CN209698440U - 多功能自动制孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及专用钻孔设备领域，特别是涉及一种多功能自动制孔装置。多功能自动制孔装置，包括连接模块、制孔模块、压力脚模块、法向检测模块、吹屑模块和质量检查模块，所述制孔模块和压力脚模块皆连接在连接模块上；所述法向检测模块、吹屑模块和质量检查模块连接在压力脚模块上。本实用新型的一种多功能自动制孔装置，集制孔、吹屑、法向检测和制孔质量检测功能于一体，可以有效提高零件制孔效率和质量。

Description

多功能自动制孔装置

技术领域

本实用新型涉及专用钻孔设备领域，特别是涉及一种多功能自动制孔装置。

背景技术

近年来，机器人自动钻铆系统在飞行器制造装配过程中得到了较广泛的应用，有效提高了飞行器装配效率和精度。然而工业机器人普遍存在刚性差，控制程序复杂等问题，难以满足新型飞行器研制效率与精度方面的技术指标要求，专用自动钻铆系统的需求迫在眉睫。但由于飞行器结构件尺寸大、结构复杂、制孔精度要求高等特点，目前较为成熟的基于工业机器人的自动钻铆系统难以获得较好的应用。此外，由于铆接质量要求高，自动制孔实施难度大，而难点主要在于制孔的尺寸精度要求和钻孔垂直度，因此，基于专用钻铆设备的自动制孔系统研制具有广阔的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多功能自动制孔装置，集制孔、吹屑、法向检测和制孔质量检测功能于一体，可以有效提高零件制孔效率和质量。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

多功能自动制孔装置，包括连接模块、制孔模块、压力脚模块、法向检测模块、吹屑模块和质量检查模块，所述制孔模块和压力脚模块皆连接在连接模块上；所述法向检测模块、吹屑模块和质量检查模块皆连接在压力脚模块上。

所述连接模块包括连接板和侧板；所述侧板固定连接在连接板顶面的前端；连接板的下表面与专用钻铆设备机架相连。

所述制孔模块包括电主轴、进给伺服电机、电机连接座、联轴节、丝杠螺母副、导轨滑块副、电主轴安装座和轴承座；所述进给伺服电机通过电机连接座与连接板固定连接，进给伺服电机的输出轴与连接板的中轴线共面；所述进给伺服电机通过联轴节与丝杠螺母副连接；所述丝杠螺母副的前端通过轴承座与连接板连接；所述丝杠螺母副的螺母座与电主轴安装座固定连接；所述导轨滑块副的两条平行导轨对称固定连接在连接板的上表面上，两条平行导轨的中轴线与连接板的中轴线重合；所述导轨滑块副的滑块设有四个，两条平行导轨上分别滑动配合连接两个滑块；所述电主轴安装座的下端固定连接在四个滑块上，所述电主轴连接在电主轴安装座上，电主轴可以通过电主轴安装座沿中轴线的方向进行滑动运动。

所述压力脚模块包括压力脚、压套和压力传感器；所述压套连接在压力脚上；所述压力传感器连接在压力脚上，可检测压力脚压紧力，压力脚连接在侧板上。压套可拆卸的安装在压力脚上，便于拆卸更换或检修维修。

所述法向检测模块包括三个激光位移传感器和三个传感器支架，三个激光位移传感器通过三个传感器支架以刀具轴线为中心均匀环绕连接在压力脚上。

所述吹屑模块包括三个空气喷嘴，三个空气喷嘴均匀环绕连接在压力脚上。空气喷嘴与压力脚之间通过螺纹连接，空气喷嘴可喷出空气将制孔时产生的切屑吹走，防止切屑划伤零件表面。

所述制孔质量检查模块包括智能相机、光源和相机支架；所述智能相机通过相机支架固定连接在侧板上；所述智能相机上设有光源，智能相机可对加工的孔进行孔径的检测。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种多功能自动制孔装置，集制孔、吹屑、法向检测和制孔质量检测功能于一体，可以有效提高零件制孔效率和质量。

本实用新型的优点在于：

1.自动法向检测，可以通过法向检测模块调整钻头姿态，确保孔的垂直度；

2.压紧力可控，采用压力传感器进行压紧力测量，有效控制制孔装置的压紧力；

3.结构紧凑，将制孔单元、压紧单元、吹屑单元、法向检测单元和质量检查单元集成于一体，实现了本实用新型一种多功能自动制孔装置的紧凑设计，占用空间较小，且功能丰富，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图一；

图2是本实用新型的整体结构示意图二；

图3是本实用新型内部压力脚模块的结构示意图；

图4是本实用新型内部法向检测模块和吹屑模块的结构示意图；

图5是本实用新型内部质量检查模块的结构示意图。

图中：连接模块1；连接板101；侧板102；制孔模块2；电主轴201；进给伺服电机202；电机连接座203；联轴节204；丝杠螺母副205；导轨滑块副206；电主轴安装座207；轴承座208；压力脚模块3；压力脚301；压套302；压力传感器303；法向检测模块4；激光位移传感器401；传感器支架402；吹屑模块5；空气喷嘴501；质量检查模块6；智能相机601；光源602；相机支架603。

