一种制孔末端执行器结构的制作方法

1.本发明涉及制孔设备技术领域，具体涉及一种与工业机械臂结合使用的制孔末端执行器。


背景技术：

2.随着机器人本体工作性能及控制技术不断发展,机器人化自动制孔系统以其自动化、灵活性、低成本等优势,广泛应用于航空装配制造业。为实现航空组件的高效精密制孔,国内外不断涌现-些新型机器人化自动制孔系统,如基于爬行机器人的自动制孔系统,基于关节型工业机器人的自动制孔系统、基于柔性轨道的自动制孔系统。作为机器人化自动制孔系统的重要组成部分,末端执行器将直接影响制孔的效率与精度。目前,机器人化自动制孔系统存在一些弊端。1.制孔末端执行器的集成度不高，在完成制孔工序需要更换不同的作用部件；2.精度不高，制孔过程中没有能够有效控制制孔精度的手段。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种制孔末端执行器结构，以解决现有技术中制孔末端执行器功能集成度不高、制孔精度不高的技术问题。
4.为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种制孔末端执行器结构，包括调整机构、电主轴、进给机构、压紧机构、铆接机构、吸尘机构，所述调整机构一端连接机器人末端，所述进给机构活接在调整机构上，所述电主轴固定在调整机构上，所述压紧机构安装在调整机构上且其末端位于电主轴的末端，所述铆接机构安装在调整机构上，所述吸尘机构设置在压紧机构的前端。
5.具体的，所述调整机构为两端开口的立方体框架，调整机构的上表面设置有横移滑轨，所述横移滑轨上通过滑块连接机器人末端安装座，还包括横移电机，所述电机通过同步带轮连接驱动轴，所述驱动轴与机器人末端安装座连接；调整机构的内侧设置有纵移滑轨，所述纵移滑轨通过滑块活动连接电主轴，所述进给机构下方设置电主轴。
6.具体的，所述进给机构包括伺服电缸连接、安装座，所述伺服电缸通过进给安装座（3.2）固定在调整机构上，所述进给结构的前端安装有力传感器，所述伺服电缸通过传动轴连接电主轴。
7.具体的，所述电主轴包括主轴安装板、钻头、主轴、主轴电机，所述主轴安装板一端固定在主轴，另一端与纵移导轨上的滑块连接，所述主轴的前端设置有钻头，主轴与主轴电机连接。
8.具体的，所述压紧机构包括气缸、气缸安装座、压紧块，所述气缸安装座安装在调整机构上，所述气缸安装在气缸安装座上，所述气缸的活塞杆与压紧块连接，所述压紧块的前端安装有传感器安装座，所述传感器安装座上安装有压力传感器和激光位移传感器，所述压紧块和传感器安装座均为中空结构，所述传感器安装座的末端安装压紧座，所述压紧座安装有压脚，所述压脚与压紧座结合面采用球面关节轴承形式。
9.具体的，所述传感器安装座的下端安装有吸尘机构，所述吸尘机构包括吸尘口，所述吸尘口一端接通压紧块和传感器安装座的内腔，另一端接通吸尘器。
10.具体的，所述铆接机构包括气缸一、铆接枪，送钉头、铆接安装座，所述铆接安装座通过直线导轨安装在气缸安装座下部，所述直线导轨连接气缸一，所述铆接安装座固定在铆接安装座上，所述送钉头连接铆接枪的前部。
11.具体的，所述主轴安装板的下方设置轴承，所述轴承设置推杆，所述推杆与压紧块连接，所述轴承内设置有磁致伸缩位移传感器。
12.具体的，所述纵移导轨内置编码器反馈和绝对直线检测尺，实现高精度定位。
13.基于上述技术方案，可产生如下技术效果：本发明提供了一种制孔末端执行器结构，将调整机构、进给机构、电主轴、压紧机构、铆接机构等集成在一起，使执行器的功能更加全面，自动化程度更高，生产效率得以提升；通过压紧机构和电主轴配合，能提高制孔的位置精度和深度精度。
附图说明
14.图1是本发明的正视图；图2是本发明的侧视图；图3是本发明电主轴的侧视图；图4是本发明电主轴的正视图；图5是本发明进给机构示意图；图6是本发明压紧机构示意图；图7是本发明轴承剖视图。
15.图中，1-调整机构，1.1-电机，1.2-机器人末端安装座，2-电主轴，2.1-主轴安装板，2.2-钻头，2.3-主轴，2.4-主轴电机，3-进给机构，3.1-伺服电缸，3.2-安装座，3.3-力传感器，4-压紧机构，4.1-气缸，4.2-气缸安装座，4.3-压紧块，4.4-传感器安装座，4.5-压力传感器，4.6-激光位移传感器，4.7-压紧座，4.8-压脚，5-吸尘口，6-铆接机构，6.1-气缸一，6.2-铆接枪，6.3-送钉头，6.4-铆接安装座，7-轴承，7.1-推杆，7.2-磁致伸缩位移传感器。
