专利名称：一种适用于飞机起落架交点孔精镗加工装置及其方法
技术领域：
本发明属于飞机数字化装配技术领域，涉及一种适用于飞机起落架交点孔精镗加工装置及其方法。
背景技术：
数字化装配是飞机装配的必然发展趋势。数字化装配可以提高装配协调准确度、 提高结构抗疲劳性能和可靠性、改善工人劳动环境、降低劳动强度、装配过程高度柔性化和自动化。但是飞机装配过程中有许多关键交点孔需要加工，如起落架交点孔。为了满足飞机的气动性、运动部件的稳定性和协调性，这些关键孔的加工表面粗糙度、位置精度要求非常高。采用飞机数字化装配工装，虽然大幅度简化了飞机装配现场的工装布局复杂性，但仍然难以腾出空间布局传统的专用机床设备。虽然有时可以采用自动进给钻加工，但是自动进给钻的进给方向调整非常复杂，需要频繁装刀和下刀，人工操作极其不方便，效率低。对于这种情况，具有多自由度的机器人可以灵活克服空间干涉问题，高效率调整刀具方向和位置，实现交点孔的镗孔加工。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于飞机起落架交点孔精镗加
工装置及其方法。适用于飞机起落架交点孔精镗加工装置中的镗孔终端执行器安装在工业机器人末端法兰上形成镗孔设备，镗孔终端执行器包括第一导轨、第二导轨、第一靶标、气缸、主轴、伺服电机、底座、丝杠、压脚、第二祀标和Il刀刀柄；第一导轨、第二导轨、气缸、伺服电机、和丝杠装在底座上，第一靶标装在主轴上，主轴安装在丝杠上，丝杠与伺服电机相连，伺服电机带动丝杠旋转推动主轴沿第二导轨进给运动，压脚装在气缸顶杆上，在气缸的推动下沿第一导轨运动，镗刀刀柄安装在主轴的锥孔里，第二靶标安装在镗刀刀柄端部中心位置。适用于飞机起落架交点孔精镗加工方法的步骤如下
1)气缸将压脚弹出，压脚压在孔所在平面上；
2)伺服电机驱动主轴进给运动，通过激光跟踪仪连续测量第一靶标，获得主轴的进给方向与理论进给方向的偏差；
3)气缸将压脚收回，压脚脱离孔所在平面；
4)根据方向偏差，工业机器人携带镗孔终端执行器运动，调整镗刀刀柄的方向；
5)重复步骤I) 步骤4)，将镗刀刀柄的方向调整精度达到O.05° ;
6)气缸将压脚弹出，压脚压在孔所在的平面上；
7)通过激光跟踪仪测量第二靶标，获得镗刀刀柄在交点孔15中的位置与理论位置偏
8)气缸将压脚收回，压脚脱离孔所在平面；9)根据位置偏差，工业机器人携带镗孔终端执行器运动，调整镗刀刀柄的位置；
10)重复步骤6) 步骤9)，将镗刀刀柄的位置调整精度达到O.05mm ；
11)在镗刀刀柄上装上镗头镗孔，当主轴、工业机器人颤振时，将主轴转速由400转/ 分钟调整为200转/分钟，主轴进给速度由40mm/分钟调整为20mm/分钟，之后加工3_5刀后，主轴转速恢复到400转/分钟，主轴进给速度恢复到40mm/分钟。本发明与现有技术相比，具有的有益效果
1)机器人携带终端执行器，可以根据现场工装的分布情况，合理规划运动路径，实现安全避障，防止与现场工装及飞机产品的碰撞，弥补机床因为干涉无法到达加工位置的缺占.
2)镗孔加工的质量达到了机床加工水平，孔表面粗糙度达到RaO.8，圆度O. 003mm ；
3)可以根据需要调整镗孔的位置和方向，具有很高的灵活性。
图I是适用于飞机起落架交点孔精键加工装置结构示意图2 Ca)是本发明的镗孔终端执行器主视图2 (b)是本发明的镗孔终端执行器测视图中工业机器人I、键孔终端执行器2、第一组导轨3、第二组导轨4、第一祀标5、气缸 6、主轴7、伺服电机8、底座9、丝杠10、压脚11、第二靶标12、镗刀刀柄13、激光跟踪仪14、 交点孔15、孔所在平面16、工件17。
具体实施例方式如图1、2所示，适用于飞机起落架交点孔精镗加工装置中的镗孔终端执行器2安装在工业机器人I末端法兰上形成镗孔设备，镗孔终端执行器2包括第一导轨3、第二导轨 4、第一靶标5、气缸6、主轴7、伺服电机8、底座9、丝杠10、压脚11、第二靶标12和镗刀刀柄 13 ;第一导轨3、第二导轨4、气缸6、伺服电机8、和丝杠10装在底座9上,第一祀标5装在主轴7上，主轴7安装在丝杠10上，丝杠10与伺服电机8相连，伺服电机8带动丝杠10旋转推动主轴7沿第二导轨4进给运动，压脚11装在气缸6顶杆上，在气缸6的推动下沿第一导轨3运动，镗刀刀柄13安装在主轴7的锥孔里，第二靶标12安装在镗刀刀柄13端部中心位置。适用于飞机起落架交点孔精镗加工方法的步骤如下
1)气缸6将压脚11弹出，压脚11压在孔所在平面16上；
