本發(fā)明涉及飛機(jī)裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用于飛機(jī)翼盒數(shù)字化裝配的五軸數(shù)控制孔機(jī)床。

背景技術(shù)：

在飛機(jī)裝配中，制孔是保證連接質(zhì)量的重要工藝，而其大部分指控工作由人工完成，傳統(tǒng)的人工制孔勞動條件差，生產(chǎn)效率低，制孔質(zhì)量嚴(yán)重依賴于公認(rèn)的經(jīng)驗和技術(shù)，已經(jīng)阻礙了飛機(jī)裝配效率的進(jìn)一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種用于飛機(jī)翼盒數(shù)字化裝配的五軸數(shù)控制孔機(jī)床，使得飛機(jī)翼盒數(shù)字化裝配的自動化程度提高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的五軸數(shù)控制孔機(jī)床包括機(jī)床立柱及安裝在機(jī)床立柱內(nèi)的末端執(zhí)行器，機(jī)床立柱內(nèi)設(shè)有沿y軸運(yùn)動的滑枕，機(jī)床立柱上安裝有驅(qū)動滑枕的y軸平移組件；滑枕上設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)臺以及驅(qū)動第一旋轉(zhuǎn)臺繞y軸旋轉(zhuǎn)的b軸回轉(zhuǎn)組件；第一旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有第二旋轉(zhuǎn)臺以及驅(qū)動第二旋轉(zhuǎn)臺繞x軸旋轉(zhuǎn)的a軸回轉(zhuǎn)組件；第二旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有z軸拖板，z軸拖板與第二旋轉(zhuǎn)臺間設(shè)有驅(qū)動z軸拖板的z軸平移組件；z軸拖板的底部設(shè)有x軸拖板和驅(qū)動x軸拖板沿z軸運(yùn)動的z1軸平移組件；末端執(zhí)行器安裝在x軸拖板的底部，且x軸拖板上設(shè)有驅(qū)動末端執(zhí)行器沿x軸方向運(yùn)動的x軸平移組件。

上述技術(shù)方案中，通過在x、y、z三個方向上設(shè)置平移組件，以及在x和y方向設(shè)置回轉(zhuǎn)組件，以實現(xiàn)機(jī)床的五軸聯(lián)動控制，同時，設(shè)置z1軸平移組件以增大末端執(zhí)行器在z軸方向上的行程，總體提高了末端執(zhí)行器的自動化程度。

具體的方案為滑枕配備液壓輔助平衡裝置?？蓪砩斐龊笾匦那皟A及壓鉚力作用對精度造成的不良影響進(jìn)行補(bǔ)償，并改善y軸驅(qū)動系統(tǒng)對外界干擾因素的抵抗力。

另一個具體的方案為y軸平移組件包括沿豎直方向安裝在機(jī)床立柱上的豎向直線導(dǎo)軌及第一致動器；第一致動器的定子固定在機(jī)床立柱上，動子與滑枕相連。優(yōu)選地，y軸設(shè)有兩條直線導(dǎo)軌及兩個第一致動器，實現(xiàn)雙驅(qū)動消隙。

另一個具體的方案為第一旋轉(zhuǎn)臺與滑枕通過b軸旋轉(zhuǎn)軸活動連接；b軸回轉(zhuǎn)組件包括安裝在滑枕上的弧形導(dǎo)軌、安裝在安裝座上的弧形齒條、與弧形齒條嚙合的齒輪及驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置；齒輪及驅(qū)動裝置安裝在滑枕上；弧形導(dǎo)軌及弧形齒條的中心與b軸旋轉(zhuǎn)軸的中心一致。

另一個具體的方案為第二旋轉(zhuǎn)臺與第一旋轉(zhuǎn)臺通過a軸旋轉(zhuǎn)軸活動連接；a軸回轉(zhuǎn)組件包括安裝在第一旋轉(zhuǎn)臺上的驅(qū)動電機(jī)、連接驅(qū)動電機(jī)的傳動皮帶及滾珠絲杠副；滾珠絲杠副的螺母鉸接在第一旋轉(zhuǎn)臺上，且與傳動皮帶嚙合；滾珠絲杠副的絲杠的底端與第二旋轉(zhuǎn)臺鉸接。

進(jìn)一步具體的方案為齒輪包括同時與弧形齒條嚙合的兩個，驅(qū)動裝置包括驅(qū)動每個齒輪轉(zhuǎn)動的電機(jī)及用于控制齒輪轉(zhuǎn)速的減速器。

采用雙驅(qū)動消隙機(jī)構(gòu)，定位精度及重復(fù)定位精度高，定位精度可達(dá)0.2mm/m(x、y、z軸方向)，60s(a、b軸方向)；重復(fù)定位精度可達(dá)0.1mm/m(x、y、z軸方向)，30s(a、b軸方向)。進(jìn)一步提高了裝配的可靠性。

