用于飞机机身段弧形轨制孔设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于飞机机身段弧形轨制孔设备，包括绕置在飞机机身外的左右两个半圆形轨道模块，左右两个半圆形轨道模块分别安装在水平放置底座上,可沿飞机展向对称面靠近或远离，对合后形成一个整圆圆形轨道模块，在圆形轨道模块上有一个与圆弧导轨副滚动配合的自动制孔单元；自动制孔单元在圆形轨道模块上作圆周运动以完成对机身待制孔区域的制孔任务。本实用新型专利技术适应性好，可以应用于双曲面机身；可满足孔位置精度、表面粗糙度和孔径尺寸精度的设计要求；钻孔锪窝加工范围可以覆盖整个机身段周向区域，工作效率高。

Arc rail drilling equipment for aircraft fuselage section

The utility model discloses a system for aircraft fuselage arc hole equipment, including wound around 2.5 circular orbit module in the aircraft fuselage of 2.5 circular orbit module are respectively arranged in the base level, along the spanwise plane symmetry plane near or far away from, to form a whole circle circular orbit module in circular orbit module has a circular guide rail pair automatic drilling unit with rolling; automatic drilling unit circular motion in circular orbit module to complete the task of making hole body Daizhi hole region. The utility model has good adaptability, can be applied to hyperbolic body; it can meet the requirements of the design of hole position accuracy, surface roughness and pore size precision; drilling countersink machining range can cover the entire fuselage section circumferential region, high working efficiency.

【技术实现步骤摘要】
用于飞机机身段弧形轨制孔设备
本技术涉及飞机数字化装配自动化制孔领域，尤其涉及一种适用于飞机机身自动适应蒙皮曲率变化的弧形轨制孔设备。
技术介绍
飞机装配是飞机制造过程中的主要环节，飞机装配工作量约占整个飞机制造工作量的40％～50％，装配工作量主要以制孔、锪窝和铆接为主。飞机大部件的精确制孔问题一直以来都是航空制造业的一个棘手问题，迄今还没有一个适用于多种结构部件的完全令人满意的解决方案。以大飞机机身对接段装配为例，在对接段环形区域，加工孔的数量巨大，随着飞机结构材料中复合材料、钛合金等难加工材料比重大幅上升，制孔工作量也迅速增加，并且在一些情况下制孔区域的工作空间还会受到限制。在机身对接段环形区域的制孔工作中，若采用传统的人工制孔方式，工人的劳动强度大，制孔质量无法保证，制孔效率低；若采用机器人制孔方式，由于飞机外形尺寸大，飞机机身结构和工装的约束，使得制孔设备工作空间受限，机器人可达工作空间无法覆盖全部环形制孔区域。在这个背景下，国外首先提出并发展了柔性轨道自动制孔技术。波音公司首先开发了大型飞机机身段对接区域柔性轨道自动制孔设备，该设备通过安装于导轨上的真空吸盘，直接吸附在飞机等值段机身曲面上进行自动制孔，安装于导轨上的轻便制孔执行器可一次性完成钻孔和锪窝功能。