專利名稱：一種曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)化制造領(lǐng)域，具體來說，涉及一種曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，尤其 適用于飛機(jī)翼面的自動(dòng)制孔。
背景技術(shù)：
目前飛機(jī)結(jié)構(gòu)件采用的主要連接方法仍是機(jī)械連接，一架大型飛機(jī)上大約有 150 200萬個(gè)連接件。在飛機(jī)的各種安全故障中，機(jī)體損傷的故障數(shù)量已占到總故障數(shù)量 的30%以上，因此，飛機(jī)的總壽命主要決定于機(jī)體的壽命。疲勞破壞是飛機(jī)機(jī)體喪失工作能 力的根本原因，其中75% 80%的疲勞破壞發(fā)生在機(jī)體結(jié)構(gòu)的連接孔處。為了滿足現(xiàn)代大 型飛機(jī)長壽命、高可靠性、低成本和高效率制造的要求，可通過各種技術(shù)途徑改善各連接點(diǎn) 的技術(shù)狀態(tài)(表面質(zhì)量、配合性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式等)，大量采用長壽命連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu) 高質(zhì)量和高效率裝配，其中一個(gè)很重要的途徑是通過自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)精密制孔，提高 制孔質(zhì)量?，F(xiàn)代大型飛機(jī)外形、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)量多(達(dá)300余萬件)，內(nèi)部空間緊湊，協(xié)調(diào) 關(guān)系復(fù)雜，裝配和安裝的工作通路差，其中飛機(jī)裝配勞動(dòng)量占整個(gè)飛機(jī)制造勞動(dòng)量的50% 以上。因此，飛機(jī)裝配是一項(xiàng)技術(shù)難度大、涉及學(xué)科領(lǐng)域多的綜合性集成技術(shù)，在很大程度 上決定了飛機(jī)的最終質(zhì)量、制造成本和周期，是整個(gè)飛機(jī)制造過程的龍頭、關(guān)鍵和核心技 術(shù)。借助于高剛性和預(yù)先的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，常規(guī)的自動(dòng)化制造 技術(shù)可以將加工誤差控制在微小的的范圍之內(nèi)，因此使得精密制造或裝配成為了可能。在 飛機(jī)裝配中，傳統(tǒng)的做法是，根據(jù)飛機(jī)機(jī)構(gòu)特定的裝配要求來定制用戶所需的機(jī)床。飛機(jī)的 結(jié)構(gòu)一般都比較龐大，高精度裝配的結(jié)果往往是裝配設(shè)備的大型化、高剛性、高成本、設(shè)備 用途太專一，并且需要配套固定型架或自動(dòng)托架，其投資也是巨大的。隨著飛機(jī)部件尺寸的 增大，這種形式的自動(dòng)化裝配在實(shí)踐當(dāng)中受到了很大的限制，某種程度上，由于傳統(tǒng)自動(dòng)化 裝配的成本過于昂貴，不得不退而采用手工裝配。手工裝配的問題是，隨著飛機(jī)部件尺寸的 增大，裝配的成本也隨之增大，同時(shí)手工裝配的錯(cuò)誤經(jīng)常導(dǎo)致產(chǎn)生高昂的維修費(fèi)用，零部件 的報(bào)廢以及裝配周期的延誤?，F(xiàn)有工業(yè)機(jī)械臂主要是面向汽車，家電，陶瓷等行業(yè)，工作空間相對較小，負(fù)載能 力較低。如果開發(fā)大范圍、大負(fù)載的工業(yè)機(jī)械臂，又難以解決高精度與大工作空間的矛盾。 輕便的自動(dòng)化設(shè)備為飛機(jī)柔性裝配提供了另一種選擇。它犧牲了整體精度而追求局部精 度，并在部件層面上充分利用了飛機(jī)部件自身特點(diǎn)，而且質(zhì)量輕，更經(jīng)濟(jì)，可以分配到作業(yè) 現(xiàn)場或依附到飛機(jī)部件上，不需要大的安裝場地，而且設(shè)備的造價(jià)變得低廉許多。機(jī)器人制 孔技術(shù)是飛機(jī)柔性裝配技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用和研究方向，由于機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)可以沿 縱向長距離移動(dòng)，能夠完成對飛機(jī)的各個(gè)部分進(jìn)行鉆鉚加工而無需移動(dòng)工件，與傳統(tǒng)的自 動(dòng)鉆鉚加工方式相比，大大提高了加工精度和效率，因此在國外已得到廣泛的研究和應(yīng)用。 但由于現(xiàn)有機(jī)器人剛度和精度低、負(fù)載小，使得傳統(tǒng)的機(jī)器人在飛機(jī)裝配上的應(yīng)用水平低。
