多功能自動鉆鉚末端執行器壓力腳系統及工作方法
【技術領域】
[0001]本發明應用于飛機部件自動化裝配制孔領域，具體涉及到機器人自動鉆鉚系統中的壓力腳設計。
【背景技術】
[0002]發展航空制造業自動化裝配技術具有相當重要的經濟價值和戰略意義，國外飛機制造企業的機器人自動制孔技術已經發展成熟并廣泛投入生產，其中自動制孔末端執行器用于飛機自動化裝配加工為當代飛機制造自動化領域的技術熱點和前沿性領域，雖然在航空制造發達國家已經廣泛使用，但是由于多方面的原因都導致了這些企業要進行嚴格的技術保密，其相關核心技術仍處于技術封鎖狀態，所以該領域的研宄在我國目前仍處于研宄起步階段。與自動鉆鉚機等設備相比較，機器人柔性制孔技術具有成本低、安裝空間小、靈活性高、自動化程度高等優點。因此研宄和應用基于機器人制孔的多功能末端執行器，不僅可以填補航空制造領域在該研宄中的空白，縮短與國外先進飛機裝配技術的差距，對于提升國產飛機的國際競爭力，推動我國航空制造業的加快發展，也具有相當重要的現實意義。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統，壓力腳系統與末端執行器連接，包括基體、壓力腳、驅動模塊，壓力腳安裝在基體上，驅動模塊驅動壓力腳工作，其特征在于:壓力腳系統通過管道連接真空吸肩裝置，基體管道內部設有若干吹氣通道，與真空吸肩裝置配合形成排肩流場。
[0004]進一步，基體內部共設三條吹氣通道，呈螺旋狀態分布，吹氣口的軸線與壓力腳軸線成30°夾角，真空吸肩裝置與壓力腳出氣口以管路相通。
[0005]進一步，驅動模塊包括雙壓緊氣缸，壓緊氣缸連接電磁比例閥，通過電磁比例閥調節壓緊力。
[0006]上述多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統的工作方法，其特征在于:末端執行器的上位機給定加工對象屬性后，電磁比例閥為壓緊氣缸提供壓緊力數值，壓緊氣缸驅動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸肩裝置，吹氣口形成高壓環境，出氣口形成低壓環境，三條螺旋狀態的吹氣通道內形成氣旋，排肩流場形成，末端執行器鉆削工作開始的同時進行吸肩任務，實現對加工現場碎肩的排出。
[0007]本發明的多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統，通過在基體內加工吹氣通道，配合真空吸肩裝置，三條螺旋狀吹氣通道內形成氣旋，進一步提高細肩效率，優化工作環境；采用電磁比例閥控制壓緊力，通過上位機根據不同壓緊力值調節細肩氣流，構件細肩流場，實現精細化控制。
[0008]本發明有益效果如下:
[0009]1.結構基本保持一致，不會對壓力腳的功能產生任何影響，
[0010]2.吸肩效率大大提高。
[0011]3.可通過進氣壓力改變性能，對不同厚度、不同材料的制孔需求，只需要改變預設參數就可以滿足不同條件下的制孔吸肩任務。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明具體實施例中壓力腳系統與末端執行器的安裝結構示意圖；
[0013]圖2為本發明具體實施例中吹氣通道在壓力腳的基體結構中示意圖；
[0014]圖3為本發明具體實施例中吹氣口在壓力腳的基體結構中示意圖。
[0015]圖中:1-壓力腳，2-管道，3-末端執行器外框架，4-吹氣通道，5-吹氣口。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖，對本發明做進一步詳細描述。
[0017]一種多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統，壓力腳系統與末端執行器外框架3采用螺栓連接，包括基體、壓力腳1、驅動模塊，壓力腳I安裝在基體上，驅動模塊驅動壓力腳I工作，壓力腳系統通過管道2連接真空吸肩裝置，基體管道內部設有若干吹氣通道4，與真空吸肩裝置配合形成排肩流場。