2)伺服电机8驱动主轴7进给运动，通过激光跟踪仪14连续测量第一靶标5，获得主轴7的进给方向与理论进给方向的偏差；
3)气缸6将压脚11收回，压脚11脱离孔所在平面16；
4)根据方向偏差，工业机器人I携带镗孔终端执行器2运动，调整镗刀刀柄13的方向；
5)重复步骤I) 步骤4)，将镗刀刀柄13的方向调整精度达到O.05° ;
6)气缸6将压脚11弹出，压脚11压在孔所在的平面16上；
7)通过激光跟踪仪14测量第二靶标12，获得镗刀刀柄13在交点孔15中的位置与理论位置偏差；8)气缸6将压脚11收回，压脚11脱离孔所在平面16；
9)根据位置偏差，工业机器人I携带镗孔终端执行器2运动，调整镗刀刀柄13的位置；
10)重复步骤6) 步骤9)，将镗刀刀柄13的位置调整精度达到O.05mm ；
11)在镗刀刀柄13上装上镗头镗孔，当主轴7、工业机器人I颤振时,将主轴7转速由 400转/分钟调整为200转/分钟，主轴进给速度由40mm/分钟调整为20mm/分钟，之后加工3-5刀后，主轴7转速恢复到400转/分钟，主轴进给速度恢复到40mm/分钟。
权利要求
1.一种适用于飞机起落架交点孔精镗加工装置，其特征在于，镗孔终端执行器(2)安装在工业机器人(I)末端法兰上形成镗孔设备，镗孔终端执行器(2)包括第一导轨(3)、 第二导轨(4)、第一祀标(5)、气缸(6)、主轴(7)、伺服电机(8)、底座(9)、丝杠(10)、压脚(11)、第二祀标(12)和键刀刀柄(13);第一导轨(3)、第二导轨(4)、气缸(6)、伺服电机(8)、 和丝杠(10 )装在底座(9 )上，第一靶标(5 )装在主轴(7 )上，主轴(7 )安装在丝杠(10 )上， 丝杠(10)与伺服电机(8)相连，伺服电机(8)带动丝杠(10)旋转推动主轴(7)沿第二导轨(4)进给运动，压脚(11)装在气缸(6)顶杆上，在气缸(6)的推动下沿第一导轨(3)运动，镗刀刀柄(13)安装在主轴(7)的锥孔里，第二靶标(12)安装在镗刀刀柄(13)端部中心位置。
2.一种使用姑权利要求I所述装置的适用于飞机起落架交点孔精镗加工方法，其特征在于方法的步骤如下I)气缸(6)将压脚(11)弹出，压脚(11)压在孔所在平面(16)上；2 )伺服电机(8 )驱动主轴(7 )进给运动，通过激光跟踪仪(14 )连续测量第一靶标(5 )， 获得主轴(7)的进给方向与理论进给方向的偏差；3)气缸(6)将压脚(11)收回，压脚(11)脱离孔所在平面(16)；4)根据方向偏差，工业机器人(I)携带镗孔终端执行器(2)运动，调整镗刀刀柄(13)的方向；5)重复步骤I) 步骤4)，将镗刀刀柄(13)的方向调整精度达到O.05° ;6)气缸(6 )将压脚(11)弹出，压脚(11)压在孔所在的平面(16 )上；7)通过激光跟踪仪(14)测量第二靶标(12)，获得镗刀刀柄(13)在交点孔15中的位置与理论位置偏差；8)气缸(6)将压脚(11)收回，压脚(11)脱离孔所在平面(16)；9)根据位置偏差，工业机器人(I)携带镗孔终端执行器(2)运动，调整镗刀刀柄(13)的位置；10)重复步骤6) 步骤9)，将镗刀刀柄(13)的位置调整精度达到O.05mm ；II)在镗刀刀柄(13)上装上镗头镗孔，当主轴(7)、工业机器人(I)颤振时，将主轴(7) 转速由400转/分钟调整为200转/分钟，主轴进给速度由40mm/分钟调整为20mm/分钟， 之后加工3-5刀后，主轴(7)转速恢复到400转/分钟，主轴进给速度恢复到40mm/分钟。
全文摘要
本发明公开了一种适用于飞机起落架交点孔精镗加工装置及其方法。镗孔终端执行器安装在工业机器人末端法兰上形成镗孔设备，镗孔终端执行器包括第一导轨、第二导轨、第一靶标、气缸、主轴、伺服电机、底座、丝杠、压脚、第二靶标和镗刀刀柄；第一导轨、第二导轨、气缸、伺服电机、和丝杠装在底座上，第一靶标装在主轴上，主轴安装在丝杠上，丝杠与伺服电机相连，伺服电机带动丝杠旋转推动主轴沿第二导轨进给运动，压脚装在气缸顶杆上，在气缸的推动下沿第一导轨运动，第二靶标安装在镗刀刀柄端部中心位置。本发明实现现场飞机交点孔镗孔加工，可以安全避障，弥补机床因为干涉无法到达加工位置的缺点，孔表面粗糙度达到Ra0.8，圆度0.003mm。
文档编号B23B35/00GK102581333SQ20121007901
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者方强, 曲巍崴, 朱伟东, 李江雄, 柯映林, 董辉跃 申请人:浙江大学