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綜上所述，研究開發(fā)具有傳統(tǒng)制孔機(jī)器人輕便、靈活及成本低的優(yōu)點(diǎn)，并且具有較 高剛性、較大負(fù)載承受力和高精度，滿足飛機(jī)自動(dòng)化裝配的要求的柔性曲面制孔機(jī)器人是 飛機(jī)柔性裝配技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用和研究方向，多功能制孔末端執(zhí)行器是關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供可以測量所制孔坐標(biāo)點(diǎn)曲面法線方向，調(diào)整制孔主軸至法向 方向，并由壓緊單元對制孔處實(shí)施壓緊的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器。本發(fā)明曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，包括制孔單元1、壓緊單元2、法向測量單元3、 定位圈4、二維法向調(diào)整單元5、外支撐圈6 ；制孔單元1和壓緊單元2固定在定位圈4上； 二維法向調(diào)整單元5與帶動(dòng)其繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在外支撐圈6上的Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)58 相連；定位圈4與帶動(dòng)其繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在二維法向調(diào)整單元5上的X軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu) 54相連；壓緊單元2包括壓緊動(dòng)力機(jī)構(gòu)25、在壓緊動(dòng)力機(jī)構(gòu)25的帶動(dòng)下沿ζ軸移動(dòng)的支撐 架21、與支撐架21通過球關(guān)節(jié)連接的壓緊頭23，壓緊頭23上開有可通過制孔主軸的通孔 26 ；制孔單元1包括制孔動(dòng)力機(jī)構(gòu)13、在制孔動(dòng)力機(jī)構(gòu)13的帶動(dòng)下沿ζ軸移動(dòng)的制孔主軸 單元12 ；制孔主軸單元包括可以轉(zhuǎn)動(dòng)的制孔主軸，制孔主軸與支撐架21上的球關(guān)節(jié)同軸； 法向測量單元3包括固定在壓緊頭23背面的測板31、四個(gè)用于檢測測板31移動(dòng)距離的位 移傳感器32，位移傳感器32設(shè)置在支撐架21上、且均布在制孔主軸的圓周方向上。本發(fā)明的有益效果其工作時(shí)，壓緊動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)支撐架和壓緊頭沿ζ軸移動(dòng)向下 移動(dòng)，由于壓緊頭通過球關(guān)節(jié)設(shè)置在支撐架上可以相對支撐架轉(zhuǎn)動(dòng)，所以壓緊頭即可壓緊 在需要制孔處的周邊。而測板31固定在壓緊頭上，隨壓緊頭一起動(dòng)作，這樣可以通過位移 傳感器32檢測的測板31的移動(dòng)距離不同，解算出制孔點(diǎn)出曲面的法向矢量。四個(gè)位移傳 感器32可更加精確的測量出制孔主軸是否在法向方向，尤其適用于比較復(fù)雜的曲面。這時(shí) 通過X軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)M帶動(dòng)定位圈4繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)或/和通過Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)58帶動(dòng) 二維法向調(diào)整單元5繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即可調(diào)整定位圈4位置，從而調(diào)整固定在定位圈4上制孔 單元1和壓緊單元2 (調(diào)整過程中，支撐板動(dòng)作，壓緊頭不動(dòng))的姿態(tài)，使得位移傳感器32 檢測的測板31的移動(dòng)相等，達(dá)到制孔主軸位于法線方向上目的。