具体实施方式
16.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
20.如图1-图7所示，一种制孔末端执行器结构，包括调整机构1、电主轴2、进给机构、压紧机构、铆接机构、吸尘机构，所述调整机构一端连接机器人末端，所述进给机构活接在调整机构1上，所述电主轴2固定在调整机构上，所述压紧机构安装在调整机构上且其末端位于电主轴2的末端，所述铆接机构安装在调整机构上，所述吸尘机构设置在压紧机构的前端。
21.所述调整机构1为两端开口的立方体框架，调整机构1的上表面设置有横移滑轨，所述横移滑轨上通过滑块连接机器人末端安装座1.2，还包括横移电机1.1，所述电机1.1通过同步带轮连接驱动轴，所述驱动轴与机器人末端安装座1.2连接；调整机构1的内侧设置有纵移滑轨，所述纵移滑轨通过滑块活动连接电主轴2，所述进给机构下方设置电主轴2。
22.所述进给机构包括伺服电缸3.1连接、安装座3.2，所述伺服电缸3.1通过进给安装座3.2固定在调整机构1上，所述进给结构的前端安装有力传感器3.3，所述伺服电缸3.1通过传动轴连接电主轴2。
23.所述电主轴2包括主轴安装板2.1、钻头2.2、主轴2.3、主轴电机2.4，所述主轴安装板2.1一端固定在主轴2.3，另一端与纵移导轨上的滑块连接，所述主轴2.3的前端设置有钻头2.2，主轴2.3与主轴电机2.4连接。
24.所述压紧机构包括气缸4.1、气缸安装座4.2、压紧块4.3，所述气缸安装座4.2安装在调整机构1上，所述气缸4.1安装在气缸安装座4.2上，所述气缸4.1的活塞杆与压紧块4.3连接，所述压紧块4.3的前端安装有传感器安装座4.4，所述传感器安装座4.4上安装有压力传感器4.5和激光位移传感器4.6，所述压紧块4.3和传感器安装座4.4均为中空结构，所述传感器安装座4.4的末端安装压紧座4.7，所述压紧座4.7安装有压脚4.8，所述压脚4.8与压紧座4.7结合面采用球面关节轴承形式。压脚4.8采用尼龙材料，压脚4.8与压紧座4.7结合面采用球面配合，可保证调法矢时，作业头在压脚4.8球面上转动，而压脚4.8贴紧产品不移动，可以保护产品不受摩擦而损伤，当压紧头意外与产品壁板横向碰撞时，压脚可以脱落，用于保护产品。
25.所述传感器安装座4.4的下端安装有吸尘机构，所述吸尘机构包括吸尘口5，所述吸尘口5一端接通压紧块4.3和传感器安装座4.4的内腔，另一端接通吸尘器。
26.所述铆接机构包括气缸一6.1、铆接枪6.2，送钉头6.3、铆接安装座6.4，所述铆接安装座6.4通过直线导轨安装在气缸安装座4.2下部，所述直线导轨连接气缸一6.1，所述铆接安装座6.4固定在铆接安装座6.4上，所述送钉头6.3连接铆接枪6.2的前部。
27.所述主轴安装板2.1的下方设置轴承7，所述轴承7设置推杆7.1，所述推杆7.1与压紧块4.3连接，所述轴承7内设置有磁致伸缩位移传感器7.2。
28.所述纵移导轨内置编码器反馈和绝对直线检测尺，实现高精度定位。
29.本发明提供的一种制孔末端执行器结构，首先机器人机械臂移动到需要制孔的位置，此时气缸4.1启动将压紧机构推出，其中轴承7内设置的磁致伸缩位移传感器7.2，可以精确控制压紧机构伸出的长度，当压脚4.8接触产品表面时，再缓慢加压，通过压力传感器4.5感知压力，达到预设压力值后，压紧机构保持不动，进给机构的伺服电缸3.1启动，将电主轴2推出，钻头2.2伸出压紧机构的前端，主轴电机2,4启动钻头2.2开始钻孔，通过和压紧机构的配合能有效控制钻孔的精度，钻孔过程中产生的碎屑经过吸尘口5排出；钻孔完毕
后，将压紧机构和电主轴2收回，启动电机1.1，通过同步带轮驱动调整机构下方所有的机构整体横移，将铆接机构移动至钻孔部位，气缸一6.1控制铆接枪6.2伸出至钻孔部位完成铆接。
30.上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的只是范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

