CN204673325U - 曲面自适应压紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种曲面自适应压紧装置，其包括：底座，其上可水平移动地连接有压紧台，所述压紧台的前端连接有压紧调整盖；多个激光测距传感器，其设置在所述压紧台的上端两侧；光栅尺组件，其连接在所述压紧台的底部一侧。本实用新型的曲面自适应压紧装置，用于壁板制孔、锪窝、铆接过程中的压紧，可实现压紧过程中的压力调整、位移自动补偿，从而提高制孔、锪窝、铆接质量，降低控制难度，提高工作效率。

Description

曲面自适应压紧装置

技术领域

本实用新型有关于一种压紧装置，尤其有关于一种机械加工技术领域中的曲面自适应压紧装置。

背景技术

目前，飞机壁板装配时，需要将飞机蒙皮与肋、长桁等零部件制孔、锪窝、铆接。首先将骨架安装到型架上，再将蒙皮与骨架贴合；然后，利用安装在制孔末端执行器、铆接末端执行器上的压紧装置，将蒙皮与骨架压紧后，用制孔末端执行器和铆接末端执行器测量法向、制孔、锪窝、送钉、铆接。由于蒙皮的厚度通常为1.5mm左右，且面积较大，所以刚度较低，骨架也属于弱刚体，当压紧时，蒙皮和骨架承受压紧力，不可避免地会产生变形；制孔、锪窝、铆接过程中的加工力一方面会导致蒙皮和骨架变形，另一方面也会导致末端执行器及相应工作平台受力变形，当末端执行器安装在工业机器人末端时，这种变形更加显著。上述几种变形因素导致蒙皮和骨架无法可靠地压紧，会影响制孔、锪窝质量，蒙皮和骨架之间也容易夹杂切屑或产生缝隙，进而影响铆接质量。

国内在蒙皮与肋、长桁等零部件制孔、锪窝、铆接方面大多采用手工方式，目测制孔区域的法向或借助于钻模板控制制孔的法向，效果不理想；手动制孔、锪窝、铆接时，无法施加稳定、可靠的压紧力，切屑容易在蒙皮和骨架之间夹杂，还需要将蒙皮和骨架分离，以便清理切屑，重新贴合时，容易产生定位误差；因变形导致产品与设备之间的位置不准确，实际锪窝深度可能与所需锪窝深度不符，铆钉也可能顶不到位。上述各种因素影响了制孔、锪窝、铆接质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种曲面自适应压紧装置，用于壁板制孔、锪窝、铆接过程中的压紧，可实现压紧过程中的压力调整、位移自动补偿，从而提高制孔、锪窝、铆接质量，降低控制难度，提高工作效率。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种曲面自适应压紧装置，所述曲面自适应压紧装置包括：

底座，其上可水平移动地连接有压紧台，所述压紧台的前端连接有压紧调整盖；

多个激光测距传感器，其设置在所述压紧台的上端两侧；

光栅尺组件，其连接在所述压紧台的底部一侧。

在优选的实施方式中，所述底座上连接有气缸，所述压紧台连接在所述气缸上。

在优选的实施方式中，所述压紧台包括支架及连接在所述支架上端的压紧块，所述支架可水平移动地连接在所述底座上，所述光栅尺组件连接在所述支架上，多个所述激光测距传感器连接在所述压紧块的两侧，所述压紧调整盖连接在所述压紧块的前端。

在优选的实施方式中，所述压紧块的两侧分别连接有传感器支架，多个所述激光测距传感器连接在所述传感器支架上。

在优选的实施方式中，所述激光测距传感器为四个，每个所述传感器支架上连接有两个所述激光测距传感器。

在优选的实施方式中，所述支架的一侧连接有光栅尺支架，所述光栅尺组件连接在所述光栅尺支架的下端。

在优选的实施方式中，所述压紧调整盖的前端连接有压紧胶垫。

在优选的实施方式中，所述压紧调整盖上开设有钻具孔，所述钻具孔的轴线与所述压紧台的移动方向平行设置。

在优选的实施方式中，所述压紧台上开设有吸屑孔，所述吸屑孔与所述钻具孔垂直连通。

本实用新型的曲面自适应压紧装置的特点及优点是：该曲面自适应压紧装置通过多个激光测距传感器可实现曲面工件的孔位法向测量，并通过光栅尺组件实现压紧位移的实时检测；另外，开设在压紧台上的钻具孔和吸屑孔，可以实现工具压紧时的钻孔和钻孔时的真空吸屑；再有，通过气缸的驱动可实现压紧台对曲面工件的压紧力实时调整及压紧位移自动补偿等功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的曲面自适应压紧装置的主视图。

图2为本实用新型的曲面自适应压紧装置的侧视图。

图3为本实用新型的曲面自适应压紧装置的俯视图。

图4为本实用新型的曲面自适应压紧装置的立体图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～4所示，本实用新型提供一种曲面自适应压紧装置，其包括底座1、多个激光测距传感器2和光栅尺组件3，其中：底座1上可水平移动地连接有压紧台4，所述压紧台4的前端连接有压紧调整盖41；多个激光测距传感器2设置在所述压紧台4的上端两侧；光栅尺组件3连接在所述压紧台4的底部一侧。

具体是，底座1与一末端执行器相连，该末端执行器可驱动底座1进行水平运动或旋转运动；底座1的中部开设有轴向通孔11，在本实用新型中，底座1的上表面两侧分别设置有导向装置121，该导向装置121可为导轨滑块等，导向装置121上可水平移动地连接有气缸12，两个气缸12位于轴向通孔11的两侧。压紧台2连接在两个气缸12上，启动气缸12，气缸12将带动压紧台4沿导向装置121水平移动。当然，在其他的实施方式中，也可采用其它驱动装置替换气缸12，例如采用液压缸驱动压紧台2相对底座1水平移动等。

