CN112743029B - 一种自动钻铆装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动钻铆装置及方法,属于自动化加工,解决了现有的自动钻铆设备无法自动钻铆大型壁板类零件、并且无法沿X轴、Y轴和Z轴方向移动的问题。该自动钻铆装置包括工装托架单元、第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元、第五驱动单元、机身主体单元、钻孔单元、插钉单元和铆接单元。自动钻铆方法包括:步骤1:将待加工件,固定在工装托架上;步骤2:通过控制系统控制钻孔单元完成钻孔和锪窝;步骤3:进行插钉;步骤4:进行铆接。本发明实现了大型壁板类零件的钻孔、锪窝、铆接一次加工成型。

Description

一种自动钻铆装置及方法
技术领域
本发明涉及自动化加工技术领域,尤其涉及一种自动钻铆装置及方法。
背景技术
近年来,随着航天产品指标要求的不断提高,实现结构件的高强度、轻量化制造是航天制造领域急需解决的问题之一。
蒙皮骨架类结构作为减重结构设计中的一项关键任务,在其机械连接中普遍采用铆接的方法。以蒙皮骨架结构为代表的单个大型壁板类零件存在数百甚至上千个铆钉需要铆接,但目前实际生产中,铆接作业严重依赖人工操作经验,完整的铆接工艺依次为手工装卡、划线、钻孔、锪窝、铆接,需要两人配合,存在操作流程长、工作效率低、噪声污染等诸多问题,已经成为产品生产制造工艺流程中的瓶颈问题。
因此为了提高装配效率和装配精度,需要对目前的钻铆工艺进行智能化优化设计。现有技术中有针对运载火箭短壳的自动钻铆设备,但该自动钻铆设备仅能钻铆圆筒类零件,无法自动钻铆大型壁板类零件,并且上述自动钻铆设备仅能上下移动(即沿Z轴方向移动),无法实现左右和前后的移动(即无法实现沿X轴和Y轴方向移动)。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种自动钻铆装置及方法,用以解决现有的自动钻铆装置无法自动钻铆大型壁板类零件、并且无法沿X轴、Y轴和Z轴方向移动的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:
一方面,本发明提供了一种自动钻铆装置,用于钻铆壁板类零件,所述钻铆装置包括工装托架单元、第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元、第五驱动单元、机身主体单元、钻孔单元、插钉单元和铆接单元;所述第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元均与地基连接,所述机身主体单元与所述第一驱动单元滑动连接;所述第四驱动单元和第五驱动单元均与所述机身主体单元连接,所述钻孔单元与所述第四驱动单元滑动连接;所述插钉单元与所述第五驱动单元滑动连接,所述铆接单元与所述机身主体单元固定连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述工装托架单元用于待加工件的固定和定位,包括托架、压板和支撑机构;所述支撑机构位于所述托架的下方,用于支撑所述托架,所述托架通过所述支撑机构与所述第二驱动单元和所述第三驱动单元连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述第一驱动单元包括第一固定基座、第一移动导轨、第一传动丝杠和第一驱动电机;所述第一固定基座固定在地基上,所述第一移动导轨固定在所述第一固定基座上,所述第一驱动电机固定在所述第一固定基座上,所述第一传动丝杠与所述第一驱动电机的输出轴连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述第二驱动单元包括包括第二固定基座、第二移动导轨、第二传动丝杠和第二驱动电机;所述第二固定基座固定在地基上,所述第二移动导轨固定在所述第二固定基座上,所述第二驱动电机固定在所述第二固定基座上,所述第二传动丝杠与所述第二驱动电机的输出轴连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述第四驱动单元包括第三驱动电机、第三移动导轨和第三传动丝杠;所述第三传动丝杠与所述第三驱动电机的输出轴连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述第五驱动单元包括第四驱动电机、第四移动导轨和第四传动丝杠,所述第四传动丝杠与所述第四驱动电机的输出轴连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述机身主体单元包括机身主体,所述机身主体与所述第一移动导轨连接,并沿所述第一移动导轨移动。