轴16；连接立柱10的顶部设置有与锁紧销轴16配合的自动锁紧器17。

在本实施例中，筒段上定位环7与定位环连接立柱10可快速连接及分离；筒段上定位环7可作为筒段加工完成后吊装出架的吊具来使用。

可选择地，连接立柱10的顶部设置有转动部；转动部能够在连接立柱10的顶部转动；筒段上定位环7设置在转动部上。

在本实施例中，转动部为环状或盖状结构。

可选择地，转动部上设置有与筒段上定位环7上的锁紧销轴16配合的自动锁紧器17。

可选择地，第一钻铆末端执行器5的数量为多个，或钻铆位置为多个。

可选择地，如图4所示，多个第一钻铆末端执行器5沿转台4的周向设置在第一钻铆立柱1的朝向转台4的一侧。

可选择地，第二钻铆末端执行器6的数量为多个，或钻铆位置为多个，且均与第一钻铆末端执行器5的对应相同。

可选择地，多个第二钻铆末端执行器6沿转台4的周向设置在第二钻铆立柱2的朝向第一钻铆立柱1的一侧。

在本实施例中，多个第一钻铆末端执行器5与多个第二钻铆末端执行器6配合作用，能够更加显著地增大钻孔铆接区域，特别适合加工内部带有井字梁11或其他零件障碍的筒段。

具体地，以内部带井字梁11的筒段(如图13所示)为例，筒段的加工过程说明如下：

承接前述加工过程，安装定位卡板9使得筒段上定位环7与筒段下定位环8连接，并且，定位卡板9是安装在筒段上定位环7与筒段下定位环8的内侧；

在筒段上定位环7和筒段下定位环8上均安装端框12，在定位卡板9上安装中间框13，如图9所示；

在中间框13上安装蒙皮15，将中间框13与靠近的井字梁11固定，并通过捆绑支座14将蒙皮15与井字梁11固定，如图10所示；

再在筒段上定位环7与筒段下定位环8的外侧安装定位卡板9；

第一钻铆立柱1与第二钻铆立柱2一并向转台4移动，移动到第一钻铆立柱1与第二钻铆立柱2分别位于筒段上定位环7及筒段下定位环8的外部和内部，此时第二钻铆立柱2到达工作位置上方，第二钻铆立柱2下降，且第二钻铆立柱2与定位底座3连接，进而，第一钻铆末端执行器5与第二钻铆末端执行器6开始工作，自动钻孔铆接开始进行，加工过程中，第二钻铆立柱2升降，转台4配合转动，以避让筒段内部的井字梁11，如图11所示；

钻孔铆接完成后，第一钻铆末端执行器5与第二钻铆末端执行器6停机，第二钻铆立柱2升起，第一钻铆立柱1与第二钻铆立柱2一并远离转台4，解除筒段上定位环7与定位环连接立柱10以及定位卡板9与筒段下定位环8的连接，将筒段上定位环7作为吊装的吊具，通过器械将筒段吊装出架并转移，如图12所示，而后拆除筒段上定位环7及定位卡板9；

至此，完成筒段的加工及下线。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，包括第一钻铆立柱(1)、第二钻铆立柱(2)、第一钻铆末端执行器(5)、第二钻铆末端执行器(6)、转台(4)、筒段上定位环(7)、筒段下定位环(8)、定位卡板(9)及连接立柱(10)；

所述第一钻铆立柱(1)设置在地面上，所述第一钻铆立柱(1)能够在地面上平移；

所述第二钻铆立柱(2)设置在所述第一钻铆立柱(1)的顶部，所述第二钻铆立柱(2)能够相对于所述第一钻铆立柱(1)升降；

所述第一钻铆末端执行器(5)设置在所述第一钻铆立柱(1)上，所述第一钻铆末端执行器(5)能够相对于所述第一钻铆立柱(1)升降；

所述第二钻铆末端执行器(6)设置在所述第二钻铆立柱(2)上，所述第二钻铆末端执行器(6)能够相对于所述第二钻铆立柱(2)升降，所述第二钻铆末端执行器(6)能够相对于所述第一钻铆末端执行器(5)移动；

所述转台(4)为环状平台，所述转台(4)设置在地面上，所述转台(4)能够在地面上转动；

所述连接立柱(10)设置在地面上，所述连接立柱(10)位于所述转台(4)的中心；

所述筒段下定位环(8)设置在所述转台(4)上，所述筒段下定位环(8)的轴线与所述转台(4)的中心重合，所述筒段下定位环(8)能够随所述转台(4)的转动而转动；

所述筒段上定位环(7)用于设置在所述定位环连接立柱(10)的顶部，所述筒段上定位环(7)的轴线与所述筒段下定位环(8)的轴线重合，所述筒段上定位环(7)能够相对于所述定位环连接立柱(10)转动；

所述定位卡板(9)的一端用于设置在所述筒段上定位环(7)上，所述定位卡板(9)的另一端用于设置在所述筒段下定位环(8)上，所述定位卡板(9)使得所述筒段上定位环(7)能够随所述筒段下定位环(8)的转动而转动。

2.根据权利要求1所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，所述转台(4)内侧的地面上设置有定位底座(3)；

所述定位底座(3)能够与所述第二钻铆立柱(2)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，所述第二钻铆立柱(2)的底部设置有锁紧销轴(16)；

所述定位底座(3)的顶部设置有与所述锁紧销轴(16)配合的自动锁紧器(17)。

4.根据权利要求1所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，所述筒段上定位环(7)的底部设置有锁紧销轴(16)；

所述连接立柱(10)的顶部设置有与所述锁紧销轴(16)配合的自动锁紧器(17)。

5.根据权利要求4所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，所述连接立柱(10)的顶部设置有转动部；

所述转动部能够在所述连接立柱(10)的顶部转动；

所述筒段上定位环(7)设置在所述转动部上。

6.根据权利要求5所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，所述转动部上设置有与所述筒段上定位环(7)上的所述锁紧销轴(16)配合的自动锁紧器(17)。

7.根据权利要求1所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，所述第一钻铆末端执行器(5)的数量为多个。

8.根据权利要求7所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，多个所述第一钻铆末端执行器(5)沿所述转台(4)的周向设置在所述第一钻铆立柱(1)的朝向所述转台(4)的一侧。

9.根据权利要求1所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，所述第二钻铆末端执行器(6)的数量为多个。

10.根据权利要求9所述的筒段自动钻孔铆接设备，其特征在于，多个所述第二钻铆末端执行器(6)沿所述转台(4)的周向设置在所述第二钻铆立柱(2)的朝向所述第一钻铆立柱(1)的一侧。