一种复杂曲面法向制孔装置的制造方法
【专利摘要】本发明属于数字化装配领域，用于对复杂曲面进行数字化法向制孔，具体涉及一种复杂曲面法向制孔装置。国内数字化制孔目前仅适用于小曲率单曲的壁板类零件，法向对标主要通过制孔器沿曲率法向摆动配合工业相机定位实现，制孔器轴线空间位置不确定，对标过程需要反复调整。本发明提供一种保持钻头端点稳定的制孔装置，摆动机构的上侧为沿Y方向的弧形的固定滑轨，下侧为沿X方向的弧形的滑动滑轨，在其上端通过滚子在固定滑轨的滑道中滑动，钻头通过滚子在滑动滑轨的滑道中滑动；调整定位机构提供驱动力；万向联结机构由相互铰接的转动结和平动结组成，该转动结与所述调整定位机构铰接，实现在复杂曲面精确的法向制孔。
【专利说明】
一种复杂曲面法向制孔装置
技术领域
[0001]本发明属于数字化装配领域，用于对复杂曲面进行数字化法向制孔。
【背景技术】
[0002]国内数字化制孔技术处于研究阶段，目前仅适用于小曲率单曲的壁板类零件，法向对标主要通过制孔器沿曲率法向摆动配合工业相机定位实现，由于制孔器轴线空间位置不确定，对标过程需要反复调整。因此对于复杂曲面无能为力。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是通过提供一种保持钻头端点稳定的制孔装置，实现在复杂曲面精确的法向制孔。
[0004]本发明只针对法向的制孔，其前提是孔位已定位且法向已被标定，而孔位的定位及法向的标定不在本发明之内。
[0005]本发明的复杂曲面法向制孔装置，用于在曲面的制孔位置将钻头的方向调整为法向，该装置包括钻头摆动机构，调整定位机构和万向联结机构，其中
[0006]所述摆动机构的上侧为沿Y方向的弧形的固定滑轨，下侧为沿X方向的弧形的滑动滑轨，滑动滑轨在其上端通过滚子在固定滑轨的滑道中滑动，钻头通过滚子在滑动滑轨的滑道中滑动，所述固定滑轨和滑动滑轨的轴线相交于钻头的端点；
[0007]所述调整定位机构提供X方向和Y方向的驱动力；
[0008]所述万向联结机构由相互铰接的转动结和平动结组成，该转动结与所述调整定位机构铰接，平动结与套接在钻头上。
[0009]所述调整定位机构包括定支座和动支座，定支座和动支座都具有导向轴和滚轴，所述定支座固定在机架上，动支座通过滚轴滑块机构与定支座相联，利用步进电机驱动滚轴使动支座相对定支座沿Y方向移动;滑块在一端与转动结铰接，另一端通过滚轴滑块机构与动支座相联，利用步进电机驱动滚轴使滑块相对动支座沿X方向移动。
[0010]所述固定滑轨固定在机架上。滑动滑轨在其上端两侧均通过3个滚子确保滑动滑轨的运动轨迹沿固定滑轨的弧形滑道。钻头在其上端两侧均通过3个滚子确保钻头的运动轨迹沿滑动滑轨的弧形滑道。
[0011]本发明的有益效果是制孔器调整姿态时钻头指向点始终不变，因此无需反复调整，滑块位置由步进电机精确定位，从而可以满足在复杂曲面上的精确法向对标。
【附图说明】
[0012]图1为本发明制孔装置的结构示意图；
[0013]图2为钻头摆动机构的结构示意图；
[0014]图3为调整定位机构的结构示意图；
[0015]图4为万向联结的机构示意图；
[0016]图5为本发明制孔装置的设计原理图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本发明包括3个部分，分别为钻头摆动机构I，调整定位机构2和万向联结机构3。
[0018]如图2所示，固定滑轨4固定在机架上，滑动滑轨5通过滚子7与固定滑轨的弧形滑道相连，每侧通过3个滚子确保滑动滑轨的运动轨迹沿固定滑轨的弧形滑道;钻头6通过滚子7与滑动滑轨的弧形滑道相连，每侧通过3个滚子确保钻头的运动轨迹沿滑动滑轨的弧形滑道。固定滑轨中心面与滑动滑轨中心面垂直，且所两个滑轨的弧形滑道的圆心共点。从而使得钻头在摆动过程中始终指向定点，即两个弧形滑道的共同圆心点。