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述钻孔单元包括电主轴、电主轴固定安装座和钻孔基座,所述电主轴安装于所述电主轴固定安装座上,所述电主轴固定安装座安装于所述钻孔基座上,所述钻孔基座与所述第三移动导轨滑动连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述插钉单元包括送钉导管、插钉导管、插钉基座、线缆支架和横梁;所述送钉导管与所述插钉基座连接,所述插钉导管与所述插钉基座连接,所述横梁的一端与所述插钉基座连接,另一端与所述第四移动导轨连接,所述线缆支架与所述横梁连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述钻铆装置还包括控制系统,所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第四驱动单元、所述第五驱动单元、所述机身主体单元、所述钻孔单元、所述插钉单元和所述铆接单元均与所述控制系统连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述压板包括第一压板和第二压板,所述第一压板和所述第二压板均位于所述托架的上表面,并且均与托架连接。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述第一压板和所述第二压板的长度相同,均等于所述托架的宽度,所述第二压板的宽度大于所述第一压板的的宽度。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述第一压板和所述第二压板的数量均为2个,沿所述托架的长度方向,所述2个第一压板设于所述托架上表面的两边,所述2个第二压板设于所述2个第一压板之间。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述铆接单元包括压紧部件,所述压紧部件安装与所述机身主体上。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述压紧部件包括上部压紧部件和下部压紧部件,所述上部压紧部件和所述下部压紧部件均安装于所述机身主体上。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述第三驱动单元的结构与第二驱动单元的结构相同。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述钻铆装置还包括托架调姿系统;所述托架调姿系统包括四个POGO柱,所述四个POGO柱用于实现所述托架进行沿Z轴的移动、绕X轴的转动以及绕Y轴的转动。
基于上述钻铆装置的进一步改进,所述四个POGO柱分别位于托架的下方,并且竖直放置,用于支撑所述托架。优选地,四个POGO柱分别位于托架的四个角上。
另一方面,本发明还提供了一种自动钻铆方法,采用上述的自动钻铆装置实现对壁板类零件的钻铆,包括以下步骤:
步骤1:将待加工件,固定在工装托架上;
步骤2:通过控制系统控制钻孔单元完成钻孔和锪窝;
步骤3:进行插钉;
步骤4:进行铆接。
基于上述钻铆方法的进一步改进,所述步骤4之后还包括步骤5:将各个单元回到初始位置。具体包括:执行控制系统程序,第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元与第五驱动单元组成五轴联动,各个单元回到初始位置,进行下一个待加工件的加工。
基于上述钻铆方法的进一步改进,步骤1具体包括将待加工件通过螺钉和压板固定在托架上,并通过托架上设置的限位挡块实现待加工件的固定和定位;
基于上述钻铆方法的进一步改进,步骤3具体包括首先通过控制系统执行插钉程序,由送钉机构将铆钉由送钉盘传送到插钉单元,然后由插钉单元将不同规格的铆钉插入到相应规格的铆接孔中,直到完成所有铆接孔的插钉工作
