[发明专利]适用于火箭舱体铆接的自动钻铆执行机构与方法

说明书

本发明提供了一种适用于火箭舱体铆接的自动钻铆执行机构与方法，包括射钉模块、插钉压铆模块、钻锪模块、切换模块以及压紧测距模块；压紧测距模块将火箭舱体压紧，钻锪模块在舱体表面完成钻孔或锪孔，同时射钉模块将铆钉注入插钉压铆模块末端，切换模块实现钻锪模块和插钉压铆模块位置交换，插钉压铆模块将铆钉插入制好的孔位中并完成铆接。本发明可实现多种型号铆钉的自动上钉及插钉过程，并对各过程进行检测，避免出现无钉和歪钉的情况，对火箭舱体形成有效保护；通过压紧测距模块对舱体位置进行测量，反馈修正制孔和锪孔的进给量，适应舱体的圆度误差。本发明代替手工钻铆操作，大大降低劳动强度并可显著提高效率。

技术领域

本发明涉及自动化装配的一种设备，具体地，涉及一种适用于火箭舱体铆接的自动钻铆执行机构与方法。

背景技术

铆接是火箭舱体在制造过程中的重要工艺，以往是通过在型架上将待铆接的端框、壳段、蒙皮、桁条等零件预装配，通过手工制孔、锪孔，再经过手工插钉，最后进行手工铆接。由于火箭舱体上存在数以万计的铆钉，钻铆过程存在严重噪音，使得人工铆接劳动强度大、对身体易造成伤害且生产效率低下。基于对自动钻铆技术的迫切需求，近年来航天制造企业已逐渐开始引进自动钻铆设备，力求代替人工铆接、提高火箭生产效率。但是在现有自动钻铆设备的使用过程中，一是经常出现卡钉、歪钉以及铆钉不能插入等问题导致停机，影响钻铆效率，而出现这些问题后铆接动作还在继续，造成产品的报废，带来严重经济损失；二是钻铆执行机构集成度不高，体积大、重量重，导致起停时间长、运行速度慢，影响铆接效率；三是火箭舱体零件加工圆度误差大，在缺乏误差补偿功能的情况下，无法对进给距离进行修正，依靠使零件强制变形的方式进行钻铆，无法适应厚度大、难以变形的零件(如壳段)。

公开号为CN101417348A的中国专利文献公开了一种工业机器人用的钻孔末端执行器，包括有主轴单元、进给单元、支承单元。主轴单元包括精密主轴头，主轴电机及驱动，ER夹头柄及刀具，同步带及带轮；进给单元包括直线滚珠导套及专用轴，丝杆螺母副，进给电机及驱动，同步带及带轮；支承单元包括基座，轴座，精密主轴头支座，气缸支座，压头管壳，压脚，前板，后板，电磁阀连接板，主轴电机连接板，限位开关连接板。主轴单元实现钻头的切削速度可调，进给单元实现钻头的进给速度和进给行程可调，支承单元保证了末端执行器的整体刚度。该发明提供的钻孔末端执行器的优点在于，结合机器人使用构成柔性钻削系统，可提高钻孔的效率和精度，减少工人的重复劳动；不足之处在于仅能实现连续的钻孔功能，无法实现铆接功能，一体化程度低，功能不齐全。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于火箭舱体铆接的自动钻铆执行机构与方法。

根据本发明的一个方面，提供一种适用于火箭舱体铆接的自动钻铆执行机构，包括射钉模块、插钉压铆模块、钻锪模块、切换模块以及压紧测距模块；所述压紧测距模块将火箭舱体压紧；钻锪模块在舱体表面完成钻孔或锪孔；切换模块实现钻锪模块和插钉压铆模块位置交换；射钉模块将铆钉注入插钉压铆模块末端，插钉压铆模块将铆钉插入制好的孔位中并完成铆接；

所述插钉压铆模块包括铆头、检测单元以及伺服电动缸，伺服电动缸依次连接检测单元、铆头；

所述检测单元包括外壳、滑芯、位移传感器，外壳连接伺服电动缸，滑芯滑动安装于外壳内，滑芯的一端连接铆头，外壳上设置有位移传感器，位移传感器能够测量滑芯和外壳之间的相对位移。

优选地，所述检测单元还包括衬套、第三螺旋弹簧以及目标板；所述衬套设置于外壳内，滑芯能够在衬套内滑动；

所述第三螺旋弹簧沿滑芯滑动方向设置于滑芯另一端与外壳之间，并使得滑芯另一端与外壳之间具有间隙，所述间隙的宽度能够在外力作用下改变；

所述目标板设置于滑芯的周向上并与位移传感器相对，外壳与目标板的对应位置上设置有滑道，所述滑道平行于滑芯滑动方向，目标板在滑芯的带动下能够在所述滑道内滑动；所述位移传感器能够检测自身到目标板的当前距离。