[发明专利]一种回转式自动铆接机械手及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于自动铆接设备领域，具体涉及一种回转式自动铆接机械手及其使用方法。

背景技术

飞机装配是飞机制造环节中极其重要的一环。飞机装配由于产品尺寸大、形状复杂、零件以及连接件数量多，其劳动量占飞机制造总劳动量的一半左右甚至更多。因此，飞机的装配质量直接决定飞机的最终质量、制造成本和周期。在大型飞机装配过程中，特别是机身段对合中，对合部位蒙皮铆接的工作量很大，使用自动化铆接代替人工铆接可以大大降低飞机制造成本，全面提高飞机铆接质量。

美国早在50年代初就已经在飞机铆接装配生产线上应用了自动铆接机。现在世界各航空制造业发达的国家都已经广泛采用该项技术。目前民用飞机的机铆率高达90％以上，例如：美国波音767机身的机铆率为97％。

飞机装配中的自动铆接技术在我国航空制造业中起步较晚，在九十年代初期才开始引进、应用该项技术。目前，仅有成飞、西飞、沈飞等几家航空制造公司拥有开发、应用该技术的实力，而且在装配生产中也只是部分应用，使用面还不是很广泛，铆接结构的机铆率仅为10％。目前我国的自动铆接技术水平与国际航空制造先进水平差距十分悬殊。而且国外自动铆接设备价格高昂，很难大量进口。

发明内容

本发明的目的是针对飞机装配领域提高铆接效率的需求，提供一种回转式自动铆接机械手及其使用方法。

回转式自动铆接机械手包括周向驱动电机、旋转支架、伸缩气缸、自适应工具头、Y向驱动电机、连接件、万向轮、小车、线性导轨、空心套筒、控制器，小车下设有连接件，小车上设有线性导轨和控制器，线性导轨上设有空心套筒，并与Y向驱动电机相连接，空心套筒端部设有旋转支架，旋转支架下端与空心套筒端部连接处设有周向驱动电机，旋转支架上端依次设有伸缩气缸、自适应工具头。

所述的周向驱动电机与周向驱动蜗杆相连，周向驱动蜗杆与周向驱动蜗轮配合，实现旋转支架的旋转运动。Y向驱动电机与Y向驱动齿轮相连，Y向驱动齿轮与Y向驱动齿条配合，实现空心套筒的Y向运动。

回转式自动铆接机械手使用方法包括如下步骤：

1)回转式自动铆接机械手安装于一台可移动的小车上，小车下装有万向轮，通过人工方式将回转式自动铆接机械手经货舱/客舱底板推至铆接部位，放下连接件，并用螺栓和机内提供的定位孔连接固定；

2)Y向驱动电机带动Y向驱动齿轮，Y向驱动齿轮带动Y向驱动齿条，使位于滑块上的空心套筒沿线性导轨向Y向移动；蜗杆箱体通过轴承和空心套筒配合，旋转支架和蜗杆箱体相连。周向驱动电机带动周向驱动蜗杆旋转的同时，周向驱动蜗杆绕固定在轴套上周向驱动蜗轮旋转，从而实现位于蜗杆箱体上的旋转支架沿飞机机身作周向运动；

3)伸缩气缸和旋转支架相连，驱动自适应工具头沿机身径向运动。冲头在锤击气缸作用下，击打铆钉杆，形成墩头。

本发明与现有技术相比具有有益效果：

1)与六自由度工业机器人铆接系统相比，回转式自动铆接机械手结构简单，刚性较好，易于实现；

2)可以实现飞机航向、机身周向、机身径向三个运动，能够满足大型飞机机身对合时周向大范围铆接的要求；

3)与飞机机身外部钻孔、锪窝、自动放铆钉、顶铁、铣平面组合机床配合使用，能够高效率解决飞机机身对接装配中的自动铆接和连接问题；

4)结构简单、铆接准确，可以替代人工完成大型飞机机身直段装配时所需的大量铆接工作，是高可靠性、高效率的飞机铆接装配专用设备，可望在飞机装配生产线中得到广泛应用，全面提高飞机铆接装配质量和效率。

附图说明

图1为本发明回转式自动铆接机械手的一个实施例的结构示意图。

图2为本发明回转式自动铆接机械手的一个实施例的周向驱动机构结构示意图。

图3为本发明回转式自动铆接机械手的一个实施例的Y向驱动机构结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，回转式自动铆接机械手包括周向驱动电机1、旋转支架2、伸缩气缸3、自适应工具头4、Y向驱动电机5、连接件6、万向轮7、小车8、线性导轨9、空心套筒10、控制器11，小车8下设有连接件6，小车8上设有线性导轨9和控制器11，线性导轨9上设有空心套筒10，并与Y向驱动电机5相连接，空心套筒10端部设有旋转支架2，旋转支架2下端与空心套筒10端部连接处设有周向驱动电机1，旋转支架2上端依次设有伸缩气缸3、自适应工具头4。