刀气缸13移除刀具，然后控制换刀气缸81将刀具安装到法兰盘12前端；若刀具正常，则刀具进给，制孔电机14为制孔与锪窝提供动力，转实现切削运动；制孔时产生的废肩可由真空吸肩管路排除；当工件将要钻透时，伺服进给装置调整主轴进给速度，控制钻头轴向力，可减小出口处的毛刺；在锪窝过程中，长度计量计用来精确检测主轴进给量并反馈至控制单元，精确控制主轴锪窝进给量，保证锪窝深度性能指标。
[0034]五、工位转换:本发明利用移动平台的内部滑台机构，由滑台上的电机驱动滚珠丝杠带动钻铆执行器完成工位转换。其结构示意图如图7所示，铆接底板与主轴底板都与滑块刚性连接，从而整个钻铆执行器末端部分可附随滑块在导轨上运动；上位机发出控制信号后，伺服电机启动，驱动钻铆执行器在导轨上沿X向滑动，同理，在Y方向上也是通过伺服电机驱动整个钻铆执行器末端沿导轨运动从而实现工位的精确转换。
[0035]六、铆接:插钉模块3压缩气体将铆钉通过送钉管路41输送至夹钉气爪4处，光电开关发出信号，夹钉气爪4张开将铆钉夹住，送钉气缸42驱动夹钉气爪4回退，接着送钉气缸42驱动夹钉气爪4及铆钉旋转至铆枪4位置，使铆钉轴线与铆抢轴线重合，将铆钉插入铆枪4，最后外接气缸驱动铆枪滑台进给以完成铆接工作。
[0036]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种多功能钻铆执行器，其特征是:包括集成化的制孔锪窝模块(I)、工位转换模块(2)、插钉模块(3)、铆接模块(4)、法向检测模块(5)、压力脚模块￠)以及基准检测模块(7)，其中， 所述的基准检测模块(7)用于检测并识别产品上的高精度基准孔，获取基准孔圆心的坐标，并与预期坐标进行比较，得出位置误差，从而对待加工孔的位置进行修正； 所述的法向检测模块(5)包括数个激光位移传感器(51)，所述的激光位移传感器以刀具轴线为中心轴安置，发射激光束到蒙皮表面，检测待加工孔局部微小区域的刀尖点与孔位实际法向的偏差，计算钻铆执行器末端位姿需要调整的角度，进行法向调姿使最终刀尖点与孔位法向偏差在规定范围内， 所述的压力脚模块(6)用于在钻孔之前压紧工件； 所述的制孔与锪窝模块(I)用于在工件上制孔与锪窝； 所述的工位转换模块(2)用于改变钻铆执行器空间位置，在制孔与锪窝模块(I)完成工作后将铆接模块(4)转换至制孔与锪窝模块(I)所在位置，并将制孔与锪窝模块(I)移开； 所述的插钉模块(3)用于将铆钉送入铆接模块(4)中； 所述的铆接模块⑷用于将铆钉铆接在工件上的钻孔中。
2.根据权利要求1所述的一种多功能钻铆执行器，其特征是:所述的压力脚模块(6)包括压力脚电机(61)、直线导轨(62)、导轨滑块(63)、第一丝杆连接板(64)、压力脚气缸(65)、排肩管路(66)、滚动轴承(67)、第二丝杆连接板￠8)以及吸管支架(69)，所述的压力脚电机￠1)与丝杆连接，丝杆穿过第一丝杆连接板(64)，所述的压力脚气缸￠5)固定在第一丝杆连接板￠4)上，所述的压力脚气缸￠5)输出端连接第二丝杆连接板(68)，所述的压力脚气缸(65)能推动第二丝杆连接板(68)相对于直线导轨(62)滑动，所述的滚动轴承￠7)设置在压力脚气缸￠5)输出端和第二丝杆连接板￠8)之间，可以使压力脚气缸(65)输出端和第二丝杆连接板￠8)进行微小转动，使压力脚模块(6)下端与工件表面完全贴合，所述的排肩管路￠6)固定在吸管支架￠9)上用于钻孔后的废渣排泄。
3.根据权利要求2所述的一种多功能钻铆执行器，其特征是:所述的制孔与锪窝模块(I)包括长度计量计(11)、法兰盘(12)、脱刀气缸(13)、制孔电机(14)以及主轴底板(15)，所述的制孔与锪窝模块(I)主体部分能在主轴底板(15)上前后滑动，所述的法兰盘(12)前端固定刀具，所述的脱刀气缸(13)能驱动制孔与锪窝模块(I)移除刀具；所述的制孔电机(14)为制孔与锪窝提供动力，长度计量计(11)用来精确检测主轴进给量并反馈至控制单元，精确控制主轴锪窝进给量。
