CN115555612A

CN115555612A - 一种用于微群孔加工的专用装置

Info

Publication number: CN115555612A
Application number: CN202211025896.XA
Authority: CN
Inventors: 薛贵军; 程涛; 肖世宏
Original assignee: AVIC Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute
Current assignee: AVIC Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2023-01-03

Abstract

本发明涉及一种用于微群孔加工的专用装置，包括回转式床身、Z向驱动机构、摆角机构以及末端执行器；所述Z向驱动机构竖直设置在所述回转式床身上，且所述Z向驱动机构的一端设置有主体转轴；所述Z向驱动机构通过所述主体转轴与所述回转式床身转动连接且通过所述回转床身驱动以Z轴方向为旋转轴进行旋转；所述摆角机构设置在所述Z向驱动机构的滑块上且通过所述Z向驱动机构驱动沿Z轴方向移动；所述摆角机构与所述末端执行器连接且用于驱动所述末端执行器的摆角运动；所述末端执行器用于对工件表面进行群微孔的自动化加工。提高了所述末端执行器的自由度和制孔效率，能够适应航空领域内大型筒状外形薄壁件的外形。

Description

一种用于微群孔加工的专用装置

技术领域

本发明涉及制孔加工技术领域，特别是涉及一种用于微群孔加工的专用装置。

背景技术

航空领域大型筒状薄壁件包含超大量的微孔，国内仍然采用手工或机床制孔的方式进行超大量的微群孔加工，手工制孔难以满足当前民机的高质量装配需求。在手工制孔的过程中，由于在手工制孔过程微群孔数量巨大，无法满足高效生产的要求；同时由于人为因素影响、工具功能限制等因素，制孔工艺参数难以量化和精确控制，严重影响飞机后续连接、服役、维护等环节，机床制孔没有专用工装设备，在制孔过程中需要根据待加工件的外形结构调换不同的定位工装，装夹比较繁琐，造成机床制孔的效率不高。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种用于微群孔加工的专用装置，解决了现有机床无法适应航空领域内大型筒状外形薄壁件的外形，造成加工过程困难以及制孔效率低的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例提出了一种用于微群孔加工的专用装置，包括回转式床身、Z向驱动机构、摆角机构以及末端执行器；所述Z向驱动机构竖直设置在所述回转式床身上，且所述Z向驱动机构的一端设置有主体转轴；所述Z向驱动机构通过所述主体转轴与所述回转式床身转动连接且通过所述回转床身驱动以Z轴方向为旋转轴进行旋转；所述摆角机构设置在所述Z向驱动机构的滑块上且通过所述Z向驱动机构驱动沿Z轴方向移动；所述摆角机构与所述末端执行器连接且用于驱动所述末端执行器的摆角运动；所述末端执行器用于对工件表面进行群微孔的自动化加工。

进一步地，所述回转式床身包括底座、底盖以及转动组件，所述底座向下设置有开口，所述底盖设置在所述底座的底部，并封闭所述开口，所述底座和底盖上分别同轴设置有用于安装所述主体转轴的轴承，所述转动组件设置在所述底座上，用于驱动所述主体转轴进行旋转。

进一步地，所述转动组件包括第一电机、减速箱以及主齿轮，所述主齿轮设置在所述开口内，并套设于所述主体转轴上，所述第一电机设置在所述底座的一侧，所述第一电机的输出轴连接所述减速箱，所述减速箱的输出端齿轮与所述主齿轮相互啮合。

进一步地，还包括减速组件，所述减速组件包括制动器和制动盘，所述制动盘套设于所述主体转轴上，并跟随所述主体转轴一同旋转，所述制动器设置在所述底座上，且所述制动器与所述制动盘相对设置，用于对所述制动盘进行制动。

进一步地，所述Z向驱动机构包括第二电机、丝杠、导轨以及支撑座，所述第二电机通过所述支撑座设置在所述导轨一端，所述第二电机的转轴与所述丝杠连接，所述丝杆转动设置在所述导轨上，所述滑块活动设置在所述导轨上，并与所述丝杆螺纹连接。

进一步地，所述摆角机构包括摆角电机、连接座以及配重，所述摆角电机与所述末端执行器连接且用于驱动所述末端执行器进行摆角运动，所述摆角电机设置在所述连接座一端，所述配重设置在所述连接座另一端，所述连接座与所述滑块连接。