另一個具體的方案為z軸平移組件包括安裝在z軸拖板兩側(cè)且沿縱向布置的第一導(dǎo)軌及第二致動器；第二旋轉(zhuǎn)臺的底部設(shè)有與第一導(dǎo)軌配合的滑塊；第二致動器的定子固定在z軸拖板上，動子與第二旋轉(zhuǎn)臺連接。

另一個具體的方案為z1軸平移組件包括安裝在z軸托板底部且沿縱向布置的第二導(dǎo)軌及第三致動器；x軸拖板上固定有與第二導(dǎo)軌配合的滑塊；第三致動器的定子固定在z軸拖板的底部，動子與x軸拖板連接。

再一個具體的方案為x軸平移組件包括安裝x軸拖板上的第三導(dǎo)軌及第四致動器；第三導(dǎo)軌上通過滑塊滑動連接有安裝末端執(zhí)行器的工位切換板；第四致動器的定子固定在x軸拖板上，動子與工位切換板連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

在裝配過程中可以高度自動化地完成預(yù)連接孔制孔、孔質(zhì)量探測和預(yù)連接件插入過程，可以在滿足制孔精度、制孔質(zhì)量和效率的前提下，完成飛機(jī)翼盒裝配中所有預(yù)連接孔的制孔和插釘工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的立體圖；

圖2為本發(fā)明實施例的a-b軸回轉(zhuǎn)裝置的軸測圖；

圖3為本發(fā)明實施例的a-b軸回轉(zhuǎn)裝置另一方向的軸測圖；

圖4為本發(fā)明實施例的a-b軸回轉(zhuǎn)裝置的后視圖；

圖5為本發(fā)明實施例的a-b軸回轉(zhuǎn)裝置的俯視圖；

圖6為本發(fā)明實施例的z1軸平移組件的仰視圖；

圖7為本發(fā)明實施例的x軸平移組件的仰視圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例及其附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例

參見圖1至圖7，五軸數(shù)控制孔機(jī)床包括機(jī)床立柱5及安裝在機(jī)床立柱5內(nèi)的末端執(zhí)行器，其中，末端執(zhí)行器包括主軸單元20、插釘單元26及孔探測單元21。機(jī)床立柱5與末端執(zhí)行器間設(shè)有y軸平移組件、a軸回轉(zhuǎn)組件、b軸回轉(zhuǎn)組件、z軸平移組件、z1軸平移組件及x軸平移組件。

機(jī)床立柱5內(nèi)設(shè)有沿y軸運(yùn)動的滑枕4，y軸平移組件包括豎向直線導(dǎo)軌01及第一致動器，兩條豎向直線導(dǎo)軌01沿豎直方向安裝在機(jī)床立柱5上，滑枕4上設(shè)有若干與豎向直線導(dǎo)軌01滑動連接的滑塊09，第一致動器包括固定在機(jī)床立柱5上的電機(jī)1、與電機(jī)1的輸出軸連接的絲杠3及與絲杠3配合且固定在滑枕4上的螺母，絲杠3與電機(jī)1的輸出軸間設(shè)有減速器2。兩個電機(jī)1實現(xiàn)雙驅(qū)動消隙。在電機(jī)1的驅(qū)動下，滑枕4沿豎向直線導(dǎo)軌01滑動，從而帶動末端執(zhí)行器及其它組件在豎直方向做平移運(yùn)動，即實現(xiàn)y軸方向的平移運(yùn)動。

b軸回轉(zhuǎn)組件布置在第一旋轉(zhuǎn)臺07上，第一旋轉(zhuǎn)臺07上設(shè)有軸承18，滑枕4設(shè)有與軸承18配合的b軸旋轉(zhuǎn)軸，通過該b軸旋轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)與第一旋轉(zhuǎn)臺07活動連接，在滑枕4上還固定有中心點(diǎn)與軸承18的中心點(diǎn)一致的三段弧形導(dǎo)軌04，第一旋轉(zhuǎn)臺07上設(shè)有與弧形導(dǎo)軌04配合的滑塊及b軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動組件。b軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括兩個驅(qū)動電機(jī)13、與驅(qū)動電機(jī)13的輸出端連接的減速機(jī)12、齒輪06、同時與兩個齒輪06嚙合的弧形齒條19，弧形齒條19的中心點(diǎn)與弧形導(dǎo)軌04的中心點(diǎn)一致。兩個驅(qū)動電機(jī)13、兩個減速機(jī)12及兩個齒輪06均通過支座11固定在滑枕4上，齒條19固定于第一旋轉(zhuǎn)臺07上。設(shè)置兩個驅(qū)動電機(jī)13進(jìn)行傳動，實現(xiàn)b軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動的雙驅(qū)動設(shè)計，達(dá)到消隙的效果。本實施例中，軸承18、弧形導(dǎo)軌04、與弧形導(dǎo)軌04配合的滑塊及b軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動組件構(gòu)成本實施例的b軸回轉(zhuǎn)組件，齒輪06在驅(qū)動電機(jī)13及減速機(jī)12的帶動下轉(zhuǎn)動，并帶動弧形齒條19運(yùn)動，從而帶動第一旋轉(zhuǎn)臺07繞設(shè)置在滑枕4上的b軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)末端執(zhí)行器及其它組件繞y軸旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)b軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動，弧形導(dǎo)軌04使第一旋轉(zhuǎn)臺07的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動更加穩(wěn)定。

