[发明专利]一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统

说明书

本发明实施例公开了一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，涉及飞机自动化装配技术领域，能够提高制孔过程中的加工质量和稳定性。本发明包括：通过多气缸连接柔性轨道的龙门过桥，底部带有真空吸盘的柔性轨道和利用齿轮链条传动的移动制孔平台。龙门过桥横跨于机身两侧，通过多组可伸缩气缸吊装柔性轨道铺设在机身表面；多腿并联的移动制孔平台通过四轴联动调整制孔刀尖法向并协同稳固进给，实现高精度制孔。本发明适用于非凸曲面的吸附和制孔任务。

技术领域

本发明涉及飞机自动化装配技术领域，尤其涉及一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统。

背景技术

随着国内民用航空市场的扩大，对航空制造业的需求逐渐向多品种、小批量、快速转产发展，这就对飞机制造装备的研制和新型工艺体系的探索提出了更高的需求。飞机部件装配时飞机制造全流程中难度最大、工作量最多、工艺流程最为复杂的环节，装配质量的水平直接决定了飞机性能及使用寿命。

美国波音公司开发出一种适应于大型飞机机身筒段对接区域制孔任务的柔性轨道制孔系统。该柔性轨道系统通过安装于导轨底部的真空吸盘，直接吸附在飞机等值段机身曲面上开展自动制孔作业。但真空吸盘吸附在机身蒙皮表面的固定方式，若所加工机身筒段整体刚性较差，势必导致在制孔任务时存在系统加工过程的不稳定，严重时出现断刀等危险工况。且对于机身外表面并不光滑平顺的机身蒙皮而言，导致了柔性轨道制孔系统，无法适应于一些非凸曲面的吸附和制孔任务。

国内高校联合企业，也涉及了自己的方案，比如：利用带有齿轮齿条的柔性轨道驱动末端执行器在工件表面上移动，但是采用电机与齿轮齿条的传动实现X、Y轴的移动，定位精度差；运载小车与柔性轨道连接处为刚性连接，无法适应复杂曲率甚至非凸曲面。或者是，但单侧轨道对于制孔执行器的刚性支撑不足，在铺设在曲面时电机与齿轮齿条的啮合存在一定间隙，制孔过程中易于晃动，加工过程稳定性较差。

发明内容

本发明的实施例提供一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，能够提高制孔过程中的加工质量和稳定性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，移动制孔平台1包括：底盘框架22、内框架16、末端执行器37、主轴17、压力脚30、立柱支腿19和拖车26；

底盘框架22四个边角下方分别安装有四组V型轮21，底盘框架22的外侧连接拖车26，移动制孔平台1通过底盘框架22底部的V型轮21与柔性轨道10连接；

四条立柱支腿19与内框架16通过立柱支腿19的底端的基座，安装在底盘框架22上；

内框架16的四侧均安装有直线导轨15和丝杆24，末端执行器37通过丝杆24在直线导轨15实现在两个坐标轴方向上的移动；

主轴17安装在末端执行器37上，压力脚30安装在主轴17下方，压力脚30的通孔与主轴17同轴设置；

柔性轨道10通过支撑气缸11与龙门过桥2连接，柔性轨道10的底部安装有真空吸盘32，柔性轨道10通过真空吸盘32以拟形的方式吸附在机身3蒙皮上；

工艺走台5和龙门过桥2组成刚性辅助工装模块，龙门过桥2通过底部的滑轮12安装在工艺走台5的地轨13上，工艺走台5上安装有工控机4。

所述自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统的运行过程包括：

1)架设工艺走台5和龙门过桥2于工位上机身两侧，逐次将柔性轨道10和移动制孔平台1安装到龙门过桥2上；

2)推动龙门过桥2到达待加工区域后，依次铺设柔性轨道10并吸附在机身3表面；

3)移动制孔平台1沿着柔性轨道10依次完成所覆盖区域的制孔任务；