專利名稱：一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
飛機(jī)裝配涉及的產(chǎn)品尺寸大、形狀復(fù)雜、零件及連接件數(shù)量多，而且裝配 過程復(fù)雜，勞動(dòng)量大。目前，世界上航空業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的飛機(jī)裝配技術(shù)己從簡(jiǎn)單 機(jī)械化、自動(dòng)化裝配轉(zhuǎn)向數(shù)字化、柔性化裝配，柔性裝配是飛機(jī)裝配技術(shù)的重 要發(fā)展方向。工業(yè)機(jī)器人由于其高度的柔性、較小的安裝空間需求和可編程控 制等特點(diǎn)已逐漸擴(kuò)大其在飛機(jī)柔性裝配系統(tǒng)中的應(yīng)用，比如對(duì)鋁合金零部件進(jìn) 行對(duì)接處局部輕切削加工、裝配過程中的取件與定位、系統(tǒng)件安裝等輔助裝配 工作。將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于飛機(jī)大部件調(diào)姿對(duì)合裝配系統(tǒng)，讓工業(yè)機(jī)器人完成 大量、重復(fù)、繁雜的現(xiàn)場(chǎng)局部修配加工、鉆鉚任務(wù)是機(jī)器人應(yīng)用的一個(gè)新興發(fā) 展方向。
工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于飛機(jī)裝配領(lǐng)域具有成本低、自動(dòng)化程度高、柔性好、安 裝空間小等優(yōu)點(diǎn)，能方便地實(shí)現(xiàn)工具頭在空間的各種位姿(位置和姿態(tài))，可以 滿足自由曲面法向鉆孔等復(fù)雜作業(yè)要求，而且利用工業(yè)機(jī)器人還可以完成多項(xiàng) 不同的作業(yè)任務(wù)，比如飛機(jī)輔助裝配(取件、定位)、鉆鉚加工、系統(tǒng)件搬運(yùn)和 定位等。
基于工業(yè)機(jī)器人的飛機(jī)裝配自動(dòng)鉆鉚技術(shù)備受關(guān)注，美國(guó)專利
US6,505，393B2公開了一種應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身鉚接的裝置和方法，提出使用工業(yè)機(jī) 器人進(jìn)行飛機(jī)裝酉己輔助鉚接。文獻(xiàn)"Robot assists in airplane drilling and fastening" (Rosier Dan, Robotics World, 1985,3(5): p.24-26)， "Human-robot interaction in an aircraft wing drilling system" (Ching畫torng Lin, Mao腸jiun Wang， International Journal of Industrial Ergonomics, 1999: p.83-94), "Automatic riveting cell for commercial aircraft floor grid assembly" (Roche Nigel R., Aerospace Engineering (Warrendale, Pennsylvania), 1995,15(1): p.7-10)， "Robotics seeks its role in aerospace" (Anon， Manufacturing Engineering, 2007，Oct ，139(4))等都報(bào)導(dǎo)了基于工業(yè)機(jī)器人的飛機(jī) 裝配技術(shù)，但主要集中在自動(dòng)鉆孔、鉚接等作業(yè)環(huán)節(jié)。
與數(shù)控機(jī)床相比，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于切削加工領(lǐng)域盡管存在剛性不足、關(guān) 節(jié)之間有一定間隙等缺點(diǎn)，但是對(duì)于加工精度要求不是很高的應(yīng)用場(chǎng)合，仍可 通過采取適當(dāng)措施滿足不同的加工應(yīng)用要求，文獻(xiàn)"End Milling for Articulated Robot Application: 3rd Report, Improvement of Machining Accuracy by Robot Calibration" (Shirase Keiichi, Tanabe Naohisa, Hirao Masatoshi， Yasui Takeshi, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, 1995,61(581): p.259-265)報(bào)道了通過機(jī)器人校準(zhǔn)的方法，提高了關(guān)節(jié)型機(jī)器人應(yīng)用于端銑的 加工精度(O.lmm)。文獻(xiàn)"High-speed cutting for extruded aluminum alloys using robot" ( Shimizu Kazunori， Shinichi Matsuoka， Yamazaki Nobuyuki， Oki Yoshinari， Journal of Japan Institute of Light Metals， 1998,48(12): p.603-607)提出通過使用小 直徑端銑刀和高速電主軸的方法，將鋁合金銑削加工中切削力降低到機(jī)床加工 時(shí)的50-70%，而且激振頻率遠(yuǎn)大于機(jī)器人機(jī)械臂自振頻率，減小了切削加工中 機(jī)器人的振動(dòng)。