压紧台4包括支架42及连接在支架42上端的压紧块43，支架42具有两个支腿，两个支腿分别连接在两个气缸12上，从而在气缸12的带动下，支架42可沿导向装置121水平移动地设置在底座1上；压紧块43一体成型于支架42，其两侧分别连接有一个传感器支架21，多个激光测距传感器2连接在两个传感器支架21上，从而设置在压紧块43的两侧，该激光测距传感器2用于测量曲面工件的法向向量。在本实施例中，激光测距传感器2为四个，每个传感器支架21上连接有两个激光测距传感器2，每个传感器支架21上的两个激光测距传感器2上下并排设置。在本实用新型中，该传感器支架21与压紧块43呈一定角度设置，由设计人员根据测量距离与测量区域决定激光测距传感器2的布局，在此不作限制。

支架42的一侧连接有光栅尺支架31，光栅尺组件3连接在光栅尺支架31的下端，该光栅尺组件3用于测量压紧台4与曲面工件之间的压紧位移的位移量。

压紧调整盖41连接在压紧台4的压紧块43前端，在本实施例中，压紧调整盖41的前端还连接有压紧胶垫44，该压紧胶垫44用于与曲面工件表面进行接触贴合，避免压紧时将曲面工件表面划伤。本实用新型通过更换不同厚度的压紧调整盖41可以实现压紧胶垫44到压紧台4之间的距离调整。进一步的，该压紧调整盖41上开设有钻具孔411，该钻具孔411贯通压紧块43的前后两侧，钻具孔411的轴线与压紧台4的移动方向平行设置，该钻具孔411内用于放置钻头等工具。压紧台4上还开设有吸屑孔45，吸屑孔45开设在压紧台4的压紧块43的下端，该吸屑孔45与底座1的轴向通孔11相对设置，且吸屑孔45与钻具孔411垂直连通，该吸屑孔45可实现钻孔时的真空吸屑。

该曲面自适应压紧装置在工作时，首先，通过多个激光测距传感器2测出曲面工件的法向向量并调整末端执行器使该曲面自适应压紧装置与曲面法向向量一致(也即使钻具孔411的轴线与曲面工件表面达到垂直状态)，具体是通过本实用新型的四个激光测距传感器2测出四组传感器到曲面工件表面间的距离，通过四组数据拟合成一个平面，可通过一组算法计算出曲面工件的法向向量(数据的选取和向量的计算，现有技术中有专门的算法，在此不详细描述)；然后，由光栅尺组件3测量出压紧位移的位移量；之后，启动气缸12，使气缸12驱动压紧台4沿导向装置121运动，将压紧台4压至曲面工件上，实现对曲面工件的压紧动作，并根据压强大小实现压力的实时检测和调整，同时根据光栅尺组件3可实现压紧位移的实时检测；然后在钻具孔411内下入钻具，实现对曲面工件的打孔作业，在打孔完毕后，可在钻具孔411内下入真空吸管，将真空吸管伸入吸屑孔45内实现真空吸屑功能。当曲面工件出现曲率变化导致压紧位移变化时，气缸12可继续驱动压紧台4沿导向装置121运动，实现压紧位移的自动补偿，并通过光栅尺组件3测量出压紧位移的补偿量。

本实用新型的曲面自适应压紧装置，具有如下特点和优点：

(1)本装置通过多个激光测距传感器2组成的法向测量组件，可以实时调整末端执行器，使压紧台4与曲面工件法向向量一致。

(2)本装置可实时监测压紧曲面工件的压紧力大小并能进行实时调整，且不需要力传感器。

(3)本装置可进行自适应压紧、压紧位移自动补偿和压紧位移实时监测，在被压紧曲面工件变形或振动时，实时补偿位移，始终保持压紧状态。

(4)本装置采用多气缸12压紧，可使曲面工件上的压紧区域受力均匀。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (9)

1.一种曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述曲面自适应压紧装置包括：

底座，其上可水平移动地连接有压紧台，所述压紧台的前端连接有压紧调整盖；

多个激光测距传感器，其设置在所述压紧台的上端两侧；

光栅尺组件，其连接在所述压紧台的底部一侧。

2.如权利要求1所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述底座上连接有气缸，所述压紧台连接在所述气缸上。

3.如权利要求1所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述压紧台包括支架及连接在所述支架上端的压紧块，所述支架可水平移动地连接在所述底座上，所述光栅尺组件连接在所述支架上，多个所述激光测距传感器连接在所述压紧块的两侧，所述压紧调整盖连接在所述压紧块的前端。

4.如权利要求3所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述压紧块的两侧分别连接有传感器支架，多个所述激光测距传感器连接在所述传感器支架上。

5.如权利要求4所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述激光测距传感器为四个，每个所述传感器支架上连接有两个所述激光测距传感器。

6.如权利要求3所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述支架的一侧连接有光栅尺支架，所述光栅尺组件连接在所述光栅尺支架的下端。

7.如权利要求1所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述压紧调整盖的前端连接有压紧胶垫。

8.如权利要求1所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述压紧调整盖上开设有钻具孔，所述钻具孔的轴线与所述压紧台的移动方向平行设置。

9.如权利要求8所述的曲面自适应压紧装置，其特征在于，所述压紧台上开设有吸屑孔，所述吸屑孔与所述钻具孔垂直连通。