[发明专利]一种适应自动物流的机械臂制孔装置及制孔方法

说明书

一种适应自动物流的机械臂制孔装置及制孔方法，用于进行高精度高自动化程度的产品制孔工作，包括串联机械臂(1)、制孔末端执行器(2)、自动物流车(3)、视觉测量组件(4)，通过实现制孔末端执行器(2)及自动物流车(3)在制孔过程中的自动转运功能解决了现有制孔系统中无法实现制孔产品在制孔过程中的元器件位置及间距的及时调整，制孔精度差的问题，制孔结构稳定，制孔效率高。

技术领域

本发明涉及一种适应自动物流的机械臂制孔装置及制孔方法，属于自动化制孔领域。

背景技术

近年来，国家对航天产品技术研究以及基础条件建设投入不断加大，使航天产品生产制造的各项专业技术得到快速发展，在航空飞行器装配领域已经越来越广泛的应用机器人自动制孔系统，该系统能够显著提高飞行器的装配效率和精度，但也存在着系统功能单一、可加工区域不能覆盖产品全表面等问题。在航天领域，虽然机器人自动制孔系统也得到了一定程度的应用，但当前航天产品已不满足于只解决有无和装备数量的问题，更迫切需要提升和保证新装备的高性能、高精度等更加复杂的性能指标，有效提高航天产品可靠性和使用效能。航天产品性能的提升，也导致航天产品结构更复杂、精度更严格、质量稳定性要求更高、生产周期要求更短。

在航天产品装配集成环节，先进装配技术发展缓慢，大量制造工序依赖手工操作和人员技能，企业在不同程度上存在着自动化和信息化程度偏低、智能制造水平不够等问题，已不适应新型航天产品的生产需求，也与《中国制造2025》中明确指出的“着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业生产、管理和服务的智能化水平。”发展目标不符。因此，对能够适应生产线的自动物流系统的机器人制孔系统的需求迫在眉睫。

现代化的机器人制孔系统是智能总装车间柔性制造单元中的重要一环，不仅要完成对产品表面制孔点的全覆盖，还要能够适应生产线中的自动物流系统，实现对加工产品的自动化流转，此类系统的研制始终是智能柔性制造单元设计的重点和难点。目前，传统的机器人制孔系统还普通采用成套的固定式工装的方式来完成制孔操作。此类系统中的工装需要固定在地面或者固定平台上，难以实现产品在加工完成后在多个工位的自动流转，需要人工拆卸后进行搬运来完成，操作步骤多且生产效率低，同时制孔装置的操作空间不够灵活，无法实现制孔产品在制孔过程中的元器件位置及间距的及时调整，只能有效满足单一形状的产品加工要求且制孔精度差，同时在加工过程中存在因为制孔产品转动或制孔过程中产生的震动误差造成刀具轴线方向及制孔点法向不重合的问题，制孔容易出现错误。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术无法消除制孔过程中因制孔产品转动或打孔振动造成的误差的问题，提出了一种适应自动物流的机械臂制孔装置及制孔方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种适应自动物流的机械臂制孔装置，包括串联机械臂、制孔末端执行器、自动物流车、视觉测量组件、控制器，所述制孔末端执行器安装于串联机械臂上，并在串联机械臂带动下对制孔产品进行制孔加工，用于带动制孔产品进行整周回转及位置、间距调整的自动物流车于制孔作业时固定于制孔末端执行器下方，所述视觉测量组件固定安装于自动物流车一侧地面对制孔产品表面制孔点进行实时法向识别及精度测量，并将测量过程拍摄图片发送至控制器，所述控制器通过图片识别获取实际制孔位置，并将实际制孔位置与理论制孔位置进行对比，根据对比结果对串联机械臂、自动物流车发送位置调整指令对实际制孔位置进行补偿。

所述制孔末端执行器包括执行器框架、电主轴、进给伺服电机、丝杠螺母副、导轨滑块副、主轴安装座、法向检测仪、刀头，所述执行器框架连接于串联机械臂末端法兰盘上，为进给打孔提供动力的进给伺服电机固定安装于执行器框架上表面，并于装置工作时通过安装于进给伺服电机端口的丝杠螺母副推动设置于执行器框架上的导轨滑块副进行制孔进给，所述主轴安装座固定安装于执行器框架上，用于带动刀头旋转的电主轴固定安装于主轴安装座安装孔中，所述刀头安装于电主轴尾部，所述法向检测仪安装于执行器框架刀头一侧表面配合视觉测量组件对制孔点进行法向检测及精度测量。