一种飞机装配制孔的末端执行器及其使用方法
专利汇可以提供一种飞机装配制孔的末端执行器及其使用方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种与工业 机械臂 结合的飞机装配制孔的 末端执行器 ，该末端执行器包括 主轴 -进给模 块 、双偏心盘调姿模块、吸屑压紧模块、法向检测模块和视觉检测模块。主轴-进给模块包括主轴 电机 、进给电机、滚珠 丝杠 和 钻头 等，实现钻孔功能。双偏心盘调姿模块包括调姿电机、大小偏心盘等，实现调整钻头 姿态 功能。吸屑压紧模块包括压紧 气缸 和压紧头等，实现压紧 工件 和吸取钻削碎屑功能。法向检测模块包括激光 传感器 等，实现计算制孔点处的法线方向功能。视觉检测模块包括工业相机等，实现实时显示制孔效果功能。本发明末端执行器与工业机械臂结合，可以实现制孔时孔的垂直度误差小于0.5°，制孔效率达到5~6个/分钟。不仅提高了飞机装配的制孔 质量 ，同时也大大减少了人工劳动 力 。，下面是一种飞机装配制孔的末端执行器及其使用方法专利的具体信息内容。
1.一种飞机装配制孔的末端执行器，其特征在于：该末端执行器包括主轴-进给模块（1）、双偏心盘调姿模块（2）、吸屑压紧模块（3）、法向检测模块（4）和视觉检测模块（5）；
所述的主轴-进给模块（1）包括：主轴电机（101）、进给电机（102）、传动带（103）、带轮（104A~B）、滚动轴承（105A~D）、滚珠丝杠（106）、滚珠丝杠螺母（107）、滚珠丝杠上固定座（108）、滚珠丝杠下固定座（109）、主轴电机支撑板（110）、轴承端盖（111A~B）、进给电机固定架（112）、传动轴套（113）、钻卡头（114）、钻头（115）、尾轴（116）、钢珠（117A~E）、光轴（118A~B）和无油衬套（119A~B）；
进给电机（102）通过进给电机固定架（112）固定在滚珠丝杠上固定座（108）上；第一滚动轴承（105A）和第二滚动轴承（105B）、第三滚动主轴承（105C）和第四滚动轴承（105D）分别安装在滚珠丝杠（106）的两端，轴承端盖（111A~B）分别将滚珠丝杠（106）的两端固定在滚珠丝杠上固定座（108）和滚珠丝杠下固定座（109）上；光轴（118A~B）的两端通过螺钉固定在滚珠丝杠上固定座（108）和滚珠丝杠下固定座（109）上，对滚珠丝杠上固定座（108）和滚珠丝杠下固定座（109）起到固定作用；主轴电机（101）通过主轴电机支撑板（110）与滚珠丝杠螺母（107）、光轴（118A~B）相连，滚珠丝杠螺母（107）将旋转运动转化为直线运动，光轴（118A~B）起到导向作用；主轴电机支撑板（110）穿过无油衬套（119A~B），沿光轴（118A~B）滑动；第一带轮（104A）安装在进给电机（102）的输出轴上，第二带轮（104B）安装在滚珠丝杠（106）上，传动带（103）绕在带轮（104A~B）上，进给电机（102）通过传动带（103），将旋转运动传递给滚珠丝杠（106）；滚珠丝杠螺母（107）与滚珠丝杠（106）配合，将滚珠丝杠（106）的旋转运动转换为主轴电机（101）的直线运动；传动轴套（113）安装在主轴电机（101）的输出轴上，钻卡头（114）安装在传动轴套（113）上，钻头（115）装在钻卡头（114）上，这样主轴电机（101）的旋转运动传递到钻头（115）上；钢珠（117A~E）安装在滚珠丝杠下固定座（109）上，尾轴（116）安装在滚珠丝杠上固定座（108）上，钢珠（117A~E）和尾轴（116）分别与双偏心盘调姿模块（2）配合，实现调姿功能；