然后，制孔主軸單元12在 制孔動(dòng)力機(jī)構(gòu)25的帶動(dòng)下沿ζ軸向下移動(dòng)，制孔主軸穿過壓緊頭的通孔沈而在需要制孔 處制孔。因此，本發(fā)明的效果是它可以測量所制孔坐標(biāo)點(diǎn)曲面法線方向，調(diào)整制孔主軸至 法向方向，并由壓緊單元對制孔處實(shí)施壓緊。上述的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，制孔動(dòng)力機(jī)構(gòu)13為固定在制孔底板11上的制 孔伺服電機(jī)；制孔伺服電機(jī)通過滾珠絲杠帶動(dòng)滑動(dòng)設(shè)置在制孔底板11上的制孔主軸單元 12。上述的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，制孔主軸單元12為電主軸。電主軸屬于現(xiàn)有技 術(shù)，不再描述。上述的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，壓緊動(dòng)力機(jī)構(gòu)25為固定在壓緊底板M上的壓 緊伺服電機(jī)；壓緊伺服電機(jī)通過滾珠絲杠帶動(dòng)滑動(dòng)設(shè)置在壓緊底板M上的支撐架21。這 樣，即可通過壓緊伺服電機(jī)提供壓緊力，并通過扭矩控制控制壓緊力。上述的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，二維法向調(diào)整單元5為一個(gè)位于外支撐圈6內(nèi) 的內(nèi)支撐圈51，內(nèi)支撐圈51與平行于Y軸的支承軸Y相連，支承軸Y與Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)58相連；定位圈4設(shè)置在內(nèi)支撐圈51內(nèi)，定位圈4與平行于X軸的支承軸X相連，支承軸 X與X軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)討相連。采用在同一個(gè)平面內(nèi)垂直布置的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(即支承軸X 和支承軸Y)，可以快速精確地實(shí)現(xiàn)法向姿態(tài)調(diào)整，且結(jié)構(gòu)簡單緊湊。


圖1是本發(fā)明的總體三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的制孔單元三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的壓緊單元及法向測量單元三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的二維法向調(diào)整單元、外支撐圈等的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的壓緊單元中的壓緊頭示意圖。圖6是本發(fā)明的壓緊單元中的支撐架示意圖。圖7是本發(fā)明的制孔單元、壓緊單元、法向測量單元等的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明的壓緊頭、支撐架、固定圈等連接示意圖。圖中，1、制孔單元，2、壓緊單元，3、法向測量單元，4、定位圈，5、二維法向調(diào)整單元，6、外 支撐圈(支撐圈Y)；11、制孔底板，12、高速電主軸(制孔主軸單元)，13、制孔伺服電機(jī)及減速機(jī)；21、支撐架，22、固定圈，23、壓緊頭，對、壓緊底板，25、壓緊伺服電機(jī)及減速機(jī)(壓 緊動(dòng)力機(jī)構(gòu))，26、通孔，231、球形外關(guān)節(jié)，211、球形內(nèi)關(guān)節(jié)；31、測板，32、位移傳感器，33、固定座；51、支撐圈X (內(nèi)支撐圈)，52、支承軸XA，53、支承軸XB，M、伺服電機(jī)及減速機(jī)X (X 軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu))，56、支承軸YA，57、支承軸TO，58、伺服電機(jī)及減速機(jī)Y(Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī) 構(gòu))。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1、7所示，本發(fā)明的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，包括制孔單元1、壓緊單元2、 法向測量單元3、定位圈4、二維法向調(diào)整單元5、外支撐圈6。