[0019]如图3所示，定支座8固定在机架上，动支座9通过滚轴滑块机构与定支座相联，利用步进电机驱动滚轴10可以使动支座相对定支座沿Y方向移动，滑块11通过滚轴滑块机构与动支座相联，利用步进电机驱动滚轴10可以使滑块相对动支座沿X方向移动。从而使滑块可以相对机架在X、Y两个方向移动。
[0020]钻头摆动机构和调整定位机构通过万向联结机构联结在一起。万向联结机构由转动结12和平动结13组成。如图4所示，转动结与调整定位机构的滑块铰接，可以相对滑块绕η轴转动，转动结与平动结铰接，可以相对平动结绕m轴转动，平动结与钻头摆动机构的连接，可以相对钻头沿钻头轴线方向移动。
[0021]如图5所示，A、B、C为滑块的3个不同位置，O为滑轨滑道的共同圆心。在X方向，OA和OB存在夹角，所以钻头与滑块之间需要有绕Y轴方向的转动;在Y方向，OB和OC存在夹角，所以钻头与滑块之间需要有绕X轴方向的转动；由于0A、0B、0C的长度不同，所以钻头与滑块之间需要有沿钻头轴线方向的移动。万向联结机构提供了这2个转动副和一个移动副，从而使得调整定位机构在Z坐标恒定的前提下通过滑块在平面内X、Y值得变化带动钻头摆动调整钻头姿态，最终实现法向对标。
[0022]法向对标过程:
[0023]在孔位定位时使孔位中心点与滑轨圆心重合。
[0024]利用法向标定时得到的法向量对调整定位机构进行精确调整，从而实现制孔器的法向对标。
【主权项】
1.一种复杂曲面法向制孔装置，用于在曲面的制孔位置将钻头的方向调整为法向，其特征在于:该装置包括钻头摆动机构(I)，调整定位机构(2)和万向联结机构(3)，其中 所述摆动机构(I)的上侧为沿Y方向的弧形的固定滑轨(4)，下侧为沿X方向的弧形的滑动滑轨(5)，滑动滑轨(5)在其上端通过滚子(7)在固定滑轨(4)的滑道中滑动，钻头(6)通过滚子(7)在滑动滑轨(5)的滑道中滑动，所述固定滑轨(4)和滑动滑轨(5)的轴线相交于钻头(6)的端点; 所述调整定位机构(2)提供X方向和Y方向的驱动力； 所述万向联结机构(3)由相互铰接的转动结(12)和平动结(13)组成，该转动结(12)与所述调整定位机构(2)铰接，平动结(13)与套接在钻头(6)上。2.根据权利要求1所述的制孔装置，其特征在于:所述调整定位机构(2)包括定支座(8)和动支座(9)，定支座(8)和动支座(9)都具有导向轴和滚轴(10)，所述定支座(8)固定在机架上，动支座(9)通过滚轴滑块机构与定支座(8)相联，利用步进电机驱动滚轴(10)使动支座(9)相对定支座(8)沿Y方向移动;滑块(11)在一端与转动结(12)铰接，另一端通过滚轴滑块机构与动支座(9)相联，利用步进电机驱动滚轴(10)使滑块(11)相对动支座沿X方向移动。3.根据权利要求1或2所述的制孔装置，其特征在于:所述固定滑轨(4)固定在机架上。4.根据权利要求1或2所述的制孔装置，其特征在于:滑动滑轨(5)在其上端两侧均通过3个滚子(7)确保滑动滑轨(5)的运动轨迹沿固定滑轨(4)的弧形滑道。5.根据权利要求1或2所述的制孔装置，其特征在于:钻头(6)在其上端两侧均通过3个滚子(7)确保钻头的运动轨迹沿滑动滑轨(5)的弧形滑道。
【文档编号】B23Q1/01GK105834765SQ201610178479
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】李韶飞
【申请人】哈尔滨飞机工业集团有限责任公司