第一旋轉(zhuǎn)臺07底部設(shè)有第二旋轉(zhuǎn)臺08，第二旋轉(zhuǎn)臺08與第一旋轉(zhuǎn)臺07通過a軸旋轉(zhuǎn)軸05活動連接。a軸回轉(zhuǎn)組件包括驅(qū)動電機(jī)15、減速機(jī)16、傳動皮帶03及滾珠絲杠螺母副。驅(qū)動電機(jī)15和減速機(jī)16通過支座17安裝在安裝座07上，驅(qū)動電機(jī)15通過減速機(jī)16驅(qū)動傳動皮帶運(yùn)動，從而帶動滾珠絲杠副的螺母02繞絲杠14旋轉(zhuǎn)，螺母02沿徑向鉸接在安裝座上，絲杠14固定在鉸接于第二旋轉(zhuǎn)臺08上的軸承內(nèi)。本實施例中，絲桿14起到支撐定位的作用，驅(qū)動電機(jī)15通過減速機(jī)16帶動傳動皮帶03運(yùn)行，從而帶動螺母02轉(zhuǎn)動，絲桿14相對螺孔02向下旋轉(zhuǎn)，支撐第二旋轉(zhuǎn)臺08繞旋轉(zhuǎn)軸05轉(zhuǎn)動，帶動末端執(zhí)行器及其它組件繞x軸旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)a軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

第二旋轉(zhuǎn)臺08底部設(shè)有z軸拖板6，z軸平移組件包括安裝在z軸拖板6的兩側(cè)且沿縱向布置的第一導(dǎo)軌9及第二致動器，第二旋轉(zhuǎn)臺08底部設(shè)有與導(dǎo)軌9配合的滑塊，第二致動器包括驅(qū)動電機(jī)7、減速機(jī)及滾珠絲杠副，驅(qū)動電機(jī)7和減速機(jī)通過支架8固定在z軸拖板6上，支架8上設(shè)有用于安裝滾珠絲杠副的絲杠10的軸承，滾珠絲杠副的螺母固定在第二旋轉(zhuǎn)臺08底部。驅(qū)動電機(jī)7通過減速機(jī)驅(qū)動絲杠10旋轉(zhuǎn)，帶動與絲杠10配合的螺母沿絲杠10移動，從而使z軸拖板6相對第二旋轉(zhuǎn)臺08沿縱向移動，z軸拖板6帶動末端執(zhí)行器及其它組件沿縱向平移，即實現(xiàn)z軸平移運(yùn)動。

z1軸平移組件包括安裝在z軸托板6的底部的導(dǎo)軌滑塊副28及第三致動器，z軸托板6通過導(dǎo)軌滑塊副28滑動安裝有x軸拖板24，導(dǎo)軌滑塊副28的導(dǎo)軌固定在z軸拖板6上，滑塊與x軸拖板24固定，第三致動器包括驅(qū)動電機(jī)31、減速機(jī)30及滾珠絲杠副28，驅(qū)動電機(jī)31和減速機(jī)30通過支架固定在z軸拖板6的底部，支架上設(shè)有用于安裝滾珠絲杠副的絲杠的軸承，滾珠絲杠副的螺母與x軸拖板24固定。驅(qū)動電機(jī)31通過減速機(jī)30驅(qū)動滾珠絲杠副28的絲杠轉(zhuǎn)動，帶動與絲杠配合的螺母沿絲杠移動，從而使x軸拖板24相對z軸拖板6沿縱向移動，x軸拖板24帶動末端執(zhí)行器及其它組件沿縱向平移，即實現(xiàn)z1軸平移運(yùn)動。

x軸拖板24滑動連接有工位切換板25，x軸平移組件包括與設(shè)置在x軸拖板24與工位切換板25之間的的導(dǎo)軌滑塊副及第四致動器，末端執(zhí)行器的各單元組件通過底座固定在工位切換板25上。第四致動器包括驅(qū)動電機(jī)22、減速器23及絲桿螺母副27，驅(qū)動電機(jī)22通過減速器23驅(qū)動絲桿螺母副27的絲桿旋轉(zhuǎn)，與該絲桿配合的螺母沿絲桿方向移動，從而帶動工位切換板25相對x軸拖板24沿橫向移動，工位切換板25帶動安裝在其上的末端執(zhí)行器沿橫向平移，即實現(xiàn)x軸平移運(yùn)動，完成主軸單元20、插釘單元26及孔探測單元21三個工位之間的切換。