[发明专利]一种自动制孔铆接控制系统及控制方法

说明书

本发明公开一种自动制孔铆接控制系统及控制方法，通过机器人控制器控制机器人移动到飞机壁板待制孔位置；拍摄飞机壁板上的定位钉并确定坐标；基于坐标通过机器人控制器确定视觉相机获取的定位钉的坐标与预先设定的理论坐标的偏差；根据偏差通过机器人控制器控制机器人移动；通过激光传感器检测安装在机器人上的压力角单元到飞机壁板的距离；通过PLC控制器根据距离计算压力角单元法向与飞机壁板法向偏角；将偏角发送至机器人控制器；机器人控制器根据接收到的偏角调整机器人机器臂末端的角度，使压力单元的法向与飞机壁板垂直；通过机器人控制器控制机器人完成制孔和铆接。本发明中的上述方法及系统能够提高飞机壁板的自动化效率以及装配精度。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是涉及一种自动制孔铆接控制系统及控制方法。

背景技术

飞机装配过程中需要对飞机壁板预制大量连接孔，目前我国飞机壁板装配大部分还采用人工制孔铆接的方式，虽然近年来引进了一部分国外的自动制孔设备，同时国内部分科研院所也研制了一批类似设备，但这些自动制孔设备主要由主轴和压力角两级执行模块组成，体积较大，功能也比较单一，仅能完成制孔作业，铆接依旧采用手工方式；而且目前自动制孔设备的传感器反馈仅限于主控制层，执行子模块缺少传感器反馈，因此自动控制大部分为半闭环或者仅有一个主系统闭环，没有实现单个执行子模块的闭环控制，一方面无法确保单个执行子模块的安全运行，另一方面无法保证装配精度。针对上述问题，如何实现飞机壁板自动装配过程中的制孔和铆接作业，提高飞机壁板装配的自动化效率，以及实现主系统和执行子模块的闭环控制是飞机壁板自动化装配领域中急待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动制孔铆接控制系统及控制方法，提高飞机壁板的自动化效率以及装配精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种自动制孔铆接控制系统，所述控制系统包括：

机器人，用于完成制孔和铆接；

视觉相机，安装在所述机器人上，用于拍摄飞机壁板上的定位钉并确定所述定位钉的坐标；

机器人控制器，与所述机器人连接，用于控制所述机器人移动到飞机壁板待制孔位置；所述机器人控制器还与所述视觉相机连接，用于确定所述视觉相机获取的定位钉的坐标与预先设定的理论坐标的偏差，并根据所述偏差控制机器人移动；所述机器人控制器还用于控制所述机器人完成制孔和铆接；

激光传感器，用于检测安装在机器人上的压力角单元到飞机壁板的距离；

PLC控制器，与所述位移传感器连接和所述机器人控制器连接，用于根据所述距离计算压力角单元法向与飞机壁板法向偏角，并将所述偏角发送至所述机器人控制器；

所述机器人控制器还用于根据接收到的偏角调整机器人机器臂末端的角度，使所述压力单元的法向与飞机壁板垂直。

可选的，所述机器人具体包括：

第一伺服电机，用于带动所述压力板单元飞向飞机壁板；

第二伺服电机，用于通过丝杠带动电主轴支撑架进给，使制孔电主轴开始制孔；

第三伺服电机，用于通过丝杠带动转盘装置向抽钉拉铆作业工位转动；

压力传感器，用于检测压力角单元与飞机壁板之间的压力；

伺服驱动器与所述第一伺服电机、所述第二伺服电机以及所述第三伺服电机连接，用于驱动所述第一伺服电机、所述第二伺服电机以及所述第三伺服电机转动；

所述伺服驱动器还与所述PLC控制器连接，用于接收所述PLC控制器发出的驱动信号；

第一位移传感器，与伺服驱动器连接，用于检测电主轴支撑架的第一位移数值；