然而，現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)往往任務(wù)單一或較少。飛機(jī)大部件 調(diào)姿對(duì)合裝配工藝過程復(fù)雜，勞動(dòng)量大，如何增加工業(yè)機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)的功能 使其取代工人完成更多的任務(wù)是改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低成本和勞 動(dòng)強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)鍵問題。另一方面，飛機(jī)大部件調(diào)姿對(duì)接裝配系統(tǒng)中集成的設(shè) 備非常多，導(dǎo)致各設(shè)備的安裝空間緊張，如何將必須的設(shè)備以最緊湊的方式集 成安裝在同一裝配平臺(tái)上，也是一個(gè)需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述飛機(jī)裝配中的技術(shù)難題及盡可能地發(fā)揮系統(tǒng) 各組成部分的功能和作用，提供一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系 統(tǒng)。
基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)包括左輔助裝配裝置、機(jī)身移 動(dòng)平臺(tái)、右輔助裝配裝置，左輔助裝配裝置包括左機(jī)器人工具庫、左十字移動(dòng) 平臺(tái)上平臺(tái)、左十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)、左工業(yè)機(jī)器人、機(jī)身左壓緊機(jī)構(gòu)、左隨 行升降操作臺(tái)、左靶標(biāo)安裝法蘭、左工具快換裝置，在左十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái) 上設(shè)有左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)，左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)上設(shè)有左工業(yè)機(jī)器人、 左機(jī)器人工具庫，在左工業(yè)機(jī)器人旁設(shè)有機(jī)身左壓緊機(jī)構(gòu)、左隨行升降操作臺(tái)， 在左工業(yè)機(jī)器人末端設(shè)有左靶標(biāo)安裝法蘭、左工具快換裝置，右輔助裝配裝置 包括右十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)、右工業(yè)機(jī)器人、右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)、右機(jī)器 人工具庫、右靶標(biāo)安裝法蘭、右工具快換裝置、右壓緊機(jī)構(gòu)、右隨行升降操作 臺(tái)，在右十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)上設(shè)有右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)，右十字移動(dòng)平臺(tái) 上平臺(tái)上設(shè)有右工業(yè)機(jī)器人、右機(jī)器人工具庫，在右工業(yè)機(jī)器人旁設(shè)有機(jī)身右 壓緊機(jī)構(gòu)、右隨行升降操作臺(tái)，在右工業(yè)機(jī)器人末端設(shè)有右耙標(biāo)安裝法蘭、右
工具快換裝置。
所述的工業(yè)機(jī)器人為六軸關(guān)節(jié)型串聯(lián)機(jī)器人。
機(jī)器人工具庫內(nèi)設(shè)有多個(gè)隔間，隔間內(nèi)按編碼懸掛有系統(tǒng)件、加工工具頭 或打點(diǎn)頭作業(yè)工具。系統(tǒng)件、加工工具頭和打點(diǎn)頭作業(yè)工具分別通過快速連接 的接口與工具快換裝置相連接。
隨行升降操作臺(tái)布置在機(jī)身壓緊機(jī)構(gòu)和工業(yè)機(jī)器人之間，隨行升降操作臺(tái)
載人一側(cè)朝向機(jī)器人，且與機(jī)器人之間的距離為0.5 0.8米。隨行升降操作臺(tái)， 可以升降及向靠近/遠(yuǎn)離機(jī)身方向移動(dòng)，為操作工人提供機(jī)器人操作站操作、系 統(tǒng)件安裝等作業(yè)支撐平臺(tái)。
壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)有帶橡膠墊的弧形卡板，由液壓缸驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)身，可以在機(jī)身 對(duì)合和精加工時(shí)起輔助抱緊作用。
工具快換裝置由鎖緊端和接口端兩部分組成，其中鎖緊端始終與靶標(biāo)法蘭 相連，每個(gè)作業(yè)工具連接一個(gè)接口端，由氣動(dòng)控制兩部分的連接與分離，實(shí)現(xiàn) 工具頭的自動(dòng)抓取和更換。當(dāng)作業(yè)任務(wù)改變時(shí)，由機(jī)器人通過工具快換裝置自 動(dòng)更換作業(yè)工具。