基于上述钻铆方法的进一步改进,步骤4具体包括首先通过控制系统执行铆接程序,由上部压紧部件顶紧铆钉头,然后由下部压紧部件向上伸出压紧头完成铆钉铆接,直到完成所有铆钉的铆接工作。
与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:
(1)本发明通过设置第一驱动单元,通过将第一驱动单元设置为特定的组成(包括第一固定基座、第一移动导轨、第一传动丝杠和第一驱动电机),并通过将机身主体单元与第一驱动单元滑动连接,实现了机身主体单元沿X轴移动。
(2)本发明通过设置第二驱动单元和第三驱动单元,通过将第二驱动单元和第三驱动单元设置为特定的组成(包括第二固定基座、第二移动导轨、第二传动丝杠和第二驱动电机),并通过将工装托架单元与第二驱动单元和第三驱动单元滑动连接,实现了工装托架单元沿Y轴移动。
(3)本发明通过设置第五驱动单元,通过将第五驱动单元设置为特定的组成(包括第四驱动电机、第四移动导轨和第四传动丝杠),并通过将插钉单元与第五驱动单元滑动连接,实现了插钉单元沿Z轴移动。
(4)通过设置机身主体单元,实现了对铆接装置的固定和安装。
(5)本发明通过设置钻孔单元,通过将钻孔单元设置为特定的组成(包括电主轴、电主轴固定安装座和钻孔基座),实现了对待加工产品的自动钻孔和锪窝。
(6)本发明通过设置插钉单元,通过将插钉单元设置为特定的组成(包括送钉导管、插钉导管、插钉基座、线缆支架和横梁),实现了对孔位的自动插钉。
(7)本发明通过设置铆接单元,通过将铆接单元设置为特定的组成(包括上部压紧部件和下部压紧部件),实现了对孔位的自动铆接。
(8)本发明可实现对大型壁板类零件的钻孔、锪窝、铆接一次加工成型,通过控制系统对系统各单元进行高精度控制,可实现待加工件的高精度加工。
(9)本发明的自动钻铆方法简单易行,具有加工精度高,钻铆效率高,自动化程度高等优点,能广泛用于类似结构件的自动化作业中,提高了智能化水平。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明自动钻铆装置的整体结构示意图;
图2为本发明一种优选实施方式中工装托架结构示意图;
图3为本发明一种优选实施方式中第一驱动单元结构示意图;
图4为本发明一种优选实施方式中第二驱动单元结构示意图;
图5为本发明一种优选实施方式中钻孔单元结构示意图;
图6为本发明一种优选实施方式中插钉单元结构示意图;
图7为本发明一种优选实施方式中铆接单元结构示意图。
附图标记:
1-工装托架单元;2-第一驱动单元;3-第二驱动单元;4-第三驱动单元;5-第四驱动单元;6-第五驱动单元;7-机身主体单元;8-钻孔单元;9-插钉单元;10-铆接单元;11-控制系统;12-托架;13-小压板;14-大压板;15-第一固定基座;16-第一移动导轨;17-第一传动丝杠;18-第一驱动电机;19-第二固定基座;20-第二移动导轨;21-第二传动丝杠;22-第二驱动电机;23-第三驱动电机;24-第三移动导轨;25-第四驱动电机;26-第四移动导轨;27-机身主体;28-电主轴;29-电主轴固定安装座;30-钻孔基座;31-送钉导管;32-插钉导管;33-插钉基座;34-线缆支架;35-横梁;36-上部压紧部件;37-下部压紧部件;38-支撑机构。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本发明一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
实施例一
本发明的一个具体实施例,公开了一种用于大型壁板类零件的自动钻铆装置,如图1所示。该大型壁板类零件是指长度大于2米,宽度为500~600mm的零件。
本实施例的自动钻铆装置包括工装托架单元1、第一驱动单元2、第二驱动单元3、第三驱动单元4、第四驱动单元5、第五驱动单元6、机身主体单元7、钻孔单元8、插钉单元9、铆接单元10和控制系统11。
上述各个单元之间的连接关系如下:
第一驱动单元2、第二驱动单元3和第三驱动单元4均与地基固定连接。
第一驱动单元2、第二驱动单元3、第三驱动单元4、第四驱动单元5、第五驱动单元6、机身主体单元7、钻孔单元8、插钉单元9和铆接单元10均与控制系统11连接。
所述第四驱动单元5、第五驱动单元6均与机身主体单元7固定连接。具体来说,是第四驱动单元5的第三移动导轨24固定在机身主体单元7的机身主体27上;第五驱动单元6的第四移动导轨26固定在机身主体单元7的机身主体27上.
