[发明专利]一种航空大部件表面的自动化制孔设备及制孔方法

权利要求书

1.一种航空大部件表面的自动化制孔设备，包括用于实现操控及支撑的机体机柜平台(1)以及设置在机体机柜平台(1)上的协作机器人(2)，其特征在于：还包括：

AGV小车底盘(3)，设置在机体机柜平台(1)下端，具备顶升功能，能自动行驶到指定工位后平稳固定在地面上，保证作业时设备的稳定性；

末端执行部件(4)，设置在协作机器人(2)上，能够单轴进给钻孔并自动找正和定位。

2.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备，其特征在于：所述的AGV小车底盘(3)具有激光SLAM导航和人工遥控的控制功能，表现为创建地图、进行点位编辑、进行路线规划，所述的AGV小车底盘(3)的底端设置有便于与地面平稳贴合的支撑机构。

3.根据权利要求2所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备，其特征在于：所述的支撑机构包括能够调平高度的螺栓调节件(31)以及设置在螺栓调节件(31)底部的球头件(32)。

4.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备，其特征在于：所述的机体机柜平台(1)用于保证AGV小车底盘(3)和协作机器人(2)的机械臂结构连接稳定，所述的机体机柜平台(1)上配有15.6寸触摸屏和电气控制按钮，所述的机体机柜平台(1)上端面设置有便于钻头校准的对零机构。

5.根据权利要求4所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备，其特征在于：所述的对零机构包括标定杆(11)、设置在标定杆(11)上当钻孔进给轴(42)上的钻头触碰时就会发出IO信号的接近开关(12)。

6.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备，其特征在于：所述的协作机器人(2)具有六个自由运动720°关节，重复定位精度±0.05mm。

7.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备，其特征在于：所述的末端执行部件(4)包括用于单轴钻孔的电主轴(41)、与电主轴(41)连接的钻孔进给轴(42)、设置在电主轴(41)两边用于实现钻孔角度自动校正的激光测距仪(43)、设置在钻孔进给轴(42)末端能识别标识自动找正和定位的3D视觉相机(44)和2D视觉相机(45)。

8.利用权利要求1至7中任一项所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备的制孔方法，其特征在于：其具体步骤如下：

S1、AGV通过路径导航或手动遥控方式，将设备移动至指定工位；

S2、在机体机柜平台(1)触摸屏的操作界面选择编制好的钻孔程序，也可针对需求调整钻孔参数；

S3、3D视觉相机(44)和2D视觉相机(45)进行钻孔定位，3D视觉相机(44)确定作业平面，2D视觉相机(45)采集图像，通过自动算法识别平面和定位标记，协作机器人(2)的机械臂移动找正后，根据工艺参数设定计算出钻孔位置并投影；

S4、电主轴(41)和钻孔进给轴(42)进行钻孔，钻孔过程中激光测距仪(43)测量计算钻头与目标平面角度，对钻头入钻角度进行精确调整，完成一孔作业后由机械臂按规划路径移动至下一孔作业，直至全部钻完；

S5、完成钻孔作业后，AGV通过路径导航或手动遥控方式，将设备返回停放处或移动至下一工位。

9.根据权利要求8所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备的制孔方法，其特征在于：所述的步骤S3的定位标记可以是二维码标记版、手绘两个标记成坐标，也可以是直接手绘孔位标记；

其中定位标记的坐标：x₀，y₀；

其中x方向孔数，即列数：a；

y方向孔数即行数：b；

x方向孔距即列间距：A；

y方向孔距即行间距：B；

钻孔直径：d。

10.根据权利要求9所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备的制孔方法，其特征在于：所述的步骤S3的自动算法计算孔位坐标：x₀+n₁*A，y₀+n₂*B，其中n₁为1～a，n₂为1～b；同时通过逻辑判断，进行工艺参数防差错运算：6d≤A≤8d，3d≤B≤4d。