所述双偏心盘调姿模块（2）包括：大偏心盘（201）、小偏心盘（202）、调姿电机（203A~B）、小齿轮（204）、大齿轮（205）、薄壁轴承（206）、轴承（207）、薄壁轴承固定圈（208）、轴承固定圈（209）、球铰（210）、球铰固定壳（211）、上支撑座（212）、下支撑座（213）、下封盖（214）、支撑板（215）和固定环（216A~B）；
球铰（210）安装在小偏心盘（202）的偏轴心上；小偏心盘（202）通过轴承（207）安装在大偏心盘（201）的偏轴心上，轴承固定圈（209）固定轴承（207）的一个轴向移动；大偏心盘（201）通过薄壁轴承（206）安装在上支撑座（212）上，薄壁轴承固定圈（208）固定薄壁轴承（206）的一个轴向移动；大齿轮（205）和小齿轮（204）分别安装在调姿电机（203A~B）的输出轴上，大齿轮（205）和小齿轮（204）分别与小偏心盘（202）和上支撑座（212）构成齿轮啮合；调姿电机（203A~B）安装在大偏心盘（201）上；下封盖（214）安装在下支撑座（213）上，与主轴-进给模块（1）配合，实现调姿功能；支撑板（215）通过固定环（216A~B）分别与上支撑座（212）和下支撑座（213）固连，与工业机械臂法兰盘相连；
所述吸屑压紧模块（3）包括：压紧头（301）、压紧气缸（302A~B）、无油衬套（303）、气缸连杆（304A~B）、压紧筒（305）、连接板（306）和无油衬套挡环（307）；
压紧气缸（302A~B）安装在连接板（306）上；压紧头（301）安装在压紧筒（305）上；气缸连杆（304A~B）分别将压紧气缸（302A~B）与压紧筒（305）相连；无油衬套挡环（307）安装在连接板（306）上，无油衬套（303）安装在无油衬套挡环（307）内部；
所述法向检测模块（4）包括激光传感器（401A~D）和传感器座（402A~D）；
传感器座（402A~D）均布在吸屑压紧模块（3）的连接板（306）上；激光传感器（401A~D）分别安装在传感器座（402A~D）上；
所述视觉检测模块（5）包括工业相机（501）、镜头（502）和相机固定板（503）；
相机固定板（503）安装在双偏心盘调姿模块（2）的滚珠丝杠上固定座（108）上；镜头（502）安装在工业相机（501）上；工业相机（501）安装在相机固定板（503）上。
2.一种如权利要求1所述末端执行器的使用方法，其特征在于，第二调姿电机（203B）输出轴上的小齿轮（204）与上支撑座（212）内壁上齿圈构成内啮合齿轮副，上支撑座（212）固定不动，当第二调姿电机（203B）转动时，即可带动大偏心盘（201）在上支撑座（212）内转动；第一调姿电机（203A）输出轴上的大齿轮（205）与小偏心盘（202）下端的齿轮都成外啮合齿轮副，当第一调姿电机（203A）转动时，即可带动小偏心盘（202）在大偏心盘（201）内转动；双偏心盘调姿机构可以实现5°以内的姿态调整，调整误差小于0.5°；主轴-进给模块（1）的尾轴（116）穿过球铰（210）的中心，当大偏心盘（201）与小偏心盘（202）在调姿电机（203A~B）的驱动下转动时，即可实现主轴-进给模块（1）的姿态调整。
3.一种如权利要求1所述末端执行器的使用方法，其特征在于，当双偏心盘调姿模块（2）完成调姿功能之后，气缸（302A~B）同时进气，在气压的作用下，气缸连杆（304A~B）带动压紧筒（305）同时向下运动，使压紧筒（305）压到工件表面，实现对工件的压紧，防止制孔时工件的振动；完成压紧之后，主轴-进给模块（1）实现钻头的旋转与进给，完成制孔；在制孔过程中，吸屑装置将碎屑从吸屑口吸走，防止碎屑划伤孔表面。