所述机身主体单元7与第一驱动单元2通过导轨滑块进行滑动连接。具体来说,是机身主体单元7的机身主体27通过滑动副与第一驱动单元2的第一移动导轨16滑动连接。
所述钻孔单元8与第四驱动单元5通过导轨滑块进行滑动连接。具体来说,是钻孔单元8的钻孔基座30的一端与电主轴固定安装座29连接,另一端与第四驱动单元5的第三移动导轨24滑动连接。
所述插钉单元9与第五驱动单元6通过导轨滑块进行滑动连接。具体来说,是插钉单元9的横梁35的一端与插钉基座33固定连接,另一端与第五驱动单元6的第四移动导轨26滑动连接。
所述铆接单元10与机身主体单元7进行固定连接。具体来说,是铆接单元10的上部压紧部件36和下部压紧部件37均通过螺钉固定安装在机身主体单元7的机身主体27上。
所述第一驱动单元2、第二驱动单元3、第三驱动单元4与第四驱动单元5组成三轴联动,执行控制系统11的指令;
所述第一驱动单元2、第二驱动单元3、第三驱动单元4也可以与第五驱动单元6组成三轴联动,执行控制系统11的指令;
所述控制系统11指导用于平头铆钉的自动钻铆设备对大型壁板类零件进行自动钻孔、锪窝、送钉、插钉、铆接的功能,并对系统运行状态进行监督的作用。
所述钻孔单元8和插钉单元9位于铆接单元10两侧,可以最大限度地减少铆接变形对于装置精度的影响。
下面结合图1-图7对该自动钻铆装置的各个单元分别进行详细介绍。
如图2所示,工装托架单元包括托架12、小压板13、大压板14和支撑机构38。
托架12用于放置夹具和待加工件,两个支撑机构38分别位于托架12两端的下方,用于支撑托架12。托架12通过两个支撑机构38分别与第二驱动单元3和第三驱动单元4连接。具体来说,是两个支撑机构38的下端分别与第二驱动单元3和第三驱动单元4通过滑动副滑动连接,即第二驱动单元3和第三驱动单元4分别位于工装托架单元1的左右两侧,呈对称布置。
小压板13和大压板14均位于托架12的上表面,并且均通过螺钉与托架12固定连接,用于对待加工件的固定压紧。
小压板13和大压板14的长度相同,均等于托架12的宽度,大压板14的宽度大于小压板13的宽度。
小压板13和大压板14的数量可以根据待加工件的长度灵活调整。在一种可能的实施方式中,为了更好地固定待钻铆的大型壁板类零件,小压板13和大压板14的数量均为多个。示例性地,小压板13和大压板14的数量均为两个。
由于大压板14的宽度大于小压板13的宽度,因此,为了更好地压平待加工件,沿托架12的长度方向,两个小压板13分别位于两边,两个大压板14两个小压板13之间,如图2所示。
在另一种可能的实施方式中,工装托架单元还包括用于对待加工件进行定位的限位挡块(图中未示出)。示例性地,该限位挡块可以位于托架12上表面的两端。另外,也可以根据待加工件的特点设置对应的限位挡块,以及灵活调整限位挡块的设置位置。
接下来参考图3,对第一驱动单元2进行详细介绍。
如图3所示,第一驱动单元2用于驱动机身主体单元7沿X轴运动,包括第一固定基座15、第一移动导轨16、第一传动丝杠17和第一驱动电机18。
第一固定基座15通过地脚螺栓及调平垫铁固定在地基上,第一移动导轨16通过螺钉固定在第一固定基座15上,第一驱动电机18通过螺钉固定在第一固定基座15上,第一传动丝杠17与第一驱动电机18输出轴连接用于带动机身主体单元7沿X轴运动。
第二驱动单元3用于驱动工装托架单元1沿Y轴运动,包括第二固定基座19、第二移动导轨20、第二传动丝杠21、第二驱动电机22。如图4所示,第二固定基座19通过地脚螺栓及调平垫铁固定在地基上,第二移动导轨20通过螺钉固定在第二固定基座19上,第二驱动电机22通过螺钉固定在第二固定基座19上,第二传动丝杠21与第二驱动电机22输出轴连接用于带动工装托架单元1沿着Y轴运动。