进一步地，所述末端执行器包括多轴头、法兰、主轴箱以及电主轴，所述多轴头通过所述法兰连接所述主轴箱一端，所述电主轴设置在所述主轴箱另一端且用于通过所述主轴箱驱动所述多轴头转动。

进一步地，所述末端执行器的端部设置有除尘单元，用于吸收由所述末端执行器在制孔过程中产生的碎屑。

(3)有益效果

综上，本发明通过所述回转式床身以及所述Z向驱动机构实现所述末端执行器在Z轴方向以及Z轴旋转方向的运动，提高了所述末端执行器的自由度，同时通过所述摆角机构对所述末端执行器进行摆角运动，能够适应航空领域内大型筒状外形薄壁件的外形，而且不需要频繁更换所述末端执行器的装夹位置，相应的也提高了制孔效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种用于微群孔加工的专用装置的总体结构示意图；

图2是图1中的回转式床身的结构示意图；

图3是图1中的Z向驱动机构的结构示意图；

图4是图1中的摆角机构和末端执行器的结构示意图；

图中：1、回转式床身；2、Z向驱动机构；3、摆角机构；4、末端执行器；5、主体转轴；6、滑块；10、底座；11、底盖；12、第一电机；13、减速箱；14、主齿轮；15、制动器；16、制动盘；20、第二电机；21、丝杠；22、导轨；23、支撑座；30、摆角电机；31、连接座；32、配重；40、多轴头；41、法兰；42、主轴箱；43、电主轴；45、除尘单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1～图4，本发明的实施例提出了一种用于微群孔加工的专用装置，包括回转式床身1、Z向驱动机构2、摆角机构3以及末端执行器4。所述Z向驱动机构2竖直设置在所述回转式床身1上，且所述Z向驱动机构2的一端设置有主体转轴5。所述Z向驱动机构2通过所述主体转轴5与所述回转式床身1转动连接且通过所述回转床身驱动以Z轴方向为旋转轴进行旋转。所述摆角机构3设置在所述Z向驱动机构2的滑块6上且通过所述Z向驱动机构2驱动沿Z轴方向移动。所述摆角机构3与所述末端执行器4连接且用于驱动所述末端执行器4的摆角运动。所述末端执行器4用于对工件表面进行群微孔的自动化加工。

通过所述回转式床身1以及所述Z向驱动机构2实现所述末端执行器4在Z轴方向以及Z轴旋转方向的运动，提高了所述末端执行器4的自由度，同时通过所述摆角机构3对所述末端执行器4进行摆角运动，能够适应航空领域内大型筒状外形薄壁件的外形，而且不需要频繁更换所述末端执行器4的装夹位置，相应的也提高了制孔效率。

在一些实施例中，所述回转式床身1包括底座10、底盖11以及转动组件，所述底座10向下设置有开口，所述底盖11设置在所述底座10的底部，并封闭所述开口，其中所述底盖11与所述底座10可通过螺钉连接，便于拆卸进行检修和维护。所述底座10和底盖11上分别同轴设置有用于安装所述主体转轴5的轴承，能够降低所述主体转轴5的转动阻力，所述转动组件设置在所述底座10上，用于驱动所述主体转轴5进行旋转。

在一些实施例中，所述转动组件包括第一电机12、减速箱13以及主齿轮14，所述主齿轮14设置在所述开口内，并套设于所述主体转轴5上，所述第一电机12设置在所述底座10的一侧，所述第一电机12的输出轴连接所述减速箱13，所述减速箱13的输出端齿轮与所述主齿轮14相互啮合，通过所述第一电机12正/反转动，由所述减速箱13减速，提供更大力矩传递给所述主齿轮14，在所述主齿轮14的带动下实现所述主体转轴5的正/反转动。

在一些实施例中，还包括减速组件，所述减速组件包括制动器15和制动盘16，所述制动盘16套设于所述主体转轴5上，并跟随所述主体转轴5一同旋转，所述制动器15设置在所述底座10上，且所述制动器15与所述制动盘16相对设置，用于对所述制动盘16进行制动，当所述主体转轴5不需要转动时，通过所述制动器15的闸瓦抵接所述制动盘16，将所述制动盘16抱死，以防止所述主体转轴5转动，所述制动器15可采用现有的液压制动器15。