靶標(biāo)安裝法蘭與機(jī)器人末端法蘭相連接，周向上均勻地分布著6個(gè)靶標(biāo)安 裝孔，針對(duì)機(jī)器人不同末端位姿，選定不同的安裝孔安裝至少三個(gè)激光跟蹤儀 靶標(biāo)，使得激光跟蹤儀可以測(cè)得機(jī)器人末端的位姿并給出調(diào)整方向，以對(duì)作業(yè) 位姿進(jìn)行校正。
十字移動(dòng)平臺(tái)，分上下兩層平臺(tái)，可以沿飛機(jī)航向(Y-向)和翼展方向(X-向)移動(dòng)。十字移動(dòng)平臺(tái)的兩層平臺(tái)均由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，光柵尺作為測(cè)量反饋裝置。
整個(gè)系統(tǒng)由機(jī)器人操作站進(jìn)行作業(yè)流程控制和狀態(tài)監(jiān)控，可集成于飛機(jī)自 動(dòng)化、柔性裝配生產(chǎn)系統(tǒng)中，完成系統(tǒng)件取件、定位，部分對(duì)合面的制孔、銑 平面，測(cè)點(diǎn)打制等作業(yè)任務(wù)，并由整個(gè)裝配生產(chǎn)線的主控中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。
本發(fā)明充分發(fā)揮機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多種飛機(jī)輔助裝配作業(yè)功能， 包括系統(tǒng)件安裝，飛機(jī)水平測(cè)量點(diǎn)打制，雷達(dá)罩安裝孔面加工等輔助安裝及切 削加工功能， 一機(jī)多能，高度集成。此外，工業(yè)機(jī)器人的移動(dòng)式安裝布局，使 其具有更大的作業(yè)空間和范圍，保證了飛機(jī)裝配系統(tǒng)總體布局的結(jié)構(gòu)緊湊性和 作業(yè)空間開敞性。


圖1為基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主視圖； 圖2為基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖3 (a)為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)組成部分靶標(biāo)安裝法蘭主視圖； 圖3 (b)為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)組成部分靶標(biāo)安裝法蘭側(cè)視圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)組成部分工具庫的結(jié)構(gòu)主視圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)組成部分工具快換裝置的結(jié)構(gòu)圖； 圖6為壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖中左機(jī)器人工具庫l、左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)2、左十字移動(dòng)平臺(tái)下平 臺(tái)3、左工業(yè)機(jī)器人4、機(jī)身移動(dòng)平臺(tái)5、右十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)6、右工業(yè)機(jī) 器人7、右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)8、右機(jī)器人工具庫9、機(jī)身左壓緊機(jī)構(gòu)10、左 隨行升降操作臺(tái)11、左靶標(biāo)安裝法蘭12、左工具快換裝置13、右靶標(biāo)安裝法蘭 14、右工具快換裝置15、右壓緊機(jī)構(gòu)16、右隨行升降操作臺(tái)17、工具快換裝置 接口端18、工具快換裝置鎖緊端19、弧形卡板20、液壓缸21。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖l、 2所示，基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)包括左輔助裝 配裝置、機(jī)身移動(dòng)平臺(tái)5、右輔助裝配裝置，左輔助裝配裝置包括左機(jī)器人工具 庫1、左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)2、左十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)3、左工業(yè)機(jī)器人4、 機(jī)身左壓緊機(jī)構(gòu)10、左隨行升降操作臺(tái)11、左靶標(biāo)安裝法蘭12、左工具快換裝 置13，在左十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)3上設(shè)有左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)2，左十字移 動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)2上設(shè)有左工業(yè)機(jī)器人4、左機(jī)器人工具庫l，在左工業(yè)機(jī)器人4 旁設(shè)有機(jī)身左壓緊機(jī)構(gòu)10、左隨行升降操作臺(tái)ll，在左工業(yè)機(jī)器人4末端設(shè)有 