一种用于飞机壁板装配的卧式自动钻铆机床制造技术

本发明专利技术公开一种用于飞机壁板装配的卧式自动钻铆机床，包括设置在飞机壁板两侧的制孔插钉侧机床和镦紧侧机床；所述的制孔插钉侧机床上安装有可五轴运动的制孔插钉执行器，用于向所述制孔插钉执行器输送铆钉的送钉系统，以及用于吸尘的加工除尘装置；所述的镦紧侧机床上安装有可五轴运动的镦紧头。本发明专利技术可以实现飞机壁板与内部骨架之间的制孔和铆接，制孔精度满足对孔位精度、垂直度、光洁度等技术要求，铆接质量满足对铆接强度、干涉量、密封性等技术要求；保证飞机壁板的可达性和通过性；加工范围大，自动化程度高，工作效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞机装配技术与装备领域，尤其涉及一种用于飞机壁板装配的卧式自动钻铆机床。
技术介绍
在飞机装配中，铆接仍然是目前主要的连接方法。在我国的飞机装配中，大部分铆接工作仍由人工完成。而传统的人工铆接劳动条件差，生产效率低，铆接质量严重依赖于工人的经验和技术，已经阻碍了飞机装配效率的进一步提高，所以提高铆接的机械化、自动化程度对我国飞机制造业的发展是十分必要的。然而，由于自动钻铆机原理和结构非常复杂，目前世界上只有欧美的少数厂商如EI、GEMCOR、BROETJE等具备开发和制造的能力，在国内则还处于空白状态。现有自动钻铆机从布局上主要分为两类，一类是弓臂式自动钻铆机，另一类是立式自动钻铆机，这两类自动钻铆机都大大提高了生产效率但同时也存在不少缺陷。弓臂式自动钻铆机的缺陷在于飞机壁板需要置于调平托架上，工作时需要不断调整飞机壁板姿态，同时有喉深的限制，所以可达性、通过性以及对壁板的适用性较差；立式自动钻铆机工作时飞机壁板固定不动，克服了弓臂式自动钻铆机可达性、通过性以及适用性较差的缺陷，但结构过于复杂且不利于人工维护。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于飞机壁板装配的卧式自动钻铆机床，可以在满足制孔精度、铆接质量和效率的前提下，完成飞机壁板装配中大部分制孔和铆接工作，同时可以保证飞机壁板的通过性要求。在飞机壁板的铆接中，本专利技术能在任何时刻都保持制孔插钉执行器和镦紧头轴线的精确对准，能够自动完成飞机壁板铆接孔的定位、制孔、锪窝、除尘、插钉、压铆等操作，并有足够的刚度承受压铆力。采用本专利技术的卧式自动钻铆机床，卧式自动钻铆方法为：1)待加工飞机壁板随壁板工装移入两侧机床中间的空隙；2)制孔插钉侧机床将制孔插钉执行器移动到目标位置，同时镦紧侧机床将镦紧头移动到目标位置；3)镦紧头衬套伸出，制孔插钉执行器压脚伸出，两者压紧工件；4)制孔插钉执行器联同送钉系统完成制孔、插钉等操作；5)镦紧头压铆，完成后压脚和衬套松开，制孔插钉执行器和镦紧头移动到下一位置开始下一个工作循环。为实现卧式自动钻铆，本专利技术的卧式自动钻铆机，包括制孔插钉侧机床，镦紧侧机床，加工除尘装置，送钉系统，制孔插钉执行器和镦紧头这六个大部件。其中制孔插钉侧机床和镦紧侧机床分别靠制孔插钉侧五轴联动数控设备和镦紧侧五轴联动数控设备实现五轴联动，各五轴联动数控设备包括X轴向驱动机构、Z轴向驱动机构、Y轴向驱动机构和AB轴回转驱动机构，其中XYZ轴相互垂直，AB轴相互垂直。其中，所述的X轴向驱动机构包括安装在X轴拖板上的X轴驱动电机和X轴减速机，通过齿轮啮合安装在X轴底座上的X轴齿条，并利用X轴导轨滑块副驱动X轴拖板沿X轴方向运动。所述的Z轴向驱动机构内由Z轴驱动电机和Z轴减速机通过Z轴滚珠丝杠副驱动Z轴拖板，所述Z轴拖板利用安装在立柱和自身之间的Z轴导轨滑块副沿Z轴方向运动。所述的Y轴向驱动机构包括由Y轴驱动电机和Y轴减速机驱动的Y轴滑枕，该Y轴滑枕通过安装在所述Z轴拖板上的Y轴导轨滑块副沿Y轴方向运动。所述的AB轴回转驱动机构包括转动配合在Y轴滑枕内的A轴支座，以及转动安装在所述A轴支座内的B轴支座，所述的制孔插钉执行器和镦紧头分别安装在对应的B轴支座上。