[发明专利]一种用于飞机机身对接装配的环形数控自动制孔系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控自动制孔系统，尤其是一种用于机身对接装配的环形自动制孔系统，属于飞机数字化装配自动制孔领域。

背景技术

机身对接装配制孔的质量与效率，直接制约整机的装配周期、制造成本和安全性能，一直是飞机数字化装配的研究热点。对此，国外率先提出了柔性轨道制孔系统。该设备因此自动化程度高、灵活方便好，能够一次性完成钻孔和锪窝功能，但系统整体刚性差，加工稳定性不足。为解决上述问题，中国发明201410123510.8提出了一种飞机等值段机身弧形轨制孔系统及方法，利用轨道保持块来提高柔性轨道整体刚度。上述两种自动制孔系统对提高机身对接装配制孔的质量和效率起到一定推动作用，但由于两种系统都采用钻削制孔单元，对于不同孔径需要提供在线换刀功能，较大的钻孔轴向力也会对柔性轨道整体刚度提出更高要求，而且对飞机对接装配较大的制孔区域采用一个制孔单元进行加工，一定程度上会影响制孔的加工效率。螺旋制孔是航空装配领域新兴的一种制孔技术，具有制孔切削力小、一把刀具可加工一系列孔等优势。因此，采用多个螺旋制孔单元来协作完成飞机机身对接装配制孔，将是一种较好的选择，尤其对于现代大型飞机的机身对接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的飞机机身对接自动钻孔系统存在制孔轴向力大、不同孔径需要频繁换刀以及加工效率低等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于飞机机身对接装配的环形数控自动制孔系统，包括两个环形轨道组件、至少两个沿两个环形轨道组件移动的四驱载运装置以及安装在四驱载运装置上的自动制孔装置；

环形轨道组件包括柔性轨道模块和真空吸盘组件；柔性轨道模块包括柔性轨道支架、两个导向滑槽以及弧型柔性齿条；两个导向滑槽分别安装在柔性轨道支架的两侧，弧型柔性齿条设置在柔性轨道支架的轨道外圈上；真空吸盘组件包括吸盘、真空发生器和电磁换向阀；吸盘间隔设置在柔性轨道支架的轨道内圈上，吸盘通过电磁换向阀与真空发生器管路连接；

四驱载运装置包括第一双驱电控小车和第二双驱电控小车；第一双驱电控小车包括柔性弧型底盘、第一驱动装置以及第二驱动装置；在柔性弧型底盘的两端分别通过第一齿轮轴和第二齿轮轴装有第一驱动齿轮和第二驱动齿轮；第一驱动装置和第二驱动装置的输出轴分别与第一齿轮轴和第二齿轮轴对接安装；在柔性弧型底盘的两侧均设有至少一个导轮轴，在导轮轴上转动式设有导轮；柔性弧型底盘两侧的导轮分别嵌于柔性轨道支架两侧的导向滑槽内，并可沿导向滑槽来回滑动；第一齿轮轴和第二齿轮轴同时与一个环形轨道组件上的弧型柔性齿条相啮合；第二双驱电控小车与第一双驱电控小车的结构相同，并以相同方式安装在另一环形轨道组件上；

自动制孔装置包括法向调姿机构、钻铣制孔单元以及压紧排屑机构；法向调姿机构包括二自由度串联滑台和三自由度并联滑台；三自由度并联滑台包括定平台和动平台；动平台通过三自由度驱动装置安装在定平台上；定平台安装在二自由度串联滑台上，由二自由度串联滑台驱动定平台二自由度移动；二自由度串联滑台安装在第一双驱电控小车和第二双驱电控小车上；钻铣制孔单元和压紧排屑机构均安装在动平台上。

采用环形轨道组件能够使自动制孔装置在飞机机身周围环绕移动，确保在飞机机身圆周的各个制孔点都具有较好的轴向作用力，既提高了制孔灵活性，由增强了制孔的精度；采用至少两个四驱载运装置安装在环形轨道组件上，可以在各个四驱载运装置安装不同的刀具，从而省去频繁换刀的麻烦，有效提高了工作效率；采用法向调姿机构既满足一定工位内多孔加工，而且还很好满足机身装配制孔时的小范围调姿，同时能承受较大的切削力；采用钻铣制孔单元能够实现刀具偏心调节，因而具备了钻孔和螺旋铣孔两种功能，可避免传统钻孔时换刀操作，能显著提高飞机机身对接装配的制孔效率；通过合理布置一定数量的自动制孔装置和四驱载运装置，既可增强环形轨道组件的整体刚性，进而保证孔的加工质量，也能显著提高孔加工的效率。