4.一种如权利要求1所述末端执行器的使用方法，其特征在于，当所述末端执行器移动到工件表面附近时，激光传感器（401A~D）发射激光，计算出每个传感器距离工件表面的距离，将该距离值反馈给控制系统，计算出制孔点处的法线矢量，根据法向矢量与钻头轴线之间的夹角，计算出调姿电机（203A~B）各自转过的角度，将该角度反馈给控制系统，使调姿调姿电机（203A~B）旋转相应角度，使钻头轴线与制孔点处法线矢量重合，完成调姿功能。
一种飞机装配制孔的末端执行器及其使用方法
技术领域
背景技术
发明内容
下封盖安装在下支撑座上，与主轴-进给模块配合，实现调姿功能；支撑板与上支撑座和下支撑座固连，与工业机械臂法兰盘相连。
116穿过球铰210的中心，当大偏心盘201与小偏心盘202在调姿电机203A～B的驱动下转动时，即可实现主轴-进给模块1的姿态调整。
3.吸屑压紧模块；301.压紧头；302A～B.压紧气缸；303.无油衬套；304A～B.气缸连杆；305.压紧筒；306.连接板；307.无油衬套挡环；
4.法向检测模块；401A～D.激光传感器；402A～D.传感器座；
5.视觉检测模块；501.工业相机；502.镜头；503.相机固定座。
具体实施方式
进给电机102通过进给电机固定架112固定在滚珠丝杠上固定座108上；第一滚动轴承105A和第二滚动轴承105B、第三滚动主轴承105C和第四滚动轴承105D分别安装在滚珠丝杠106的两端，轴承端盖111A～B分别将滚珠丝杠106的两端固定在滚珠丝杠上固定座108和滚珠丝杠下固定座109上，防止轴承的轴向窜动；光轴118A～B的两端通过螺钉固定在滚珠丝杠上固定座108和滚珠丝杠下固定座109上，对滚珠丝杠上固定座108和滚珠丝杠下固定座109起到固定作用；主轴电机101通过主轴电机支撑板110与滚珠丝杠螺母107、光轴118A～B相连，滚珠丝杠螺母107将旋转运动转化为直线运动，光轴118A～B起到导向作用；主轴电机支撑板110穿过无油衬套119A～B，沿光轴118A～B滑动；第一带轮104A安装在进给电机102的输出轴上，第二带轮104B安装在滚珠丝杠106上，传动带
103绕在带轮104A～B上，进给电机102通过传动带103，将旋转运动传递给滚珠丝杠106；
滚珠丝杠螺母107与滚珠丝杠106配合，将滚珠丝杠106的旋转运动转换为主轴电机101的直线运动；传动轴套113安装在主轴电机101的输出轴上，钻卡头114安装在传动轴套
113上，钻头115装在钻卡头114上，这样主轴电机101的旋转运动传递都钻头115上；钢珠117A～E安装在滚珠丝杠下固定座109上，尾轴116安装在滚珠丝杠上固定座108上，钢珠117A～E和尾轴116分别与双偏心盘调姿模块2配合，实现调姿功能。
208、轴承固定圈209、球铰210、球铰固定壳211、上支撑座212、下支撑座213、下封盖214、支撑板215和固定环216A～B；
球铰210安装在小偏心盘202的偏轴心上；小偏心盘202通过轴承207安装在大偏心盘201的偏轴心上，轴承固定圈209固定轴承207的一个轴向移动；大偏心盘201通过薄壁轴承206安装在上支撑座212上，薄壁轴承固定圈208固定薄壁轴承206的一个轴向移动；
大齿轮205和小齿轮204分别安装在调姿电机203A～B的输出轴上，大齿轮205和小齿轮
204分别与小偏心盘202和上支撑座212构成齿轮啮合；调姿电机203A～B安装在大偏心盘201上；下封盖214安装在下支撑座213上，与主轴-进给模块1配合，实现调姿功能；支撑板215通过固定环216A～B与上支撑座212和下支撑座213固连。
304A～B分别将压紧气缸302A～B与压紧筒305相连；无油衬套挡环307安装在连接板
306上，无油衬套303安装在无油衬套挡环307内部。
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