[发明专利]曲面板工装、钻孔设备及其钻孔方法

权利要求书

1.一种曲面板工装，其特征在于：包括反面固定工作台（11）、反面纵向定位机构和反面横向定位机构，反面纵向定位机构包括间隔固定在反面固定工作台（11）上的第一支架（13）和第二支架（14），固定在反面固定工作台（11）上的待加工件（10）为两端向上弯曲的弧形板，待加工件（10）位于第一支架（13）和第二支架（14）之间，第一支架（13）上端设有压持待加工件（10）一端的反面压持机构，第二支架（14）上端设有高度可调并夹持待加工件（10）另一端的夹持夹具；反面横向定位机构设置在反面固定工作台（11）的两侧，夹持待加工件（10）的两侧对待加工件（10）进行横向定位；所述夹持夹具包括夹具固定座（39）、快速夹头（40）、连杆（41）以及推动连杆（41）摆动的连杆驱动单元，夹具固定座（39）高度可调的固定在第二支架（14）上，快速夹头（40）的一端和连杆驱动单元的一端分别铰接在夹具固定座（39）上，连杆（41）的一端与连杆驱动单元的输出端转动连接，连杆（41）的另一端与快速夹头（40）的中部转动连接，连杆驱动单元通过连杆（41）带动快速夹头（40）摆动，快速夹头（40）的另一端压紧在待加工件（10）的端部上侧。

2.根据权利要求1所述的曲面板工装，其特征在于：所述第一支架（13）的上部还固定有一个反面纵向定位气缸（34），在第一支架（13）的上部开设有一个定位辅助孔（38），定位辅助孔（38）位于反面压持机构的下方，反面纵向定位气缸（34）的活塞杆穿过定位辅助孔（38）后推动待加工件（10）纵向定位。

3.根据权利要求1所述的曲面板工装，其特征在于：还包括至少一个正面固定工作台（12），正面固定工作台（12）设置在反面固定工作台（11）的一侧，正面固定工作台（12）上间隔固定有两个固定块（16），固定在正面固定工作台（12）上的待加工件（10）为两端向下弯曲的弧形板，待加工件（10）固定在两个固定块（16）之间，至少一个固定块（16）沿正面固定工作台（12）长度方向可滑动的设置，正面固定工作台（12）的两侧设有正面横向定位机构；正面横向定位机构夹持待加工件（10）的两侧对待加工件（10）进行横向定位。

4.根据权利要求3所述的曲面板工装，其特征在于：还包括X轴轨道板（15），所述正面固定工作台（12）与反面固定工作台（11）相对独立的滑动设置在X轴轨道板（15）上，正面固定工作台（12）和反面固定工作台（11）分别与X轴轨道板（15）之间设有驱动其滑动的工作台动力机构。

5.一种曲面板钻孔设备，其特征在于：包括权利要求1～4任一项所述的曲面板工装，在曲面板工装的上方还固定有至少一个龙门框架和机械臂（9），龙门框架的上部具有水平的Y轴横梁（2），Y轴横梁（2）与反面固定工作台（11）相互垂直设置，机械臂（9）设置在Y轴横梁（2）上，机械臂（9）的下端设有钻孔机构和钻孔定位装置，机械臂（9）与Y轴横梁（2）之间设有驱动机械臂（9）绕平行于Y轴横梁（2）的轴线摆动的机械臂摆动机构，机械臂（9）上还连接有带动钻孔机构升降的钻头升降机构，Y轴横梁（2）与反面固定工作台（11）在反面固定工作台（11）长度方向能够相对移动。

6.根据权利要求5所述的曲面板钻孔设备，其特征在于：所述Y轴横梁（2）上对称设有两个机械臂（9），机械臂（9）与Y轴横梁（2）之间还设有驱动机械臂（9）沿Y轴横梁（2）横向移动的机械臂横移机构；所述钻孔机构包括依次连接的伺服驱动器、钻孔伺服电机（23）、减速机（24）和钻头（26），伺服驱动器与控制器连接。

7.根据权利要求5所述的曲面板钻孔设备，其特征在于：所述钻孔定位装置包括定位滚轮（25）和电子尺（21），电子尺（21）竖向固定在机械臂（9）上，定位滚轮（25）通过磁铁吸合机构与电子尺（21）下端的伸缩测距单元连接。

8.根据权利要求7所述的曲面板钻孔设备，其特征在于：所述磁铁吸合机构包括强力磁铁（27）、滚轮安装座（32）和磁铁固定座（28），定位滚轮（25）滚动设置在滚轮安装座（32）上，滚轮安装座（32）通过所述强力磁铁（27）与磁铁固定座（28）吸合；

所述伸缩测距单元包括小型滑枕（29）和直线导轨副（31），小型滑枕（29）通过弹簧（22）连接在电子尺（21）的下端，小型滑枕（29）滑动设置在直线导轨副（31）上，磁铁固定座（28）固定在直线导轨副（31）上并推动小型滑枕（29）升降。

9.一种曲面板钻孔方法，包括权利要求5~8任一项所述的曲面板钻孔设备，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1），开机，系统回零；

步骤2），利用曲面板工装将待加工件（10）固定，如果需要编程进入步骤3），否则进入步骤5）；

步骤3），编程，设定机械臂（9）的摆动轨迹，设定待加工件（10）的纵向移动速度和行程；

步骤4），机械臂（9）和待加工件（10）空走，如果机械臂（9）能够带动钻孔机构在待加工件（10）的待钻孔位置进行钻孔，进入步骤5），否则返回步骤3）；

步骤5），自动运行，曲面板工装带动待加工件（10）纵向移动，机械臂摆动机构带动机械臂（9）沿待加工件（10）表面曲率进行摆动，钻孔定位装置与待加工件（10）上表面接触，检测钻孔机构与待加工件（10）表面的垂直距离，钻头升降机构带动钻孔机构升降，钻孔机构对待加工件（10）进行钻孔；

步骤6），钻孔完成，将工件拆下；

所述钻孔机构包括依次连接的伺服驱动器、钻孔伺服电机（23）、减速机（24）和钻头（26），伺服驱动器与控制器连接；钻孔定位装置与控制器连接；步骤5）中在钻孔机构对待加工件（10）进行钻孔过程中，钻孔定位装置将检测到的数据发送至控制器，同时伺服驱动器检测钻孔伺服电机（23）的电流并反馈给控制器，控制器根据钻孔伺服电机（23）的电流判断钻头（26）的受力情况，并通过伺服驱动器相应的改变钻孔伺服电机（23）的转速。