參見圖3，壓緊單元2包括固定在壓緊底板M上的壓緊伺服電機(jī)及減速機(jī)25、通 過直線滑軌沿ζ軸滑動(dòng)設(shè)置在壓緊底板M上的支撐架21、壓緊頭23等。壓緊伺服電機(jī)及 減速機(jī)25通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠相連，滾珠絲杠再與支撐架21相連。壓緊伺服電機(jī)及減 速機(jī)25動(dòng)作，可以帶動(dòng)支撐架21沿ζ軸移動(dòng)。壓緊頭23的外表面具有球形外關(guān)節(jié)231，支 撐架21上具有與球形外關(guān)節(jié)231相應(yīng)的球形內(nèi)關(guān)節(jié)211。球形外關(guān)節(jié)231與相應(yīng)的球形內(nèi) 關(guān)節(jié)211組成了球關(guān)節(jié)。壓緊頭23通過球關(guān)節(jié)連接與支撐架21上，壓緊頭23上開有可通 過制孔主軸的通孔沈。固定圈22固定在支撐架21上防止壓緊頭23脫落。參見圖2，制孔單元1包括固定在制孔底板11上的制孔伺服電機(jī)及減速機(jī)13、通 過直線滑軌沿ζ軸滑動(dòng)設(shè)置在制孔底板11上的高速電主軸12等。制孔伺服電機(jī)及減速機(jī) 13通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠相連，滾珠絲杠再與高速電主軸12相連。制孔伺服電機(jī)及減速機(jī) 13動(dòng)作，可以帶動(dòng)高速電主軸12沿ζ軸移動(dòng)。高速電主軸12包括可以轉(zhuǎn)動(dòng)的制孔主軸。上的球形內(nèi)關(guān)節(jié)211同軸。參見圖3，法向測量單元3包括固定在壓緊頭23背面(內(nèi)側(cè))的測板31、四個(gè)用 于檢測測板31移動(dòng)距離的位移傳感器32，位移傳感器32設(shè)置在支撐架21上、且均布在制 孔主軸的圓周方向上。參見圖4，二維法向調(diào)整單元5為一個(gè)位于外支撐圈6內(nèi)的內(nèi)支撐圈51，內(nèi)支撐圈 51相對的兩側(cè)面分別通過與Y軸平行的支承軸YA56、支承軸TO57與外支撐圈6相連，支承 軸YA和支承軸YB共同組成了支承軸Y ；支承軸YB與固定在外支撐圈6上的伺服電機(jī)及減 速機(jī)Y (Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu))58相連。伺服電機(jī)及減速機(jī)Y動(dòng)作，帶動(dòng)內(nèi)支撐圈51和支承軸 YA和支承軸YB繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)。定位圈4設(shè)置在內(nèi)支撐圈51內(nèi)，定位圈4與平行于X軸的支承軸X相連，支承軸 X與X軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)M相連。內(nèi)支撐圈51的另外兩個(gè)相對側(cè)面分別通過與X軸平行的 支承軸XA52、支承軸XB53與定位圈4相連，支承軸XA和支承軸XB共同組成了支承軸X ’支 承軸XB與固定在內(nèi)支撐圈51上的伺服電機(jī)及減速機(jī)X(X軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu))M相連。伺服 電機(jī)及減速機(jī)X動(dòng)作，帶動(dòng)定位圈4和支承軸XA和支承軸XB繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。制孔單元1與壓緊單元2呈90°分別固定在定位圈4內(nèi)部相鄰的兩個(gè)側(cè)面上。如圖2所示，制孔單元1通過制孔底板11固定在定位圈4內(nèi)部，用于在曲面上給定 坐標(biāo)位置制孔，高速電主軸12由制孔伺服電機(jī)及減速機(jī)13驅(qū)動(dòng)，通過直線滑軌連接在制孔 底板11上，制孔伺服電機(jī)及減速機(jī)13與滾珠絲杠使用聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，將電機(jī)扭矩轉(zhuǎn)化為力， 為高速電主軸12提供進(jìn)給力。如圖3，圖5及圖6所示，壓緊單元2通過壓緊底板M固定在定位圈4內(nèi)部，支撐 架21通過直線滑軌連接在壓緊底板24上。