本發(fā)明涉及飛機(jī)裝配技術(shù)與裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種飛機(jī)壁板高度和轉(zhuǎn)角可調(diào)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)總體布局方法。

背景技術(shù)：

在飛機(jī)裝配中，鉚接仍然是目前主要的連接方法。傳統(tǒng)的人工鉚接生產(chǎn)效率低，鉚接質(zhì)量嚴(yán)重依賴于操作工人的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，無法進(jìn)一步提高飛機(jī)的裝配效率，所以提高鉚接的機(jī)械化、自動(dòng)化程度對(duì)飛機(jī)制造業(yè)是十分必要的。

目前，世界上自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)的研制廠家主要有EI、GEMCOR、BROETJE等，這些廠家研制的自動(dòng)鉆鉚機(jī)系統(tǒng)從布局上主要分為兩類，弓臂式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)和立式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)，這兩類自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)大大提高了生產(chǎn)效率，但同時(shí)也存在不少缺陷，如弓臂式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)需要將飛機(jī)壁板起吊并置于調(diào)平托架上，工作時(shí)需要不斷調(diào)整飛機(jī)壁板姿態(tài)，同時(shí)也會(huì)有弓臂喉深的限制，所以這類自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)的工作準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，飛機(jī)壁板通過性差，以及對(duì)飛機(jī)壁板的尺寸有所限制；立式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)工作時(shí)飛機(jī)壁板固定不動(dòng)，克服了弓臂式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)通過性、適用性較差的缺陷，但飛機(jī)壁板仍需吊裝到工裝上加以固定，故準(zhǔn)備時(shí)間仍較長(zhǎng)，且這類自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜不利于維護(hù)。

公告號(hào)為CN105643278A的中國專利文獻(xiàn)已經(jīng)公開了開一種用于飛機(jī)壁板裝配的臥式自動(dòng)鉆鉚機(jī)床，包括設(shè)置在飛機(jī)壁板兩側(cè)的制孔插釘側(cè)機(jī)床和鐓緊側(cè)機(jī)床；所述的制孔插釘側(cè)機(jī)床上安裝有可五軸運(yùn)動(dòng)的制孔插釘執(zhí)行器，用于向所述制孔插釘執(zhí)行器輸送鉚釘?shù)乃歪斚到y(tǒng)，以及用于吸塵的加工除塵裝置；所述的鐓緊側(cè)機(jī)床上安裝有可五軸運(yùn)動(dòng)的鐓緊頭。

該本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)壁板與內(nèi)部骨架之間的制孔和鉚接，制孔精度滿足對(duì)孔位精度、垂直度、光潔度等技術(shù)要求，鉚接質(zhì)量滿足對(duì)鉚接強(qiáng)度、干涉量、密封性等技術(shù)要求；保證飛機(jī)壁板的可達(dá)性和通過性。但是，飛機(jī)壁板固定不動(dòng)，影響壁板的可加工的區(qū)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種飛機(jī)壁板高度和轉(zhuǎn)角可調(diào)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)總體布局方法，對(duì)于超出自動(dòng)鉆鉚機(jī)加工范圍的飛機(jī)壁板區(qū)域，可通過工裝調(diào)整壁板的高度、轉(zhuǎn)角，從而擴(kuò)展飛機(jī)壁板上的可加工區(qū)域，且未加工飛機(jī)壁板可在已加工壁板移出后立即移入進(jìn)行加工裝配，效率大大提高。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種飛機(jī)壁板高度和轉(zhuǎn)角可調(diào)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)總體布局方法，包括制孔插釘側(cè)機(jī)床和鉚接側(cè)機(jī)床，所述的制孔插釘側(cè)機(jī)床和鉚接側(cè)機(jī)床設(shè)置在壁板工裝兩側(cè)；所述的壁板工裝由工裝基座、壁板固定架和旋轉(zhuǎn)基座組成；所述的工裝基座為U型結(jié)構(gòu)，U型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)有與所述的旋轉(zhuǎn)基座滑動(dòng)配合的滑枕；所述的壁板固定架與旋轉(zhuǎn)基座旋轉(zhuǎn)配合。

上述技術(shù)方案中，自動(dòng)鉆鉚機(jī)采用臥式布局方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，工作方便，利于維護(hù)。壁板工裝可以將固定在其上的飛機(jī)壁板移入制孔插釘側(cè)機(jī)床和鉚接側(cè)機(jī)床兩者的空隙之間，壁板工裝移入自動(dòng)鉆鉚機(jī)的中間空隙時(shí)，壁板工裝與自動(dòng)鉆鉚機(jī)互不干涉。根據(jù)需要還可調(diào)整壁板高度、轉(zhuǎn)角，將飛機(jī)壁板固定在壁板固定架上，壁板固定架在旋轉(zhuǎn)基座上可順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，旋轉(zhuǎn)基座可在滑枕上下移動(dòng)改變高度，從而擴(kuò)展飛機(jī)壁板上的可加工區(qū)域。