需要说明的是,本实施例中,第三驱动单元4的作用与第二驱动单元3相同,也是用于驱动工装托架单元1沿Y轴运动。因此,第三驱动单元4的组成可以与第二驱动单元3的组成相同。
第四驱动单元5用于驱动钻孔单元8沿第三移动导轨24移动(即沿Z轴运动),包括第三驱动电机23、第三移动导轨24和第三传动丝杠,第三传动丝杠与第三驱动电机23输出轴连接用于带动钻孔单元8沿第三移动导轨24移动,如图5所示。
如图6所示,第五驱动单元6用于驱动插钉单元9沿第四移动导轨26移动,包括第四驱动电机25、第四移动导轨26和第四传动丝杠,第四传动丝杠与第四驱动电机25输出轴连接用于带动插钉单元9沿第四移动导轨26移动。
机身主体单元7用于装置的固定和安装,包括机身主体27,机身主体27通过滑动副与第一移动导轨16滑动连接,机身主体27沿第一移动导轨16移动。
继续参考图5,钻孔单元8用于待加工产品的自动钻孔加工,包括电主轴28、电主轴固定安装座29、钻孔基座30,电主轴28固定安装在电主轴固定安装座29上,电主轴固定安装座29固定安装在钻孔基座30上,钻孔基座30与第三移动导轨24滑动连接。
需要说明的是,电主轴28与不同规格钻孔工具相配合,完成不同规格的孔径加工。
继续参考图6,插钉单元9用于孔位的自动插钉,包括送钉导管31、插钉导管32、插钉基座33、线缆支架34、横梁35,送钉导管31与插钉基座33固定连接,插钉导管32与插钉基座33固定连接,插钉基座33与横梁35的一端固定连接,横梁35的另一端与第四移动导轨26滑动连接,线缆支架34与横梁35固定连接并满足线缆支撑的作用。
所述送钉导管31与送钉盘(图中未示出)连接,根据待铆接孔的规格不同,可以设置不同规格的送钉盘,送钉盘将不同规格的铆钉送出并到达送钉导管31末端,接钉机构(图中未示出)通过系统控制将铆钉通过插钉导管32插入到待铆接孔。
需要说明的是,为了保证铆钉与待铆接孔垂直,本实施例的插钉导管32设置为具有导向作用。
如图7所示,铆接单元10用于孔位的自动铆接,包括上部压紧部件36、下部压紧部件37,上部压紧部件36通过螺钉固定安装在机身主体27上,下部压紧部件37通过螺钉固定安装在机身主体27上。
值得注意的是,上部压紧部件36的压紧头和下部压紧部件37压紧部件的压紧头根据铆钉规格不同可以进行调整,以便完成不同规格铆钉的铆接。
考虑到有些待加工件具有一定的曲率曲面,因此,需要工装托架单元能够调整姿态,在一种优选的实施方式中,自动钻铆装置还包括托架调姿系统。该托架调姿系统包括四个POGO柱。四个POGO柱结构类似,是托架的调姿载体。
将工装托架单元中的支撑机构38替换为四个POGO柱,可以实现对托架进行Z向移动、绕X轴的转动和绕Y轴的转动。
四个POGO柱分别位于托架的下方,并且竖直放置,用于支撑托架。具体而言,四个POGO柱分别位于矩形托架的四个角上。
在一种优选的实施方式中,四个POGO柱上均设有刻度(图中未示出)。通过设置刻度,可以在一个POGO柱的高度固定的情况下,其他三个POGO柱可以先设置为与第一个POGO柱的高度相同,之后根据需要进行微调高度。或者,根据待加工件的曲面形状,来确定其他三个POGO柱的高度应高于第一个POGO柱的高度还是低于第一个POGO柱的高度,以及比第一个POGO柱高多少还是低多少,从而快速将其他三个POGO柱调整到相应的高度。
另外,在托架上表面长度方向和宽度方向的边缘分别设有水平检测仪,从而能够检测托架是否水平。
与现有技术相比,本发明的自动钻铆装置具有下列优点:
