一种用于测量自动制孔机器人钻尖坐标的底座及方法与流程

本发明属于飞机数字化制造领域，提供一种利用数字化测量设备对自动制孔机器人钻头的钻尖坐标位置进行快速测量的装置。

技术背景

在飞机某部件数字化装配生产线中，尤其在自动制孔机器人钻尖在部件上基准采集过程中，需要测量自动制孔机器人钻尖坐标，一般采用目视的方法对正钻尖与部件上的点、线、面，进行测量，但这种方法效率低，且存在较大的误差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于测量自动制孔机器人钻尖坐标的底座及方法。

本发明的技术方案为：

一种用于测量自动制孔机器人钻尖坐标的底座，所述的底座能够与机器人末端执行器上的钻头相配合，包括压紧螺钉1、圆柱磁铁2、转接衬套3、钻头4、底座主体5、靶镜/测头6。所述的转接衬套3的内直径与钻头直径相同，位于底座主体5的内部；所述的圆柱磁铁2直径大于转接衬套3的外直径，圆柱磁铁2通过压紧螺钉1安装在底座主体5内部，与转接衬套3的一端接触；所述的钻头4插入转接衬套3内，钻头4钻尖与圆柱磁铁2接触；所述的底座主体5的外部有一凹槽，用于放置数字化测量设备的靶镜/测头6；所述的凹槽与圆柱磁铁2位于底座主体5的同一侧，可放置激光跟踪仪0.25英寸的靶镜或接触式测量设备直径以上的测头。

采用上述底座测量自动制孔机器人钻尖坐标的方法，包括以下步骤：

第一步，采用数字化测量设备按待加工产品、夹具上的基准点建立产品坐标系。

第二步，将自动制孔机器人的钻头部位移至加工区域外围的某个位置。

第三步，选择内直径与钻头4直径相同的转接衬套3，放入底座主体5内，安装圆柱磁铁2和压紧螺钉1。

第四步，将钻头4插入底座主体5内，钻头4钻尖与圆柱磁铁2接触。

第五步，将数字化测量设备的靶镜/测头6放在底座主体5的凹槽内，与凹槽贴合；采用数字化测量设备测量靶镜/测头6的球心坐标，得到靶镜/测头测量的中心点a，将底座绕钻头4旋转约120°，测量靶镜/测头6的球心坐标得到中心点b，再将底座绕钻头4旋转约120°，测量靶镜/测头6的球心坐标得到中心点c。

第六步，采用测量设备将第五步中测量得到的中心点a、中心点b和中心点c创建圆，通过三个中心点构造圆，生成第一个产品坐标系下的圆心坐标，所述的圆心坐标为钻头4的钻尖位置，如图8所示。

第七步，按第二步的要求将自动制孔机器人移动至另外两个位置，重复第五步和第六步的内容，依次生成另外两个圆心坐标。所述的第二步和第七步自动制孔机器人移动的三个位置都在数字化测量设备的可测范围内，且三个位置采用最大包容原则，即三个位置最大限度的包容加工区域。

第八步，通过机器人执行设备和第六步、第七步得到的三个圆心坐标对正产品、自动制孔机器人坐标系，得到自动制孔机器人钻尖坐标。

本发明的有益效果为：本发明圆柱磁铁在被钻尖磨损影响精度时，可方便更换；通过更换衬套能够满足不同钻头直径；该底座结构简单、测量准确、使用方便，测量三点即可测量钻尖位置。

附图说明

图1是底座的结构剖视图；

图2是底座三维轴视图；

图3是制孔机器人钻头的示意图；

图4是转接衬套轴三维视图；

图5是底座主体三维轴视图；

图6是圆柱磁铁轴三维视图；

图7是压紧螺钉轴三维视图；

图8为三点构造圆心(钻尖位置)示意图；

图中：1压紧螺钉；2圆柱磁铁；3转接衬套；4钻头；5底座主体；6测量设备的靶镜/测头。

具体实施方式

一种用于测量自动制孔机器人钻尖坐标的底座包括压紧螺钉1、圆柱磁铁2、转接衬套3、钻头4、底座主体5、靶镜/测头6。所述的转接衬套3的内直径与钻头直径相同，位于底座主体5的内部；所述的圆柱磁铁2直径大于转接衬套3的外直径，圆柱磁铁2通过压紧螺钉1安装在底座主体5内部，与转接衬套3的一端接触；所述的钻头4插入转接衬套3内，钻头4钻尖与圆柱磁铁2接触；所述的底座外缘加工一个凹槽，用于放置数字化测量设备的靶镜/测头6，可放置激光跟踪仪0.25英寸的靶镜或接触式测量设备φ3mm直径以上的测头，凹槽与圆柱磁铁2位于底座主体5的同一侧。

采用上述底座测量自动制孔机器人钻尖坐标的方法，包括以下步骤：

第一步，采用数字化测量设备按待加工产品、夹具上的基准点建立产品坐标系。

第二步，将自动制孔机器人的钻头部位移至加工区域外围的某个位置。

第三步，选择内直径与钻头4直径相同的转接衬套3，放入底座主体5内，安装圆柱磁铁2和压紧螺钉1。

第四步，将钻头4插入底座主体5内，钻头4钻尖与圆柱磁铁2接触。

第五步，将数字化测量设备的靶镜/测头6放在底座主体5的凹槽内，与凹槽贴合；采用数字化测量设备测量靶镜/测头6的球心坐标，得到靶镜/测头测量的中心点a，将底座绕钻头4旋转约120°，测量靶镜/测头6的球心坐标得到中心点b，再将底座绕钻头4旋转约120°，测量靶镜/测头6的球心坐标得到中心点c。

第六步，采用数字化测量设备根据第五步中得到三个中心点构造圆，生成第一个产品坐标系下的圆心坐标，所述的圆心坐标为钻头4的钻尖位置，如图8所示。

第七步，按第二步的要求将自动制孔机器人依次移动至另外两个位置，重复第五步和第六步的内容，依次生成另外两个圆心坐标。所述的第二步和第七步自动制孔机器人移动的三个位置都在数字化测量设备的可测范围内，且三个位置采用最大包容原则，即三个位置最大限度的包容加工区域。

第八步，通过机器人执行设备和第六步、第七步得到的三个圆心坐标对正产品、自动制孔机器人坐标系，得到自动制孔机器人钻尖坐标。

技术特征：

技术总结
本发明属于飞机数字化制造领域，提供一种用于测量自动制孔机器人钻尖坐标的底座及方法。底座的转接衬套的内直径与钻头直径相同，位于底座主体的内部，圆柱磁铁通过压紧螺钉安装转接衬套的一端；底座主体的外有一凹槽，放置靶镜/测头。使用时，将自动制孔机器人的钻头部位移至加工区域外围的某个位置，钻头插入转接衬套内，钻尖与圆柱磁铁接触；将数字化测量设备的靶镜/测头与凹槽贴合，测量靶镜/测头的球心坐标，将底座绕钻头旋转约120°，旋转两次，依次测量得到靶镜/测头的球心坐标，根据三个球心坐标构造圆，圆心坐标为钻头钻尖位置。本发明结构简单、测量准确、使用方便，能够满足不同钻头直径的要求，测量三点即可测量钻尖位置。

技术研发人员：王国辉;王娟;周开
受保护的技术使用者：沈阳飞机工业（集团）有限公司
技术研发日：2017.04.27
技术公布日：2017.07.18