作為優(yōu)選，所述的壁板固定架為框型結(jié)構(gòu)，框型結(jié)構(gòu)的兩對(duì)側(cè)設(shè)有對(duì)稱的兩圓柱凸臺(tái)；所述的旋轉(zhuǎn)基座設(shè)有與壁板固定架的圓柱凸臺(tái)旋轉(zhuǎn)配合的圓形凹口。凸臺(tái)與凹口配合，組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。

作為優(yōu)選，所述的制孔插釘側(cè)機(jī)床和鉚接側(cè)機(jī)床均采用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。各五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床包括X軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和AB軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中XYZ軸相互垂直，AB軸相互垂直。

其中，所述的X軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在X軸拖板上的X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和X軸減速機(jī)，通過齒輪嚙合安裝在X軸底座上的X軸齒條，并利用X軸導(dǎo)軌滑塊副驅(qū)動(dòng)X軸拖板沿X軸方向運(yùn)動(dòng)。所述的Z軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)由Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和Z軸減速機(jī)通過Z軸滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)Z軸拖板，所述Z軸拖板利用安裝在立柱和自身之間的Z軸導(dǎo)軌滑塊副沿Z軸方向運(yùn)動(dòng)。所述的Y軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和Y軸減速機(jī)驅(qū)動(dòng)的Y軸滑枕，該Y軸滑枕通過安裝在所述Z軸拖板上的Y軸導(dǎo)軌滑塊副沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)。所述的AB軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)配合在Y軸滑枕內(nèi)的A軸支座，以及轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述A軸支座內(nèi)的B軸支座，所述的制孔插釘部件和鉚接部件分別安裝在對(duì)應(yīng)的B軸支座上。

所述的X軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和AB軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為同步運(yùn)行以組成雙驅(qū)動(dòng)消隙機(jī)構(gòu)的兩組。即在所述的X、Y、Z、A、B方向運(yùn)動(dòng)均采用雙驅(qū)動(dòng)消隙機(jī)構(gòu)，定位精度及重復(fù)定位精度高。

制孔插釘部件對(duì)應(yīng)的Y軸滑枕配備液壓輔助平衡裝置，能對(duì)Y軸滑枕伸出后重心前傾及壓鉚力作用對(duì)精度造成的不良影響進(jìn)行補(bǔ)償，并改善Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)外界干擾因素的抵抗力。

相應(yīng)的，所述的制孔插釘側(cè)機(jī)床包括插釘側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件、供釘裝置和制孔插釘部件，所述的制孔插釘部件采用XYZ三坐標(biāo)直線伺服運(yùn)動(dòng)和兩軸回轉(zhuǎn)伺服運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)定位和調(diào)姿。

所述的鉚接側(cè)機(jī)床包括鉚接側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件和鉚接部件，所述的鉚接部件采用XYZ三坐標(biāo)直線伺服運(yùn)動(dòng)和兩軸回轉(zhuǎn)伺服運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)定位和調(diào)姿。

所述的插釘側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件與所述的鉚接側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件沿X軸相互平行放置。

所述的自動(dòng)鉆鉚機(jī)還包括將移動(dòng)式壁板工裝移動(dòng)并搬運(yùn)到工裝基臺(tái)上的AGV小車。AGV小車體積較小，能夠避免和加工站位其它裝置的碰撞，尤其適合于自動(dòng)鉆鉚機(jī)加工區(qū)域內(nèi)飛機(jī)壁板的轉(zhuǎn)運(yùn)。

所述的AGV小車帶有自動(dòng)定位功能，利用自帶的感應(yīng)器感應(yīng)站位內(nèi)的定位標(biāo)記點(diǎn)從而在站位內(nèi)進(jìn)行初始定位減少飛機(jī)壁板整體定位時(shí)間。

所述的壁板工裝底面安裝有工裝固定栓，當(dāng)AGV小車將裝有飛機(jī)壁板的壁板工裝搬運(yùn)到制孔插釘側(cè)機(jī)床和鉚接側(cè)機(jī)床兩者的空隙時(shí)，工裝固定栓可以固定壁板工裝的底面，防止其再次移動(dòng)，影響鉚接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)自動(dòng)鉆鉚機(jī)總體采用臥式布局方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，工作方便，利于維護(hù)；

(2)飛機(jī)壁板固定在可調(diào)整壁板工裝上，由壁板工裝移入自動(dòng)鉆鉚機(jī)的中間空隙，與兩側(cè)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床互不干涉，可保證飛機(jī)壁板的可通過性和自動(dòng)鉆鉚機(jī)的可達(dá)性；

(3)在可調(diào)整壁板工裝固定不動(dòng)的情況下，自動(dòng)鉆鉚機(jī)即可控制兩側(cè)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、制孔插釘部件和鉚接部件完成飛機(jī)壁板的制孔及鉚接裝配；