左靶標(biāo)安裝法蘭12、左工具快換裝置13，右輔助裝配裝置包括右十字移動(dòng)平臺(tái) 下平臺(tái)6、右工業(yè)機(jī)器人7、右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)8、右機(jī)器人工具庫9、右 耙標(biāo)安裝法蘭14、右工具快換裝置15、右壓緊機(jī)構(gòu)16、右隨行升降操作臺(tái)17， 在右十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)6上設(shè)有右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)8，右十字移動(dòng)平臺(tái)上 平臺(tái)8上設(shè)有右工業(yè)機(jī)器人7、右機(jī)器人工具庫9，在右工業(yè)機(jī)器人7旁設(shè)有機(jī) 身右壓緊機(jī)構(gòu)16、右隨行升降操作臺(tái)17,在右工業(yè)機(jī)器人7末端設(shè)有右靶標(biāo)安 裝法蘭14、右工具快換裝置15。
工業(yè)機(jī)器人為六軸關(guān)節(jié)型串聯(lián)機(jī)器人。
十字移動(dòng)平臺(tái)分上下兩層平臺(tái)，可以沿飛機(jī)航向(Y-向)和翼展方向(X-向)移動(dòng)。十字移動(dòng)平臺(tái)的兩層平臺(tái)均由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，光柵尺作為測(cè)量反饋裝置。
十字移動(dòng)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人、工具庫、隨行升降操作臺(tái)及壓緊機(jī)構(gòu)在飛機(jī) 機(jī)身移動(dòng)平臺(tái)左右兩側(cè)對(duì)稱布局，移動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人在零位時(shí)面向飛機(jī)機(jī)身站
位，工具庫位于機(jī)器人后側(cè)。左右側(cè)的作業(yè)機(jī)構(gòu)分別完成各自一側(cè)的飛機(jī)輔助 裝配作業(yè)任務(wù)。
如圖3所示，靶標(biāo)安裝法蘭周向上均勻地分布著6個(gè)靶標(biāo)安裝孔，針對(duì)機(jī) 器人不同末端位姿的測(cè)量，選定不同的安裝孔安裝至少三個(gè)激光跟蹤儀靶標(biāo)， 使得激光跟蹤儀可以測(cè)出機(jī)器人末端的位姿并給出調(diào)整方向，以對(duì)作業(yè)位姿進(jìn) 行校正。機(jī)器人作業(yè)時(shí)，由跟蹤儀檢測(cè)機(jī)器人是否到達(dá)工作位姿，如果位姿偏 差大于指定容差，機(jī)器人按照跟蹤儀反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以保證機(jī)器人作業(yè)工 具具有正確的作業(yè)位姿。
圖4示出的為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)組成部分機(jī)器人工具庫。工具庫設(shè)有多 個(gè)隔間，隔間內(nèi)按編碼懸掛有系統(tǒng)件、加工工具頭、打點(diǎn)頭等作業(yè)工具。系統(tǒng) 件、加工工具頭和打點(diǎn)頭作業(yè)工具分別通過快速連接的接口與工具快換裝置相 連接。
圖5示出的為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)組成部分工具快換裝置的結(jié)構(gòu)圖。工具 快換裝置連接在靶標(biāo)安裝法蘭和作業(yè)工具之間，由鎖緊端19和接口端18兩部 分組成，由氣動(dòng)控制兩部分的連接與分離，實(shí)現(xiàn)工具頭的自動(dòng)抓取和更換。工 具快換裝置鎖緊端19始終與靶標(biāo)安裝法蘭相連，每個(gè)作業(yè)工具均通過法蘭與一 個(gè)工具快換裝置接口端18連接，并按編碼懸掛于工具庫中。當(dāng)作業(yè)任務(wù)改變時(shí)， 由機(jī)器人通過工具快換裝置自動(dòng)更換作業(yè)工具。工具快換裝置帶有一套可靠自 鎖裝置和自動(dòng)對(duì)接裝置，能承受一定的重量，并且能夠自動(dòng)接通電信號(hào)和壓縮 空氣等。
圖6示出的為壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。壓緊機(jī)構(gòu)在靠近機(jī)身一側(cè)設(shè)有一個(gè)帶橡 膠墊的弧形卡板20，由液壓缸21驅(qū)動(dòng)向機(jī)身一側(cè)運(yùn)動(dòng)，夾緊機(jī)身上的隔框，可 以在機(jī)身對(duì)合和精加工時(shí)起輔助抱緊作用。當(dāng)平臺(tái)固定不動(dòng)并鎖緊時(shí)，壓緊機(jī) 構(gòu)和隨行升降操作臺(tái)都在垂直航向的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)執(zhí)行不同作業(yè)任務(wù)時(shí)，它 隨著機(jī)器人一起移動(dòng)定位。