该设备适用于等值段飞机机身表面制孔加工，具有重量轻、效率高、灵活方便以及自动化程度高等特点，取消了大型制孔及定位设备的介入，降低了飞机装配的制造成本，缩短了制孔周期。但由于柔性轨道采用真空吸盘与机身蒙皮吸附的定位方式，制孔执行器重量轻，导致系统整体刚度较差，加工稳定性不足。除此之外，该柔性轨道自动制孔设备不能适应机身曲率变化大的曲面。目前，我国飞机机身段装配过程中的连接装配与国外差距较大，仍以手工钻铆为主，质量稳定性较差，成本高，制孔效率低。
技术实现思路
本技术为克服现有机身段对接装配过程中的技术不足，本技术提供一种用于飞机机身段弧形轨制孔设备及使用方法，适用于机身对接装配中连接区域的一次性完成孔位的钻孔、锪窝等功能。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本技术提供一种用于飞机机身段弧形轨制孔设备，其特点在于，其包括用于绕置在飞机机身外的左右两个半圆形轨道模块和左右两个水平底座；每一水平底座上均固定有一水平直线导轨和一X轴驱动组件，该左右两个半圆形轨道模块分别通过对应的水平直线导轨安装在对应的水平底座上，该X轴驱动组件与置于该水平底座上的滚珠丝杆副相连接，该滚珠丝杆副与该半圆形轨道模块相连接，该左右两个半圆形轨道模块沿飞机展向对称面靠近或远离、且靠近对合后形成一个整圆圆形轨道模块；在该整圆圆形轨道模块上设置有一用于在该整圆圆形轨道模块上作圆周运动以完成对机身待制孔区域的制孔操作的自动制孔单元。在本技术中，采用多轴数控驱动该自动制孔单元，该自动制孔单元可以在该整圆圆形轨道模块上运动，可以实现机身圆周方向分布孔位进行自动制孔，并具有锪窝的功能。较佳地，该自动制孔单元包括Y轴驱动组件、B轴驱动组件、Z1轴驱动组件、Z2轴驱动组件、中间托板、电主轴、A轴驱动组件、快换刀柄、刀具、执行器托板、Y轴底座、X1轴底座、X1轴驱动组件和底座滚轮；该X1轴底座通过该底座滚轮安装于该整圆圆形轨道模块上，该X1轴驱动组件固定于该X1轴底座的顶端，该Y轴底座固定于该X1轴底座上，且该Y轴底座与该X1轴底座转动配合，该A轴驱动组件和该执行器托板安装于该Y轴底座上，且该执行器托板与该Y轴底座滚动配合，该执行器托板上设有执行器和该Y轴驱动组件、该B轴驱动组件，该执行器托板上安装有中间托板，该Z1轴驱动组件、该Z2轴驱动组件和该电主轴均安装在该中间托板上，该刀具通过该快换刀柄安装于该电主轴上；该X1轴驱动组件用于驱动该X1轴底座沿该整圆圆形轨道模块做X1向运动；该A轴驱动组件用于驱动该Y轴底座绕A轴转动；该Y轴驱动组件用于驱动该执行器托板沿该Y轴底座作Y向直线运动，该Y向直线垂直于该A轴；该B轴驱动组件用于驱动该中间托板绕B轴做旋转运动，该B轴与该Y向直线平行；该Z2轴驱动组件用于驱动该中间托板沿着Z2轴方向做直线运动，该Z2轴垂直于该Y向直线和该A轴；该Z1轴驱动组件用于驱动该电主轴沿Z1轴方向做直线运动，该Z1轴与该Z2轴平行。较佳地，该X1轴驱动组件包括X1轴伺服电机和位于该X1轴伺服电机的输出轴上的X1轴齿轮。较佳地，每一半圆形轨道模块上设有引导该自动制孔单元移动的弧形齿条，该X1轴齿轮与该弧形齿条相啮合。较佳地，每一半圆形轨道模块包括一刚性圆弧形框架和一置于该刚性圆弧形框架上的圆弧导轨副，该圆弧导轨副由多段圆弧形线性轨道拼接而成，该自动制孔单元与该圆弧导轨副滚动配合，该自动制孔单元通过该圆弧导轨副安装于该刚性圆弧形框架上。本技术一种用于飞机机身段弧形轨制孔设备的使用方法，其特点在于，其包括以下步骤：S1、该左右两个半圆形轨道模块沿展向退开，飞机机身吊装、调姿、对接进入制孔区域；S2、该左右两个半圆形轨道模块沿展向对合，形成一个整圆圆形轨道模块，准备制孔；S3、该自动制孔单元安装在该整圆圆形轨道模块上，并沿该整圆圆形轨道模块滑动以完成整个飞机机身的制孔任务；S4、完成制孔工作，该左右两个半圆形轨道模块沿展向退开，飞机机身出架。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本技术各较佳实例。