(4)未加工飛機(jī)壁板可在已加工飛機(jī)壁板移出自動(dòng)鉆鉚機(jī)后立即移入并開始加工裝配，所以準(zhǔn)備時(shí)間短，裝配效率高；

(5)本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)飛機(jī)壁板與內(nèi)部骨架之間的自動(dòng)化制孔與鉚接，壁板工裝可調(diào)整飛機(jī)壁板的高度、轉(zhuǎn)角從而擴(kuò)展飛機(jī)壁板上的可加工區(qū)域，鉚接質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)對(duì)鉚接精度、強(qiáng)度等技術(shù)要求。

附圖說明

圖1是自動(dòng)鉆鉚機(jī)總體布局的軸測(cè)圖；

圖2是用于飛機(jī)壁板鉚接的可調(diào)整壁板工裝的軸測(cè)圖；

圖3是調(diào)整高度后的壁板工裝的軸測(cè)圖；

圖4是調(diào)整角度后的壁板工裝的軸測(cè)圖。

其中：1、制孔插釘側(cè)機(jī)床；2、供釘裝置；3、插釘側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件；4、飛機(jī)壁板；5、壁板工裝；6、鉚接側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件；7、鉚接側(cè)機(jī)床；8、鉚接部件；9、制孔插釘部件；10、滑枕；11、壁板固定架；12、工裝基座；13、工裝固定栓；14、旋轉(zhuǎn)基座；。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種飛機(jī)壁板高度和轉(zhuǎn)角可調(diào)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)總體布局方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1、圖2所示，一種飛機(jī)壁板高度和轉(zhuǎn)角可調(diào)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)總體布局方法，包括制孔插釘側(cè)機(jī)床1和鉚接側(cè)機(jī)床7，制孔插釘側(cè)機(jī)床1和鉚接側(cè)機(jī)床7設(shè)置在壁板工裝5兩側(cè)；制孔插釘側(cè)機(jī)床1和鉚接側(cè)機(jī)床7均采用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。

制孔插釘側(cè)機(jī)床1包括插釘側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件3、供釘裝置2和制孔插釘部件9，制孔插釘部件9采用XYZ三坐標(biāo)直線伺服運(yùn)動(dòng)和兩軸回轉(zhuǎn)伺服運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)定位和調(diào)姿。

鉚接側(cè)機(jī)床7包括鉚接側(cè)XYZ三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)部件6和鉚接部件8，鉚接部件8同樣采用XYZ三坐標(biāo)直線伺服運(yùn)動(dòng)和兩軸回轉(zhuǎn)伺服運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)定位和調(diào)姿。

壁板工裝5由工裝基座12、壁板固定架11和旋轉(zhuǎn)基座14組成；工裝基座12為U型結(jié)構(gòu)，U型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)有與旋轉(zhuǎn)基座14滑動(dòng)配合的滑枕10；壁板固定架11與旋轉(zhuǎn)基座14旋轉(zhuǎn)配合。在工裝基座12的底部設(shè)有將工裝基座12固定的工裝固定栓13。

飛機(jī)壁板4固定在壁板固定架11上，壁板固定架11在旋轉(zhuǎn)基座14上可順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，旋轉(zhuǎn)基座14可在滑枕10上進(jìn)行上下移動(dòng)改變高度，從而擴(kuò)展飛機(jī)壁板4上的可加工區(qū)域，如圖3為調(diào)整高度后的壁板工裝，圖4為調(diào)整角度后的壁板工裝。整個(gè)過程移動(dòng)式壁板工裝5的移動(dòng)通過AGV小車實(shí)現(xiàn)。當(dāng)AGV小車將裝有飛機(jī)壁板4的壁板工裝5搬運(yùn)到制孔插釘側(cè)機(jī)床1和鉚接側(cè)機(jī)床7兩者的空隙時(shí)，工裝固定栓13可以固定住壁板工裝5的底面，防止其再次移動(dòng)，影響鉚接。

本發(fā)明的工作過程如下：

1.制孔插釘側(cè)機(jī)床1和鉚接側(cè)機(jī)床7自檢并復(fù)位；

2.帶飛機(jī)壁板4的壁板工裝5入位；

3.制孔插釘側(cè)機(jī)床1和鉚接側(cè)機(jī)床7分別將制孔插釘部件9和鉚接部件8移動(dòng)到指定位置進(jìn)行加工；

4.當(dāng)飛機(jī)壁板4出現(xiàn)超出自動(dòng)鉆鉚機(jī)加工范圍的區(qū)域時(shí)，程序控制壁板工裝5改變飛機(jī)壁板4的高度或轉(zhuǎn)角，同時(shí)將改變量反饋回?cái)?shù)控機(jī)床加工控制中心，以進(jìn)行相應(yīng)修正；

5.飛機(jī)壁板4加工完成后移出，同時(shí)裝有未加工壁板的工裝可立即移入進(jìn)行下一個(gè)加工過程。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施舉例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。