具体方法为：1)X轴方向(包括X1方向和X2方向)：X轴驱动电机和X轴减速机安装在X轴拖板上，通过齿轮啮合安装在X轴底座上的X轴齿条，并利用X轴导轨滑块副驱动X轴拖板做X轴方向运动；2)Z轴方向(包括Z1方向和Z2方向)：Z轴驱动电机和Z轴减速机通过Z轴滚珠丝杠副驱动Z轴拖板，使Z轴拖板利用安装在立柱和自身之间的Z轴导轨滑块副做Z轴方向运动；3)Y1轴方向：Y1轴驱动电机和Y2轴减速机通过Y1轴滚珠丝杠副驱动Y1轴滑枕，使Y1轴滑枕利用安装在Z轴拖板和自身之间的Y1轴导轨滑块副做Y1轴方向运动；4)Y2轴方向：Y2轴驱动电机和Y2轴减速机通过Y2轴滚珠丝杠副驱动Y2轴滑枕，使Y2轴滑枕利用安装在Z轴拖板和自身之间的Y2轴导轨滑块副做Y2轴方向运动；5)A1-B1轴方向：由A1轴驱动电机，A1轴减速机，A1轴支座，A1轴齿条，B1驱动电机，B1轴减速机，B1轴支座和轴承机构组成A1-B1轴回转装置并安装在Y1轴滑枕上，实现A1-B1方向的运动；6)A2-B2轴方向：由A2轴支座，A2轴驱动电机，A2轴减速机，A2轴轴承，B2驱动电机，B2轴减速机，轴承机构和B2轴支座组成A2-B2轴回转装置并安装在Y2轴滑枕上，实现A2-B2方向的运动。本专利技术中，所述的X轴向驱动机构、Z轴向驱动机构、Y轴向驱动机构和AB轴回转驱动机构为同步运行以组成双驱动消隙机构的两组。即在所述的X、Y、Z、A1、B1方向运动均采用双驱动消隙机构，定位精度及重复定位精度高。本专利技术中，制孔插钉执行器对应的Y轴滑枕配备液压辅助平衡装置，能对Y轴滑枕伸出后重心前倾及压铆力作用对精度造成的不良影响进行补偿，并改善Y1轴驱动系统对外界干扰因素的抵抗力。本专利技术中，所述的送钉系统具有抽屉式钉库，能快速自动完成不同规格铆钉的排列和输送，且人工补充铆钉快捷方便；另外，制孔插钉执行器可以在线快速进行刀具及插钉头的更换，可以快速进行制孔模块和插钉模块之间的切换。本专利技术中，镦紧头包括压铆头以及驱动压铆头的镦紧驱动模块，所述的压铆头包括由镦紧驱动模块驱动的外筒，设置在外筒的气缸，与外筒连接的导向套筒，位于所述导向套筒内且顶住气缸活塞杆一端的导向顶杆；所述导向顶杆的端部连接有顶压飞机壁板的衬套，所述导向套筒的端部设有伸入衬套内的压铆顶杆。本专利技术的压铆头在进行压铆时，镦紧驱动模块带动外筒、气缸、导向套筒、导向顶杆、衬套和压铆顶杆向飞机壁板推进，当衬套端部抵住飞机壁板时，镦紧驱动模块仍然驱动整个压铆头前进，此时衬套将所受的推进力通过导向顶杆转移为对气缸活塞杆的压力；即衬套始终贴住飞机壁板，而压铆顶杆在镦紧驱动模块的作用下向前进行压铆，由于衬套所受的压铆推进力远大于气缸活塞杆通过导向顶杆对衬套的压紧力，使得气缸反向受到衬套传递的压力，使活塞杆推动气缸内的活塞退回，同时保持衬套镦紧，而压铆顶杆推进完成压铆。其中，所述衬套套设在导向套筒的端部，导向套筒上开有导向槽，所述导向顶杆设有穿过导向槽与衬套联动的顶杆推销。镦紧驱动模块包括镦紧驱动电机，通过同步带轮对由所述镦紧驱动电机驱动的丝杠螺母座；所述外筒通过法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机壁板装配的卧式自动钻铆机床，其特征在于，包括设置在飞机壁板两侧的制孔插钉侧机床和镦紧侧机床；所述的制孔插钉侧机床上安装有可五轴运动的制孔插钉执行器，用于向所述制孔插钉执行器输送铆钉的送钉系统；所述的镦紧侧机床上安装有可五轴运动的镦紧头。

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机壁板装配的卧式自动钻铆机床，其特征在于，包括
设置在飞机壁板两侧的制孔插钉侧机床和镦紧侧机床；
所述的制孔插钉侧机床上安装有可五轴运动的制孔插钉执行器，用于
向所述制孔插钉执行器输送铆钉的送钉系统；
所述的镦紧侧机床上安装有可五轴运动的镦紧头。
2.如权利要求1所述的卧式自动钻铆机床，其特征在于，所述的制
孔插钉执行器和镦紧头由相应的五轴联动数控设备控制，所述的五轴联动
数控设备包括X轴向驱动机构、Z轴向驱动机构、Y轴向驱动机构和AB
轴回转驱动机构，其中XYZ轴相互垂直，AB轴相互垂直。
3.如权利要求2所述的卧式自动钻铆机床，其特征在于，所述的X
轴向驱动机构包括安装在X轴拖板上的X轴驱动电机和X轴减速机，通
过齿轮啮合安装在X轴底座上的X轴齿条，并利用X轴导轨滑块副驱动
X轴拖板沿X轴方向运动。
4.如权利要求3所述的卧式自动钻铆机床，其特征在于，所述的Z
轴向驱动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯映林，蒋君侠，李江雄，柯臻铮，黄奇伟，董辉跃，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33