本技术的积极进步效果在于：1)适应性好，可以应用双曲面机身；2)可以满足飞机机身特别是机身段对接区大范围自动制孔的加工要求；3)可以满足孔位置精度、锪窝深度、表面粗糙度和孔径尺寸精度的设计要求；4)钻孔锪窝加工范围可以覆盖整个机身段周向区域，工作效率高；5)具有维护方便，人工干预小，自动化程度高。附图说明图1为本技术较佳实施例的飞机机身弧形轨制孔设备的整体结构图。图2为图1的局部放大图。图3为本技术较佳实施例的自动制孔单元的结构图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术针对我国飞机装配的现状以及国外柔性轨道设备刚度不足的缺点，技术了飞机机身弧形轨制孔方法，该方法可以适用于双曲面机身型面，定位精度高，一次安装可完成机身部分环形区域内的全部制孔任务，特别适合机身段对接装配中连接区域的制孔；同时，设备结构简单，维护方便，人工干预小,自动化程度高。综合看来，大型飞机机身弧形轨道制孔方法在自动化精密制孔方面有着突破性的意义，对提升我国航空航天制造装备业自动化水平有着重大意义。如图1-3所示，本实施例提供一种飞机机身弧形轨制孔设备，采用多轴数控驱动自动制孔单元7，自动制孔单元7可以在圆形轨道上运动，制孔设备可以实现圆周方向上自动制孔，并具有锪窝的功能。如图1所示，本实施例的制孔设备包括：用于绕置在飞机机身外的左右两个半圆形轨道模块5和左右两个水平底座1；每一水平底座1上均固定有一水平直线导轨2和一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机机身段弧形轨制孔设备，其特征在于，其包括用于绕置在飞机机身外的左右两个半圆形轨道模块和左右两个水平底座；每一水平底座上均固定有一水平直线导轨和一X轴驱动组件，该左右两个半圆形轨道模块分别通过对应的水平直线导轨安装在对应的水平底座上，该X轴驱动组件与置于该水平底座上的滚珠丝杆副相连接，该滚珠丝杆副与该半圆形轨道模块相连接，该左右两个半圆形轨道模块沿飞机展向对称面靠近或远离、且靠近对合后形成一个整圆圆形轨道模块；在该整圆圆形轨道模块上设置有一用于在该整圆圆形轨道模块上作圆周运动以完成对机身待制孔区域的制孔操作的自动制孔单元。

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机机身段弧形轨制孔设备，其特征在于，其包括用于绕置在飞机机身外的左右两个半圆形轨道模块和左右两个水平底座；每一水平底座上均固定有一水平直线导轨和一X轴驱动组件，该左右两个半圆形轨道模块分别通过对应的水平直线导轨安装在对应的水平底座上，该X轴驱动组件与置于该水平底座上的滚珠丝杆副相连接，该滚珠丝杆副与该半圆形轨道模块相连接，该左右两个半圆形轨道模块沿飞机展向对称面靠近或远离、且靠近对合后形成一个整圆圆形轨道模块；在该整圆圆形轨道模块上设置有一用于在该整圆圆形轨道模块上作圆周运动以完成对机身待制孔区域的制孔操作的自动制孔单元。2.如权利要求1所述的用于飞机机身段弧形轨制孔设备，其特征在于，该自动制孔单元包括Y轴驱动组件、B轴驱动组件、Z1轴驱动组件、Z2轴驱动组件、中间托板、电主轴、A轴驱动组件、快换刀柄、刀具、执行器托板、Y轴底座、X1轴底座、X1轴驱动组件和底座滚轮；该X1轴底座通过该底座滚轮安装于该整圆圆形轨道模块上，该X1轴驱动组件固定于该X1轴底座的顶端，该Y轴底座固定于该X1轴底座上，且该Y轴底座与该X1轴底座转动配合，该A轴驱动组件和该执行器托板安装于该Y轴底座上，且该执行器托板与该Y轴底座滚动配合，该执行器托板上设有执行器和该Y轴驱动组件、该B轴驱动组件，该执行器托板上安装有中间托板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立省，黄小东，贺万民，谢颂强，毛四海，周星，
申请(专利权)人：尚鳌自动化工程上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31