4.根据权利要求3所述的一种多功能钻铆执行器，其特征是:所述的工位转换模块(2)包括转换滑块(21)、转换导轨(22)、伺服电机(23)、铆接底板(24)以及主轴底板(25)，所述的铆接底板(24)与主轴底板(25)都与转换滑块(21)刚性连接，从而整个钻铆执行器末端部分可附随转换滑块(21)在转换导轨(22)上运动。
5.根据权利要求4所述的一种多功能钻铆执行器，其特征是:所述的铆接模块(4)包括送钉管路(41)、送钉气缸(42)、夹钉气爪(43)和铆枪(44)，所述的插钉模块(3)压缩气体将铆钉通过送钉管路(41)输送至夹钉气爪(43)处，夹钉气爪(43)将铆钉夹住，夹钉气爪(4)在送钉气缸(42)驱动下移至铆枪(44)位置，使铆钉轴线与铆枪(44)轴线重合，铆枪(44)进给将铆钉铆接在工件上的钻孔中。
6.根据权利要求5所述的一种多功能钻铆执行器，其特征是:还包括换刀模块，所述的换刀模块包括:内存刀具的刀库，所述的刀库包括换刀气缸(81)，换刀气缸支座(82)，所述的换刀气缸(81)能将刀库内的刀具安装在法兰盘(12)前端。
7.一种如权利要求6所述的多功能钻铆执行器的工作方法，其特征是:包括以下步骤: 一、基准检测:在一个站位上，采用CCD相机对工件上的孔进行基准扫描，CCD相机以拍照的方式记录下基准孔的信息，建立局部坐标系，并通过数据处理得出基准孔在钻铆系统下的坐标，从而结合离线编程所获取的孔位信息，以局部坐标系为纽带建立钻铆系统坐标系与广品坐标系之间的关联； 二、法向找正:以刀具轴线为中心轴均匀放置的激光位移传感器(51)发射激光束到蒙皮表面，检测待加工孔局部微小区域的刀尖点与孔位实际法向的偏差；进行法向调姿使刀尖点与孔位法向偏差在规定范围内； 三、压力脚压紧工件:接收到上位机的控制信号后，压力脚电机(61)启动驱动压力脚模块实现预进给，到达预定位置，压力脚电机(61)停转，压力脚气缸(65)启动驱动压力脚压紧工件； 四、制孔锪窝:压力脚模块(6)后缘设置刀具破损检测传感器，当刀具破损检测传感器检测到断刀信号时实行换刀操作，控制的脱刀气缸(13)移除刀具，然后控制换刀气缸(81)将刀具安装到法兰盘(12)前端；若刀具正常，则刀具进给，制孔电机(14)为制孔与锪窝提供动力，转实现切削运动； 五、工位转换:制孔镑窝完成后，工位转换t旲块(2)的伺服电机(23)驱动转换滑块(21)沿着X与Y方向进给到预定位置以完成制孔锪窝和铆接工位的转换； 六、铆接:所述的插钉模块(3)压缩气体将铆钉通过送钉管路(41)输送至夹钉气爪(4)处，光电开关发出信号，夹钉气爪(4)张开将铆钉夹住，送钉气缸(42)驱动夹钉气爪(4)回退，接着送钉气缸(42)驱动夹钉气爪(4)及铆钉旋转至铆枪(44)位置，使铆钉轴线与铆抢轴线重合，将铆钉插入铆枪(44)，最后外接气缸驱动铆枪滑台进给以完成铆接工作。
8.根据权利要求7所述的多功能钻铆执行器的工作方法，其特征是:步骤一中的基准检测的具体过程为:将CCD相机的扫描路径按照区域进行划分；CCD相机按照区域进行基准扫描，当扫描到基准孔时，经数据处理后记录该基准孔的位置坐标，并按照上述坐标转换方法将其转换到钻铆系统坐标系下；扫描到多个基准孔时，停止扫描，建立局部坐标系；由于局部坐标系与产品坐标系、钻铆系统坐标系均有关联，因此钻铆系统坐标系与产品坐标系的转换关系可以求出。
【专利摘要】本发明涉及一种基于自主多足移动平台的多功能自动化钻铆执行器，该钻铆系统以移动平台为载体，提取产品理论信息，利用扫描相机和激光位移传感器建立钻铆系统坐标系统，通过坐标变换建立该坐标系与产品坐标系的关系，将提取的产品理论数据转换到钻铆系统的直角三坐标坐标系下，从而控制钻铆系统进行制孔、铆接，实现对多站位上的产品连续、高精度、高效率的制孔、铆接工作。
【IPC分类】B23P23-02
【公开号】CN104708322
【申请号】CN201510081351
【发明人】田威, 廖文和, 韩锋, 张旋, 焦嘉琛, 张霖
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月15日