具体实施方式

下面结合附图1-5对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施方式一：

如图1-5所示，多功能自动制孔装置，包括连接模块1、制孔模块2、压力脚模块3、法向检测模块4、吹屑模块5和质量检查模块6，所述制孔模块2和压力脚模块3皆连接在连接模块1上；所述法向检测模块4、吹屑模块5和质量检查模块6皆连接在压力脚模块3上。所述连接模块1是本实用新型的支撑，连接模块1的下端连接在专用钻铆设备机架上；所述制孔模块2用于配合钻头完成对工件的制孔工作；可满足各类材料以及不同孔径的制孔参数要求。

具体实施方式二：

如图1-5所示，所述连接模块1包括连接板101和侧板102；所述侧板102固定连接在连接板101顶面的前端。连接板101的下表面固定连接在专用钻铆设备机架上。

具体实施方式三：

如图1-5所示，所述制孔模块2包括电主轴201、进给伺服电机202、电机连接座203、联轴节204、丝杠螺母副205、导轨滑块副206、电主轴安装座207和轴承座208；所述进给伺服电机202通过电机连接座203与连接板101固定连接；所述进给伺服电机202通过联轴节204与丝杠螺母副205连接；所述丝杠螺母副205的前端通过轴承座208与连接板101连接，轴承座208起到固定丝杠螺母副205的丝杠的作用；所述丝杠螺母副205的螺母座与电主轴安装座207固定连接；所述导轨滑块副206的两条平行导轨对称固定连接在连接板101的上表面上；所述导轨滑块副206的滑块设有四个，两条平行导轨上分别滑动配合连接两个滑块；所述电主轴安装座207的下端固定连接在四个滑块上，所述电主轴201连接在电主轴安装座207上。所述制孔模块2在工作时，将进给伺服电机202连通电源并开启后，进给伺服电机202的输出轴可以通过联轴节204带动丝杠螺母副205内部的丝杠绕自身轴线进行转动，所述丝杠螺母副205的螺母座与电主轴安装座207连接，丝杠螺母副205的丝杠旋转时可以带动螺母座运动，螺母座运动时可以带动电主轴安装座207进行运动，进一步的带动安装在电主轴安装座207上的电主轴201进行运动；所述导轨滑块副206的两条平行导轨对称固定连接在连接板101的上表面上；所述导轨滑块副206的滑块设有四个，两条平行导轨上分别滑动配合连接两个滑块；电主轴安装座207进行运动进行运动时，电主轴安装座207进行运动的下端通过四个滑块在两条平行导轨上进行滑道，平行导轨和滑块的配合对电主轴安装座207的运动方向进行导向限位，使得电主轴安装座207可以进行水平方向的运动，且稳定性较强；从而带动电主轴201进给，完成对工件的制孔任务；电主轴201旋转速度与进给伺服电机202的进给速度无极可调，可满足各类材料以及不同孔径的制孔参数要求；所述电主轴201采用市场上购置的电主轴；所述进给伺服电机202采用80ST-M03330LMB进给伺服电机。

具体实施方式四：

如图1-5所示，所述压力脚模块3包括压力脚301、压套302和压力传感器303；所述压套302连接在压力脚301上；所述压力传感器303连接在压力脚301上，压力脚301连接在侧板102上。所述压套302固定在压力脚301上，压套302的压紧力传给压力脚302，压力传感器303检测压力脚的压力值并反馈给控制系统；所述压力传感器303采用FC8E压力传感器，采用压力传感器303进行压紧力测量，可以有效控制本实用新型的多功能自动制孔装置的压紧力。

具体实施方式五：

如图1-5所示，所述法向检测模块4包括三个激光位移传感器401和三个传感器支架402，三个激光位移传感器401通过三个传感器支架402以刀具轴线为中心均匀环绕连接在压力脚301上。本实用新型在工作时，可以根据三个激光位移传感器401所反馈的距离值，计算出目标位置的法向偏移量，根据工件制孔垂直度要求进行精确补偿，通过法向检测模块4调整钻头姿态，确保钻孔的垂直度。所述激光位移传感器401采用cd33-120cn-422激光位移传感器。

具体实施方式六：

如图1-5所示，所述吹屑模块5包括三个空气喷嘴501，三个空气喷嘴501均匀环绕连接在压力脚301上。空气喷嘴501采用JCX-M10x1.5-4-10-304SS空气喷嘴；空气喷嘴501用于吹送空气，将加工中产生的切屑及时吹离加工工件表面，防止加工工件表面被划伤，提高加工工件表面质量。

具体实施方式七：

如图1-5所示，所述制孔质量检查模块6包括智能相机601、光源602和相机支架603；所述智能相机601通过相机支架603固定连接在侧板102上；所述智能相机601上设有光源602。智能相机601采用BST8405智能相机；光源602采用BSTW-R4R-92光源；光源602用于补光照明，智能相机601可对加工工件的钻孔进行孔径的检测，根据图像处理计算制孔直径和锪窝深度值，便于检查制孔质量。