(1)本发明通过设置第一驱动单元,通过将第一驱动单元设置为特定的组成(包括第一固定基座、第一移动导轨、第一传动丝杠和第一驱动电机),并通过将机身主体单元与第一驱动单元滑动连接,实现了机身主体单元沿X轴移动。
(2)本发明通过设置第二驱动单元和第三驱动单元,通过将第二驱动单元和第三驱动单元设置为特定的组成(包括第二固定基座、第二移动导轨、第二传动丝杠和第二驱动电机),并通过将工装托架单元与第二驱动单元和第三驱动单元滑动连接,实现了工装托架单元沿Y轴移动。
(3)本发明通过设置第五驱动单元,通过将第五驱动单元设置为特定的组成(包括第四驱动电机、第四移动导轨和第四传动丝杠),并通过将插钉单元与第五驱动单元滑动连接,实现了插钉单元沿Z轴移动。
(4)通过设置机身主体单元,实现了对铆接装置的固定和安装。
(5)本发明通过设置钻孔单元,通过将钻孔单元设置为特定的组成(包括电主轴、电主轴固定安装座和钻孔基座),实现了对待加工产品的自动钻孔和锪窝。
(6)本发明通过设置插钉单元,通过将插钉单元设置为特定的组成(包括送钉导管、插钉导管、插钉基座、线缆支架和横梁),实现了对孔位的自动插钉。
(7)本发明通过设置铆接单元,通过将铆接单元设置为特定的组成(包括上部压紧部件和下部压紧部件),实现了对孔位的自动铆接。
(8)本发明可实现对大型壁板类零件的钻孔、锪窝、铆接一次加工成型,通过控制系统对系统各单元进行高精度控制,可实现待加工件的高精度加工。
实施例二
本发明的另一个具体实施例,公开了一种采用实施例一的自动钻铆装置钻铆大型壁板类零件的方法,包括以下步骤:
步骤1:安装待加工件,首先将待加工件通过螺钉和压板固定在工装托架上,同时工装托架上设置相应的限位挡块实现待加工件的固定和定位;
步骤2:完成钻孔,首先通过控制系统执行钻孔程序,控制钻孔单元完成所有孔位的钻孔和锪窝;
步骤3:完成插钉,在钻孔单元完成钻孔锪窝加工后,首先通过控制系统执行插钉程序,由送钉机构(图中未示出)将铆钉由送钉盘传送到插钉单元,然后由插钉单元将不同规格的铆钉插入到相应规格的铆接孔中,直到完成所有铆接孔的插钉工作;
步骤4:完成铆接,首先通过控制系统执行铆接程序,由上部压紧部件顶紧铆钉头,然后由下部压紧部件向上伸出压紧头完成铆钉铆接,直到完成所有铆钉的铆接工作;
步骤5,系统回到初始位置,铆接完成后,执行控制系统程序,第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元与第五驱动单元组成五轴联动,系统各单元回到初始位置,进行下一个待加工件的加工并重复步骤1~5。
步骤1中,根据零件的形状,来确定是否需要托架水平。如果需要托架水平,可以通过观察设置在托架上表面长度方向和宽度方向边缘的水平检测仪来确定托架是否水平。
如果托架不水平,可以通过四个POGO柱上的刻度来快速调整四个POGO柱的高度,之后观察水平检测仪,直到水平检测仪显示水平为止。
与现有技术相比,本发明的自动钻铆方法简单易行,具有加工精度高,钻铆效率高,自动化程度高等优点,能广泛用于类似结构件的自动化作业中,提高了智能化水平。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动钻铆方法,其特征在于,采用自动钻铆装置实现对壁板类零件的钻铆,包括以下步骤:
步骤1:安装待加工件,首先将待加工件通过螺钉和压板固定在工装托架上,同时工装托架上设置相应的限位挡块实现待加工件的固定和定位;
步骤2:完成钻孔,首先通过控制系统执行钻孔程序,控制钻孔单元完成所有孔位的钻孔和锪窝;
步骤3:完成插钉,在钻孔单元完成钻孔锪窝加工后,首先通过控制系统执行插钉程序,由送钉机构将铆钉由送钉盘传送到插钉单元,然后由插钉单元将不同规格的铆钉插入到相应规格的铆接孔中,直到完成所有铆接孔的插钉工作;