技术特征：
1.一种制孔末端执行器结构，其特征在于，包括调整机构（1）、电主轴（2）、进给机构、压紧机构、铆接机构、吸尘机构，所述调整机构一端连接机器人末端，所述进给机构活接在调整机构（1）上，所述电主轴（2）固定在调整机构上，所述压紧机构安装在调整机构上且其末端位于电主轴（2）的末端，所述铆接机构安装在调整机构上，所述吸尘机构设置在压紧机构的前端。2.根据权利要求1所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述调整机构（1）为两端开口的立方体框架，调整机构（1）的上表面设置有横移滑轨，所述横移滑轨上通过滑块连接机器人末端安装座（1.2），还包括横移电机（1.1），所述横移电机（1.1）通过同步带轮连接驱动轴，所述驱动轴与机器人末端安装座（1.2）连接；调整机构（1）的内侧设置有纵移滑轨，所述纵移滑轨通过滑块活动连接电主轴（2），所述进给机构下方设置电主轴（2）。3.根据权利要求2所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述进给机构包括伺服电缸（3.1）连接、安装座（3.2），所述伺服电缸（3.1）通过进给安装座（3.2）固定在调整机构（1）上，所述进给结构的前端安装有力传感器（3.3），所述伺服电缸（3.1）通过传动轴连接电主轴（2）。4.根据权利要求1所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述电主轴（2）包括主轴安装板（2.1）、钻头（2.2）、主轴（2.3）、主轴电机（2.4），所述主轴安装板（2.1）一端固定在主轴（2.3），另一端与纵移导轨上的滑块连接，所述主轴（2.3）的前端设置有钻头（2.2），主轴（2.3）与主轴电机（2.4）连接。5.根据权利要求1所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述压紧机构包括气缸（4.1）、气缸安装座（4.2）、压紧块（4.3），所述气缸安装座（4.2）安装在调整机构（1）上，所述气缸（4.1）安装在气缸安装座（4.2）上，所述气缸（4.1）的活塞杆与压紧块（4.3）连接，所述压紧块（4.3）的前端安装有传感器安装座（4.4），所述传感器安装座（4.4）上安装有压力传感器（4.5）和激光位移传感器（4.6），所述压紧块（4.3）和传感器安装座（4.4）均为中空结构，所述传感器安装座（4.4）的末端安装压紧座（4.7），所述压紧座（4.7）安装有压脚（4.8），所述压脚（4.8）与压紧座（4.7）结合面采用球面关节轴承形式。6.根据权利要求5所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述传感器安装座（4.4）的下端安装有吸尘机构，所述吸尘机构包括吸尘口（5），所述吸尘口（5）一端接通压紧块（4.3）和传感器安装座（4.4）的内腔，另一端接通吸尘器。7.根据权利要求1所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述铆接机构包括气缸一（6.1）、铆接枪（6.2），送钉头（6.3）、铆接安装座（6.4），所述铆接安装座（6.4）通过直线导轨安装在气缸安装座（4.2）下部，所述直线导轨连接气缸一（6.1），所述铆接安装座（6.4）固定在铆接安装座（6.4）上，所述送钉头（6.3）连接铆接枪（6.2）的前部。8.根据权利要求2所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述主轴安装板（2.1）的下方设置轴承（7），所述轴承（7）设置推杆（7.1），所述推杆（7.1）与压紧块（4.3）连接，所述轴承（7）内设置有磁致伸缩位移传感器（7.2）。9.根据权利要求2所述的一种制孔末端执行器结构，其特征在于，所述纵移导轨内置编码器反馈和绝对直线检测尺，实现高精度定位。

技术总结
本发明公开了一种制孔末端执行器结构，包括调整机构（1）、电主轴（2）、进给机构、压紧机构、铆接机构、吸尘机构，所述调整机构一端连接机器人末端，所述进给机构活接在调整机构（1）上，所述电主轴（2）固定在调整机构上，所述压紧机构安装在调整机构上且其末端位于电主轴（2）的末端，所述铆接机构安装在调整机构上，所述吸尘机构设置在压紧机构的前端。整体提高了制孔末端执行器的集成度，提高了生产效率，另一方面制孔的精度也得到了有效的提高。方面制孔的精度也得到了有效的提高。方面制孔的精度也得到了有效的提高。


技术研发人员：郑愈红 张光宇 李向东 李凯 田李明
受保护的技术使用者：成都九系机器人科技有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/12