本实用新型的工作原理为：本实用新型的多功能自动制孔装置，其内部连接模块1是本实用新型的支撑，连接模块1的下端连接在专用钻铆设备机架上；所述制孔模块2用于配合钻头完成对工件的制孔工作；所述制孔模块2在工作时，将进给伺服电机202连通电源并开启后，进给伺服电机202的输出轴可以通过联轴节204带动丝杠螺母副205内部的丝杠绕自身轴线进行转动，所述丝杠螺母副205的螺母座与电主轴安装座207连接，丝杠螺母副205的丝杠旋转时可以带动螺母座运动，螺母座运动时可以带动电主轴安装座207进行运动，进一步的带动安装在电主轴安装座207上的电主轴201进行运动；所述导轨滑块副206的两条平行导轨对称固定连接在连接板101的上表面上；所述导轨滑块副206的滑块设有四个，两条平行导轨上分别滑动配合连接两个滑块；电主轴安装座207进行运动进行运动时，电主轴安装座207进行运动的下端通过四个滑块在两条平行导轨上进行滑道，平行导轨和滑块的配合对电主轴安装座207的运动方向进行导向限位，使得电主轴安装座207可以进行水平方向的运动，且稳定性较强；从而带动电主轴201进给，完成对工件的制孔任务；电主轴201旋转速度与进给伺服电机202的进给速度无极可调，可满足各类材料以及不同孔径的制孔参数要求；所述压套302固定在压力脚301上，压套302的压紧力传给压力脚302，压力传感器303检测压力脚的压力值并反馈给控制系统；所述压力传感器303采用FC8E压力传感器，采用压力传感器303进行压紧力测量，可以有效控制本实用新型的多功能自动制孔装置的压紧力；本实用新型在工作时，可以根据三个激光位移传感器401所反馈的距离值，计算出目标位置的法向偏移量，根据工件制孔垂直度要求进行精确补偿，通过法向检测模块4调整钻头姿态，确保钻孔的垂直度；空气喷嘴501用于吹送空气，将加工中产生的切屑及时吹离加工工件表面，防止加工工件表面被划伤，提高加工工件表面质量；智能相机601可对加工工件的钻孔进行孔径的检测，根据图像处理计算制孔直径和锪窝深度值，便于检查制孔质量。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.多功能自动制孔装置，包括连接模块(1)、制孔模块(2)、压力脚模块(3)、法向检测模块(4)、吹屑模块(5)和质量检查模块(6)，其特征在于：所述制孔模块(2)和压力脚模块(3)皆连接在连接模块(1)上；所述法向检测模块(4)、吹屑模块(5)和质量检查模块(6)皆连接在压力脚模块(3)上。

2.根据权利要求1所述的多功能自动制孔装置，其特征在于：所述连接模块(1)包括连接板(101)和侧板(102)；所述侧板(102)固定连接在连接板(101)顶面的前端。

3.根据权利要求2所述的多功能自动制孔装置，其特征在于：所述制孔模块(2)包括电主轴(201)、进给伺服电机(202)、电机连接座(203)、联轴节(204)、丝杠螺母副(205)、导轨滑块副(206)、电主轴安装座(207)和轴承座(208)；所述进给伺服电机(202)通过电机连接座(203)与连接板(101)固定连接；所述进给伺服电机(202)通过联轴节(204)与丝杠螺母副(205)连接；所述丝杠螺母副(205)的前端通过轴承座(208)与连接板(101)连接；所述丝杠螺母副(205)的螺母座与电主轴安装座(207)固定连接；所述导轨滑块副(206)的两条平行导轨对称固定连接在连接板(101)的上表面上；所述导轨滑块副(206)的滑块设有四个，两条平行导轨上分别滑动配合连接两个滑块；所述电主轴安装座(207)的下端固定连接在四个滑块上，所述电主轴(201)连接在电主轴安装座(207)上。

4.根据权利要求3所述的多功能自动制孔装置，其特征在于：所述压力脚模块(3)包括压力脚(301)、压套(302)和压力传感器(303)；所述压套(302)连接在压力脚(301)上；所述压力传感器(303)连接在压力脚(301)上，压力脚(301)连接在侧板(102)上。

5.根据权利要求4所述的多功能自动制孔装置，其特征在于：所述法向检测模块(4)包括三个激光位移传感器(401)和三个传感器支架(402)，三个激光位移传感器(401)通过三个传感器支架(402)以刀具轴线为中心均匀环绕连接在压力脚(301)上。

6.根据权利要求5所述的多功能自动制孔装置，其特征在于：所述吹屑模块(5)包括三个空气喷嘴(501)，三个空气喷嘴(501)均匀环绕连接在压力脚(301)上。

7.根据权利要求6所述的多功能自动制孔装置，其特征在于：所述制孔质量检查模块(6)包括智能相机(601)、光源(602)和相机支架(603)；所述智能相机(601)通过相机支架(603)固定连接在侧板(102)上；所述智能相机(601)上设有光源(602)。