[发明专利]一种机器人用自适应振动制孔方法

说明书

本发明公开了一种机器人用自适应振动制孔方法，振动制孔装置包括移动机器人平台以及末端执行器，移动机器人平台连接进行钻削加工的末端执行器；还包括对监测数据实时处理并反馈的监测单元，末端执行器包括振动主轴、进给驱动电机、丝杠、法向找正机构、柔性压紧机构、钻削刀具、旋转接头、真空除尘连接口和控制单元；进给驱动电机的输出轴与振动主轴连接，钻削刀具安装在振动主轴上；监测单元和控制单元均与振动主轴连接；振动制孔方法包括步骤：（a）机器人位姿调整及工件压紧；（b）根据实际加工信息设置加工参数及监测阈值；（c）根据输入的叠层结构参数，对叠层构件加工。本发明提高了叠层构件加工质量与效率，具有较强的适应性。

技术领域

本发明涉及振动制孔方法，尤其涉及一种机器人用自适应振动制孔方法。

背景技术

在飞机制造过程中，各种金属材料与碳纤维复合材料通常一起使用，以实现更轻的总体质量、更高的结构强度和最好的燃油经济性。而螺栓连接和铆接是飞机装配中最常用的部件连接方式。并且，在一次钻削加工时需要依次钻削多种加工性差异较大的材料，给叠层结构的钻削加工带来了困难。专利CN201510072284.X航空叠层材料变参数自适应制孔系统及方法中通过监测加工过程信号，根据钻削距离（具体通过读取刀具进给位置）判断刀具钻削状态，并调整参数，该专利在加工过程中需要知道叠层结构的每种材料和各材料的厚度。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种仅需输入材料种类和顺序实现对叠层结构构件加工的机器人用自适应振动制孔方法。

技术方案：本发明的振动制孔装置，包括可移动机器人平台以及末端执行器，所述的移动机器人平台连接进行钻削加工的末端执行器；还包括可对监测数据实时处理并反馈的监测单元；所述末端执行器包括振动主轴、进给驱动电机、丝杠、冷却通道连接口、法向找正机构、柔性压紧机构、钻削刀具、旋转接头、真空除尘连接口和控制单元；进给驱动电机的输出轴与振动主轴连接，钻削刀具安装在振动主轴的末端上；冷却通道连接口设于旋转接头上；法向找正机构设于机座上、位于柔性压紧机构的下面；钻削刀具设于柔性压紧机构内；柔性压紧机构上设有真空除尘连接口；

所述的监测单元和控制单元均与振动主轴连接，监测单元通过第一信号线和第二信号线采集控制振动主轴的工作参数，控制单元接收第三信号线的信号、根据需要调整加工参数。

机器人用自适应振动制孔方法，包括以下步骤：

（a）机器人位姿调整及工件压紧；

（b）根据实际加工信息设置加工参数及监测阈值；

（c）根据输入的叠层结构中每种材料参数，对叠层构件进行加工。

进一步，步骤（a）中，包括步骤如下：

（a-1）控制移动机器人平台，使其移动至加工区域，并调整机器人位姿，使末端执行器进给方向对准零件待加工区域；

（a-2）启动末端执行器法向找正机构，根据法向找正机构测量结果对机器人位姿进行微调，末端执行器前端柔性压紧机构与待加工区域周围压紧，提供加工过程中的预紧力，并锁死机器人关节。

进一步，步骤（b）中，包括步骤如下：