步骤4:完成铆接,首先通过控制系统执行铆接程序,由上部压紧部件顶紧铆钉头,然后由下部压紧部件向上伸出压紧头完成铆钉铆接,直到完成所有铆钉的铆接工作;
步骤5:系统回到初始位置,铆接完成后,执行控制系统程序,第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元与第五驱动单元组成五轴联动,系统各单元回到初始位置,进行下一个待加工件的加工并重复步骤1~5;
所述钻铆装置包括工装托架单元、第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元、第五驱动单元、机身主体单元、钻孔单元、插钉单元、铆接单元和控制系统;
所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第四驱动单元、所述第五驱动单元、所述机身主体单元、所述钻孔单元、所述插钉单元和所述铆接单元均与所述控制系统连接;
所述第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元均与地基连接,所述机身主体单元与所述第一驱动单元滑动连接;
所述第四驱动单元和第五驱动单元均与所述机身主体单元连接,所述钻孔单元与所述第四驱动单元滑动连接;
所述第四驱动单元包括第三驱动电机、第三移动导轨和第三传动丝杠;所述第三传动丝杠与所述第三驱动电机的输出轴连接;
所述第五驱动单元包括第四驱动电机、第四移动导轨和第四传动丝杠,所述第四传动丝杠与所述第四驱动电机的输出轴连接;
所述插钉单元与所述第五驱动单元滑动连接,所述铆接单元与所述机身主体单元固定连接;
所述钻孔单元包括电主轴、电主轴固定安装座和钻孔基座,所述电主轴安装于所述电主轴固定安装座上,所述电主轴固定安装座安装于所述钻孔基座上,所述钻孔基座与所述第三移动导轨滑动连接;
所述插钉单元包括送钉导管、插钉导管、插钉基座、线缆支架和横梁;
所述送钉导管与所述插钉基座连接,所述插钉导管与所述插钉基座连接,所述横梁的一端与所述插钉基座连接,另一端与所述第四移动导轨连接,所述线缆支架与所述横梁连接;
所述铆接单元包括压紧部件,所述压紧部件安装于 所述机身主体上;
所述压紧部件包括上部压紧部件和下部压紧部件,所述上部压紧部件和所述下部压紧部件均安装于所述机身主体上。
2.根据权利要求1所述的自动钻铆方法,其特征在于,所述工装托架单元用于待加工件的固定和定位,包括托架、压板和支撑机构;
所述支撑机构位于所述托架的下方,用于支撑所述托架,所述托架通过所述支撑机构与所述第二驱动单元和所述第三驱动单元连接。
3.根据权利要求1所述的自动钻铆方法,其特征在于,所述第一驱动单元包括第一固定基座、第一移动导轨、第一传动丝杠和第一驱动电机;
所述第一固定基座固定在地基上,所述第一移动导轨固定在所述第一固定基座上,所述第一驱动电机固定在所述第一固定基座上,所述第一传动丝杠与所述第一驱动电机的输出轴连接。
4.根据权利要求1所述的自动钻铆方法,其特征在于,所述第二驱动单元包括第二固定基座、第二移动导轨、第二传动丝杠和第二驱动电机;
所述第二固定基座固定在地基上,所述第二移动导轨固定在所述第二固定基座上,所述第二驱动电机固定在所述第二固定基座上,所述第二传动丝杠与所述第二驱动电机的输出轴连接。
5.根据权利要求3所述的自动钻铆方法,其特征在于,所述机身主体单元包括机身主体,所述机身主体与所述第一移动导轨连接,并沿所述第一移动导轨移动。
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