在一些实施例中，所述Z向驱动机构2包括第二电机20、丝杠21、导轨22以及支撑座23，所述第二电机20通过所述支撑座23设置在所述导轨22一端，所述第二电机20的转轴与所述丝杠21连接，所述丝杆转动设置在所述导轨22上，其中所述丝杠21两端可设置轴承座连接所述导轨22对所述丝杠21的位置进行固定，所述滑块6活动设置在所述导轨22上，并与所述丝杆螺纹连接。通过所述第二电机20正/反转动，带动所述丝杠21转动，由于所述滑块6与所述丝杠21为螺纹连接，因此实现了所述滑块6在所述导轨22上的直线运动。

在一些实施例中，所述摆角机构3包括摆角电机30、连接座31以及配重32，所述摆角电机30与所述末端执行器4连接，并驱动所述末端执行器4进行摆角运动，所述摆角电机30设置在所述连接座31一端，所述配重32设置在所述连接座31另一端，用于平衡重量，避免受力不均，所述连接座31与所述滑块6连接。

在一些实施例中，所述末端执行器4包括多轴头40、法兰41、主轴箱42以及电主轴43，所述多轴头40通过所述法兰41连接所述主轴箱42一端，所述电主轴43设置在所述主轴箱42另一端，并通过所述主轴箱42驱动所述多轴头40转动，所述多轴头40可以安装多个钻头，可以实现一次性进行多个孔的加工，因此成倍的提高了微群孔加工的效率。

在一些实施例中，所述末端执行器4的端部设置有除尘单元45，用于吸收由所述末端执行器4在制孔过程中产生的碎屑，所述除尘单元45包括密封管、支架以及吸尘管路，所述密封管通过所述支架套设于所述法兰41上，所述吸尘管路一端连通所述密封管，另一端连通吸尘设备，通过吸尘设备产生负压，使碎屑粉尘等经由所述密封管再由所述吸尘管路到吸尘设备进行吸收。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims

1.一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：包括回转式床身、Z向驱动机构、摆角机构以及末端执行器；

所述Z向驱动机构竖直设置在所述回转式床身上，且所述Z向驱动机构的一端设置有主体转轴；

所述Z向驱动机构通过所述主体转轴与所述回转式床身转动连接且通过所述回转床身驱动以Z轴方向为旋转轴进行旋转；

所述摆角机构设置在所述Z向驱动机构的滑块上且通过所述Z向驱动机构驱动沿Z轴方向移动；

所述摆角机构与所述末端执行器连接且用于驱动所述末端执行器的摆角运动；

所述末端执行器用于对工件表面进行群微孔的自动化加工。

2.根据权利要求1所述的一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：所述回转式床身包括底座、底盖以及转动组件，所述底座向下设置有开口，所述底盖设置在所述底座的底部，并封闭所述开口，所述底座和底盖上分别同轴设置有用于安装所述主体转轴的轴承，所述转动组件设置在所述底座上，用于驱动所述主体转轴进行旋转。

3.根据权利要求2所述的一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：所述转动组件包括第一电机、减速箱以及主齿轮，所述主齿轮设置在所述开口内，并套设于所述主体转轴上，所述第一电机设置在所述底座的一侧，所述第一电机的输出轴连接所述减速箱，所述减速箱的输出端齿轮与所述主齿轮相互啮合。

4.根据权利要求2所述的一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：还包括减速组件，所述减速组件包括制动器和制动盘，所述制动盘套设于所述主体转轴上，并跟随所述主体转轴一同旋转，所述制动器设置在所述底座上，且所述制动器与所述制动盘相对设置，用于对所述制动盘进行制动。

5.根据权利要求1所述的一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：所述Z向驱动机构包括第二电机、丝杠、导轨以及支撑座，所述第二电机通过所述支撑座设置在所述导轨一端，所述第二电机的转轴与所述丝杠连接，所述丝杆转动设置在所述导轨上，所述滑块活动设置在所述导轨上，并与所述丝杆螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：所述摆角机构包括摆角电机、连接座以及配重，所述摆角电机与所述末端执行器连接且用于驱动所述末端执行器进行摆角运动，所述摆角电机设置在所述连接座一端，所述配重设置在所述连接座另一端，所述连接座与所述滑块连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：所述末端执行器包括多轴头、法兰、主轴箱以及电主轴，所述多轴头通过所述法兰连接所述主轴箱一端，所述电主轴设置在所述主轴箱另一端且用于通过所述主轴箱驱动所述多轴头转动。

8.根据权利要求7所述的一种用于微群孔加工的专用装置，其特征在于：所述末端执行器的端部设置有除尘单元，用于吸收由所述末端执行器在制孔过程中产生的碎屑。