隨行升降操作臺(tái)布置在機(jī)身壓緊機(jī)構(gòu)和工業(yè)機(jī)器人之間，隨行升降操作臺(tái) 載人一側(cè)朝向機(jī)器人，且與機(jī)器人之間的距離為0.5 0.8米，以提供機(jī)器人繞 第1軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所需要的空間，另一側(cè)與壓緊機(jī)構(gòu)間的間隙則很小，以保證整 個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊。隨行移動(dòng)升降操作臺(tái)由升降系統(tǒng)、伸出系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和 控制系統(tǒng)四部分組成，可以升降及向靠近/遠(yuǎn)離機(jī)身方向移動(dòng)，在需要人工操作 時(shí)將工人輸送到適當(dāng)位置，為操作工人提供機(jī)器人操作站操作、系統(tǒng)件安裝等 作業(yè)支撐平臺(tái)。
十字移動(dòng)平臺(tái)、壓緊機(jī)構(gòu)、隨行升降操作臺(tái)和機(jī)器人均由計(jì)算機(jī)控制，并 由主控中心對(duì)所有作業(yè)過程進(jìn)行管理與調(diào)度。
進(jìn)行實(shí)際的飛機(jī)輔助裝配作業(yè)任務(wù)前，機(jī)器人控制點(diǎn)TCP的初始運(yùn)動(dòng)軌跡， 根據(jù)理論位置由離線編程系統(tǒng)生成，經(jīng)激光跟蹤儀進(jìn)行位姿校正后得到最終的 作業(yè)運(yùn)動(dòng)軌跡。位姿校正時(shí)，機(jī)器人進(jìn)行預(yù)定位，機(jī)器人控制系統(tǒng)與激光跟蹤 儀建立閉環(huán)，由跟蹤儀檢測(cè)機(jī)器人是否到達(dá)工作位姿。當(dāng)機(jī)器人按離線編程示 教程序運(yùn)動(dòng)到指定位置時(shí)，激光跟蹤儀對(duì)其位姿進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果位姿偏差大于 指定容差，機(jī)器人按照跟蹤儀反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償并生成最終的機(jī)器人輔助作業(yè) TCP運(yùn)動(dòng)軌跡，以保證機(jī)器人輔助作業(yè)時(shí)達(dá)到正確的工作位姿。
進(jìn)行實(shí)際的飛機(jī)輔助裝配作業(yè)任務(wù)時(shí)，根據(jù)校正的作業(yè)程序，工業(yè)機(jī)器人 從原始點(diǎn)(Home)位姿(根據(jù)安全作業(yè)位置及作業(yè)范圍設(shè)定)出發(fā)，運(yùn)動(dòng)到工 具抓取位姿，由工具快換裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取工具，并回到Home位姿，如果是 進(jìn)行雷達(dá)罩安裝孔、面切削加工的作業(yè)任務(wù)，則人工進(jìn)行裝刀或換刀，然后機(jī) 器人從Home位姿出發(fā)，運(yùn)動(dòng)到規(guī)定的作業(yè)位姿完成飛機(jī)輔助裝配作業(yè)任務(wù)。
由于機(jī)身本體及其支撐機(jī)構(gòu)的剛性不是很好，在對(duì)機(jī)身進(jìn)行精加工時(shí)，過 大的切削力將使加工過程的平穩(wěn)性變差。為兼顧加工質(zhì)量和效率，在開始精加 工前，首先將下平臺(tái)移動(dòng)到指定站位并鎖緊，然后左右兩側(cè)的上平臺(tái)同步運(yùn)動(dòng)， 使兩側(cè)卡板均與機(jī)身表面完全接觸，再由液壓缸驅(qū)動(dòng)卡板對(duì)機(jī)身上的隔框施加 一定大小的夾緊力。
在本實(shí)施案例中，基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)，被集成應(yīng) 用于飛機(jī)自動(dòng)化、柔性化裝配生產(chǎn)線中，主要完成系統(tǒng)件取件、定位，部分對(duì) 合面的制孔、銑平面，測(cè)點(diǎn)打制等作業(yè)任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)，其特征在于包括左輔助裝配裝置、機(jī)身移動(dòng)平臺(tái)(5)、右輔助裝配裝置，左輔助裝配裝置包括左機(jī)器人工具庫(1)、左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)(2)、左十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)(3)、左工業(yè)機(jī)器人(4)、機(jī)身左壓緊機(jī)構(gòu)(10)、左隨行升降操作臺(tái)(11)、左靶標(biāo)安裝法蘭(12)、左工具快換裝置(13)，在左十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)(3)上設(shè)有左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)(2)，左十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)(2)上設(shè)有左工業(yè)機(jī)器人(4)、左機(jī)器人工具庫(1)，在左工業(yè)機(jī)器人(4)旁設(shè)有機(jī)身左壓緊機(jī)構(gòu)(10)、左隨行升降操作臺(tái)(11)，在左工業(yè)機(jī)器人(4)末端設(shè)有左靶標(biāo)安裝法蘭(12)、左工具快換裝