[发明专利]一种用于机器人制孔末端执行器的辅助加工装置

说明书

本发明是一种用于机器人制孔末端执行器的辅助加工装置，本发明技术方案采用一种接触式多功能曲面法向测量模块，并将该模块与吸尘排屑、刀具微润滑接口集于一体。法向测量功能利用曲面与平面相切原理来定位工件曲面法向。采用万向机构与曲面自适应接触来定位法向偏角，该法向模块调整单元结构灵活，适应性强，能够满足不同曲率工况，大大提高制孔的质量和效率。

技术领域

本发明是一种用于机器人制孔末端执行器的辅助加工装置，属于机械装配自动化技术领域。

背景技术

在航空航天领域大量使用不同材料的蒙皮类曲面工件，飞机装配工艺需要对曲面工件大量的铆接孔，现有的装配工艺，多采用专用机床及气动工具人工制孔，受工件尺寸的影响，专用机床有其局限性，而手工制孔，对技术工人的经验素质要求较高，制孔存在质量一致性差、效率低等突出问题，影响飞机制造周期。随着生产需求的不断提高，自动化制孔是未来的必然趋势。工业机器人自动制孔手臂灵活、可达性好,已成为飞机自动化装配领域一项重要技术。

机器人自动制孔大多数采用非接触式法向测量模式激光测距方法，该方法受激光反射原理及传感单元安装尺寸的影响，对于小范围局部曲面，工件边缘部位及工艺预置孔密集区域，不能很好反馈测量数据，有其局限性。在非接触测量方法中，在末端执行器前端采用开放空间的测量方式，对于真空负压吸屑原理，负压空气在吸附空间发散，不利于切屑排出，吸屑率低，另外，开放的空间不利于微润滑喷油聚集在刀具，而且容易喷溅在工件上，对工件造成污染。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种用于机器人制孔末端执行器的辅助加工装置，该装置集接触式法向测量模块、吸尘排屑、刀具微润滑接口于一体。接触式法向测量模块可解决非接触式法向测量盲区问题，在接触式法向测量模块周边设置吸尘排屑接口及微润滑接口。利用法向模块封闭式结构，即可提高真空负压吸屑率，又利于微量喷油集中于刀具，防止污染工件。该辅助加工装置集成在机器人制孔末端执行器上提高制孔吸屑率，提高孔壁质量，改善刀具润滑冷却效果，延长刀具使用寿命

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种用于机器人制孔末端执行器的辅助加工装置，所述机器人制孔末端执行器通过法兰1与机器人手臂连接，法兰1与压紧机构2连接，主连接板3将压紧机构2与主轴进给机构4连接在一起，刀具7安装在电主轴5上，电主轴5安装在主轴进给机构4上，前板6与主连接板3连接并且垂直，法向测量模块8安装在前板6上，并且与电主轴刀具同轴，视觉相机9和激光测距传感器10装在主连接板3的侧面,断刀检测传感器11安装在前板6上,分布在刀具7两侧，其特征在于：所述法向测量模块8的底座18与万向机构内圈16连接，万向机构外圈15与测量板19连接，测量板19的中心处安装有一个压脚17作为测量板19的接触端，位移传感器14均匀分布在底座18的周围，在法向测量模块8的前端安装一个保护罩20防止切屑进入，该保护罩20固定在底座18上，压脚17从保护罩20上的中心孔穿出，在保护罩20的侧面设置有用于负压排屑的排屑弯管12和用于对刀具进行喷油冷却的润滑接口13。

在一种实施中，所述机器人制孔末端执行器是一种薄板类曲面工件制孔的末端执行器。

在一种实施中，所述法兰1为方形。进一步，所述方形法兰1通过定位凸台及销钉与机器人制孔末端执行器连接。相比圆形法兰节省空间，又便于整体结构平滑过渡。

在一种实施中，所述压紧机构2以恒力压紧工件以减小工件振颤对制孔精度的影响。

在一种实施中，所述刀具7为钻、铰、锪窝一体刀具以实现三道工序一次完成。

在一种实施中，所述视觉相机9用于测量工件及基准孔位置信息。

在一种实施中，均匀分布在底座18周围的位移传感器14的数量为四个。