壓緊伺服電機(jī)及減速機(jī)25與滾珠絲杠使用聯(lián) 軸器聯(lián)結(jié)，將電機(jī)扭矩轉(zhuǎn)化為力，為壓緊單元2提供壓緊力。壓緊頭23的球形外關(guān)節(jié)231與 支撐架21的球形內(nèi)關(guān)節(jié)211通過球形關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)在一起，壓緊頭23可以在支撐架內(nèi)旋轉(zhuǎn)任 意角度，保證壓緊頭緊密接觸制孔部位。通過控制壓緊伺服電機(jī)及減速機(jī)25的輸出扭矩， 并考慮由于摩擦等因素造成的扭矩?fù)p失，采用阻抗控制技術(shù)，滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，為壓緊 頭提供精確地壓緊力。法向測量單元3包括測板31，四個(gè)位移傳感32，四個(gè)固定座33，測板31固定在壓 緊頭23的內(nèi)側(cè)，隨壓緊頭改變角度，測板平面與壓緊頭端面232始終保持平行，測板的法向 方向代表了制孔坐標(biāo)點(diǎn)曲面的法向方向，四個(gè)位移傳感器32均布在高速電主軸12的四周 并通過固定座33固定在支撐架21上。每個(gè)位移傳感器32在彈簧的作用下，其端部抵在測 板31表面，與測板31充分接觸。如圖4所示，二維法向調(diào)整單元包括支撐圈X(內(nèi)支撐圈)51、支承軸XA52、支承軸 XB53、伺服電機(jī)及減速機(jī)XM、支承軸YA56、支承軸TO57、伺服電機(jī)及減速機(jī)Y58等。支撐圈 X通過支承軸YA和支承軸YB聯(lián)結(jié)在支撐圈Y (外支撐圈)上，由伺服電機(jī)及減速機(jī)Y提供 動(dòng)力，可以繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)。定位圈4通過支承軸XA和支承軸XB聯(lián)結(jié)在支撐圈X上，由伺服電 機(jī)及減速機(jī)X提供動(dòng)力，可以繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器可以實(shí)現(xiàn)快速法向測量，快 速法向調(diào)整，壓緊力準(zhǔn)確可控，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊。本技術(shù)方案中，法向測量單元采用 四個(gè)位移傳感器，可以在被測曲面解算出四個(gè)平面，從而可以更加精確地確定制孔坐標(biāo)點(diǎn)
6曲面法線方向，同時(shí)可以適應(yīng)更為復(fù)雜的曲面的法向制孔；壓緊單元采用控制伺服電機(jī)扭 矩的方式控制壓緊力，無需單獨(dú)采用力傳感器測量壓緊力，而采用阻抗控制，充分考慮了各 配合部件之間的摩擦阻力，直接由伺服電機(jī)扭矩控制提供所要求的壓緊力。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡 單，壓緊力控制更為精確；二維法向調(diào)整單元，采用在同一個(gè)平面內(nèi)垂直布置的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 軸，可以快速精確地實(shí)現(xiàn)法向姿態(tài)調(diào)整，且結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 總而言之，本發(fā)明公開了一種曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，包括制孔單元、壓緊單 元、法向測量單元、定位圈、二維法向調(diào)整單元、外支撐圈。制孔單元和壓緊單元固定在定位 圈上；法向測量單元固定在壓緊單元上，在壓緊單元上通過球形關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)有壓緊頭，壓緊頭 內(nèi)側(cè)固定一塊測板，測板可以隨壓緊頭轉(zhuǎn)動(dòng)，在壓緊單元的四角固定四個(gè)位移傳感器，測板 四角分別與四個(gè)位移傳感器接觸，位移傳感器分別測量測板四角位移，從而計(jì)算出制孔坐 標(biāo)處曲面的法線方向。壓緊單元由伺服電機(jī)與滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，控制伺服電機(jī)的扭矩可以控 制壓緊力；定位圈固定在二維法向調(diào)整單元上，可以分別繞X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)，從而完成法向 調(diào)整。該結(jié)構(gòu)可以自動(dòng)測量所制孔坐標(biāo)點(diǎn)曲面法線方向，自動(dòng)調(diào)整制孔主軸至法向方向，壓 緊單元自動(dòng)實(shí)施壓緊，并可控制壓緊力，能很好完成曲面制孔加工。