[0018]其中，基體內結構改進設計用于實現壓力腳內部流場的通道；連接真空吸肩裝置，用于吸取碎肩；驅動模塊包括雙壓緊氣缸，壓緊氣缸由兩個菱形氣缸組成，壓緊氣缸連接電磁比例閥，通過電磁比例閥調節壓緊力。
[0019]壓力腳I由壓緊氣缸驅動，可進行長度50_的直線往返運動，壓力值由與壓緊氣缸連接的電磁比例閥設定；壓力腳I與真空吸肩裝置通過管道連接，真空吸肩裝置裝載于機器人小車內部。
[0020]基體內部共設三條吹氣通道4，呈螺旋狀態分布，吹氣口 5的軸線與壓力腳I軸線成30°夾角，真空吸肩裝置與壓力腳I出氣口以管路相通。在系統工作時吹氣，與出氣口的低壓環境配合形成螺旋流場，利用流場排肩，以提高吸肩效率，并穩定壓力腳管道內部的流場環境。
[0021]上述多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統的工作方法，末端執行器的上位機給定加工對象屬性后，電磁比例閥可根據工況提供壓緊氣缸O?200kg范圍內的壓緊力數值，壓緊氣缸驅動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸肩裝置，吹氣口形成高壓環境，出氣口形成低壓環境，三條螺旋狀態的吹氣通道內形成氣旋，排肩流場形成，末端執行器鉆削工作開始的同時進行吸肩任務，實現對加工現場碎肩的排出。
[0022]本發明并不局限于上述具體實施例，其僅僅作為例子對本發明的一種形態進行詳細、示范性的說明。在不背離本發明宗旨的范圍內，本領域普通技術人員可以根據上述具體實施例通過各種等同替換得到技術方案，但是這些技術方案均應該包含在本發明的權利要求的范圍及其等同的范圍之內。
【主權項】
1.一種多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統，壓力腳系統與末端執行器連接，包括基體、壓力腳、驅動模塊，壓力腳安裝在基體上，驅動模塊驅動壓力腳工作，其特征在于:壓力腳系統通過管道連接真空吸肩裝置，基體管道內部設有若干吹氣通道，與真空吸肩裝置配合形成排肩流場。
2.根據權利要求1所述的多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統，其特征在于:基體內部共設三條吹氣通道，呈螺旋狀態分布，吹氣口的軸線與壓力腳軸線成30°夾角，真空吸肩裝置與壓力腳出氣口以管路相通。
3.根據權利要求1所述的多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統，其特征在于:驅動模塊包括雙壓緊氣缸，壓緊氣缸連接電磁比例閥，通過電磁比例閥調節壓緊力。
4.一種多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統的工作方法，其特征在于:末端執行器的上位機給定加工對象屬性后，電磁比例閥為壓緊氣缸提供壓緊力數值，壓緊氣缸驅動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸肩裝置，吹氣口形成高壓環境，出氣口形成低壓環境，三條螺旋狀態的吹氣通道內形成氣旋，排肩流場形成，末端執行器鉆削工作開始的同時進行吸肩任務，實現對加工現場碎肩的排出。
【專利摘要】一種多功能自動鉆鉚末端執行器的壓力腳系統，壓力腳系統與末端執行器連接，包括基體、壓力腳、驅動模塊，壓力腳安裝在基體上，驅動模塊驅動壓力腳工作，其特征在于：壓力腳系統通過管道連接真空吸屑裝置，基體管道內部設有若干吹氣通道，與真空吸屑裝置配合形成排屑流場。末端執行器的上位機給定加工對象屬性后，電磁比例閥為壓緊氣缸提供壓緊力數值，壓緊氣缸驅動壓力腳壓緊工件后，開啟真空吸屑裝置，吹氣口形成高壓環境，出氣口形成低壓環境，三條螺旋狀態的吹氣通道內形成氣旋，排屑流場形成，末端執行器鉆削工作開始的同時進行吸屑任務，實現對加工現場碎屑的排出。
【IPC分類】B23Q3-00, B23B47-32
【公開號】CN104741942
【申請號】CN201510150093
【發明人】田威, 廖文和, 李震宇, 陳亞麗, 張霖
【申請人】南京航空航天大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月31日