置(13)，右輔助裝配裝置包括右十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)(6)、右工業(yè)機(jī)器人(7)、右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)(8)、右機(jī)器人工具庫(9)、右靶標(biāo)安裝法蘭(14)、右工具快換裝置(15)、右壓緊機(jī)構(gòu)(16)、右隨行升降操作臺(tái)(17)，在右十字移動(dòng)平臺(tái)下平臺(tái)(6)上設(shè)有右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)(8)，右十字移動(dòng)平臺(tái)上平臺(tái)(8)上設(shè)有右工業(yè)機(jī)器人(7)、右機(jī)器人工具庫(9)，在右工業(yè)機(jī)器人(7)旁設(shè)有機(jī)身右壓緊機(jī)構(gòu)(16)、右隨行升降操作臺(tái)(17)，在右工業(yè)機(jī)器人(7)末端設(shè)有右靶標(biāo)安裝法蘭(14)、右工具快換裝置(15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系 統(tǒng)，其特征在于所述的工業(yè)機(jī)器人為六軸關(guān)節(jié)型串聯(lián)機(jī)器人。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系 統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)器人工具庫內(nèi)設(shè)有多個(gè)隔間，隔間內(nèi)按編碼懸掛有系 統(tǒng)件、加工工具頭或打點(diǎn)頭作業(yè)工具。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)， 其特征在于所述的系統(tǒng)件、加工工具頭和打點(diǎn)頭作業(yè)工具分別通過快速連接的 接口與工具快換裝置相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)， 其特征在于所述的隨行升降操作臺(tái)布置在機(jī)身壓緊機(jī)構(gòu)和工業(yè)機(jī)器人之間，隨 行升降操作臺(tái)載人一側(cè)朝向機(jī)器人，且與機(jī)器人之間的距離為0.5 0.8米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)， 其特征在于所述的工具快換裝置由鎖緊端(19)和接口端(18)兩部分組成， 其中鎖緊端(19)始終與靶標(biāo)法蘭相連，每個(gè)作業(yè)工具連接一個(gè)接口端，由氣 動(dòng)控制兩部分的連接與分離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)， 其特征在于所述的壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)有帶橡膠墊的弧形卡板(20)，由液壓缸(21)驅(qū) 動(dòng)夾緊機(jī)身。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)， 其特征在于所述靶標(biāo)安裝法蘭周向上均勻地分布著6個(gè)靶標(biāo)安裝孔，針對(duì)機(jī)器 人不同末端位姿的測(cè)量，選定不同的安裝孔安裝至少三個(gè)激光跟蹤儀耙標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于工業(yè)機(jī)器人的多任務(wù)飛機(jī)輔助裝配系統(tǒng)。包括在飛機(jī)機(jī)身移動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)對(duì)稱布局分布的十字移動(dòng)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人、工具庫、隨行升降操作臺(tái)和壓緊機(jī)構(gòu)，以及安裝于機(jī)器人末端法蘭的靶標(biāo)安裝法蘭和工具快換裝置。十字移動(dòng)平臺(tái)，包括上下兩層平臺(tái)，可以沿飛機(jī)航向和翼展方向移動(dòng)。可移動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人在零位時(shí)面向飛機(jī)機(jī)身，工具庫則位于機(jī)器人后側(cè)。作業(yè)工具按編碼懸掛于工具庫中，并由工具快換裝置實(shí)現(xiàn)工具的自動(dòng)更換。整個(gè)系統(tǒng)由機(jī)器人操作站進(jìn)行作業(yè)流程控制和狀態(tài)監(jiān)控，可應(yīng)用于飛機(jī)自動(dòng)化、柔性裝配生產(chǎn)線中，完成系統(tǒng)件取件、定位，部分對(duì)合面的制孔、銑平面，測(cè)量點(diǎn)打制等輔助裝配作業(yè)任務(wù)。
文檔編號(hào)B64F5/00GK101357687SQ200810121359
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者劉楚輝, 姚寶國(guó), 李江雄, 楊衛(wèi)東, 柯映林, 蓋宇春, 秦龍剛, 董輝躍, 陳學(xué)良, 黃浦縉 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)