權(quán)利要求
1.一種曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，其特征在于，它包括制孔單元(1)、壓緊單元O)、法 向測量單元(3)、定位圈(4)、二維法向調(diào)整單元(5)、外支撐圈(6)；制孔單元(1)和壓緊單元O)固定在定位圈(4)上；二維法向調(diào)整單元(5)與帶動(dòng)其繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在外支撐圈(6)上的Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力 機(jī)構(gòu)(58)相連；定位圈(4)與帶動(dòng)其繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在二維法向調(diào)整單元( 上的X軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī) 構(gòu)(54)相連；壓緊單元( 包括壓緊動(dòng)力機(jī)構(gòu)(25)、在壓緊動(dòng)力機(jī)構(gòu)0 的帶動(dòng)下沿ζ軸移動(dòng)的支 撐架(21)、與支撐架通過球關(guān)節(jié)連接的壓緊頭(23)，壓緊頭上開有可通過制孔 主軸的通孔06)；制孔單元(1)包括制孔動(dòng)力機(jī)構(gòu)(13)、在制孔動(dòng)力機(jī)構(gòu)(1 的帶動(dòng)下沿ζ軸移動(dòng)的制 孔主軸單元(1 ；制孔主軸單元包括可以轉(zhuǎn)動(dòng)的制孔主軸，制孔主軸與支撐架上的球 關(guān)節(jié)同軸；法向測量單元C3)包括固定在壓緊頭背面的測板(31)、四個(gè)用于檢測測板(31) 隨壓緊頭轉(zhuǎn)動(dòng)角度的位移傳感器(32)，位移傳感器(3 設(shè)置在支撐架上、且均 布在制孔主軸的圓周方向上。
2.如權(quán)利要求1所述的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，其特征在于，二維法向調(diào)整單元(5) 為一個(gè)位于外支撐圈(6)內(nèi)的內(nèi)支撐圈(51)，內(nèi)支撐圈(51)與平行于Y軸的支承軸Y相 連，支承軸Y與Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)(58)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，其特征在于，定位圈(4)設(shè)置在內(nèi) 支撐圈(51)內(nèi)，定位圈(4)與平行于X軸的支承軸X相連，支承軸X與X軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu) (54)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種曲面自動(dòng)制孔末端執(zhí)行器，包括制孔單元、壓緊單元、法向測量單元、定位圈、二維法向調(diào)整單元、外支撐圈。制孔單元和壓緊單元固定在定位圈上；法向測量單元固定在壓緊單元上，在壓緊單元上通過球形關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)有壓緊頭，壓緊頭內(nèi)側(cè)固定一塊測板，測板可以隨壓緊頭轉(zhuǎn)動(dòng)，在壓緊單元的四角固定四個(gè)位移傳感器，測板四角分別與四個(gè)位移傳感器接觸，位移傳感器分別測量測板四角位移，從而計(jì)算出制孔坐標(biāo)處曲面的法線方向。壓緊單元由伺服電機(jī)與滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，控制伺服電機(jī)的扭矩可以控制壓緊力；定位圈固定在二維法向調(diào)整單元上，可以分別繞X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)，從而完成法向調(diào)整。該結(jié)構(gòu)末端執(zhí)行器能很好完成曲面制孔加工。
文檔編號B23B41/00GK102091799SQ20101059439
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者張來喜, 王興松 申請人:東南大學(xué)