具有双回转运动轴单驱动机构的五轴联动数控钻铆设备

摘要

本发明公开一种具有双回转运动轴单驱动机构的五轴联动数控钻铆设备，包括机架，所述机架上活动安装有驱动镦紧头沿相对垂直的A轴和B轴转动的双回转运动轴单驱动机构，所述的双回转运动轴单驱动机构包括：两侧与机架转动配合的A轴回转座；活动安装在A轴回转座内且绕B轴回转的移动镦紧组件，所述镦紧头安装在该移动镦紧组件；位于A轴回转座一侧且用于驱动所述A轴回转座的第一伺服电机；设置在A轴回转座中的第二伺服电机；由所述第二伺服电机驱动旋转的B轴小齿轮；设置在所述移动镦紧组件上且与B轴小齿轮啮合用以驱动所述移动镦紧组件回转的B轴大齿轮。本发明的AB轴均采用回转运动单驱动机构，结构简单，布置紧凑，回转精度高。

说明书

技术领域

本发明涉及飞机装配技术与装备领域，尤其涉及一种具有双回转运动 轴单驱动机构的五轴联动数控钻铆设备。

背景技术

铆接技术是航空制造业中普遍使用的一项机械连接技术，其加工工艺 相对简单，铆接质量易于控制，并具有重量轻、强度高的优势，在航空制 造领域得到广泛的应用。传统的铆接产品质量受工人个体因素的影响比较 大，因此难以确保稳定、高质高效的连接。因此难以确保稳定、高质高效 的连接。为了保证飞机的装配质量、提高飞机装配效率，发展自动钻铆技 术，使用自动钻铆设备进行自动化钻铆是一种必然的趋势。

五轴联动数控钻铆设备的AB回转运动轴驱动机构是五轴联动数控钻 铆设备的核心功能部件，它是一个集机械、电气等于一体的高度集成系统， 其参数水平对于设备的加工品质影响巨大，成为设备加工能力提高的关 键。目前以欧美、日本为代表的五轴联动数控设备代表了当今五轴联动数 控设备发展的最高水平，国内仍存在一定的差距，因此研发一种五轴联动 数控钻铆设备AB回转运动轴单驱动机构，满足五轴联动数控钻铆设备移 动镦紧组件及五轴联动数控机床回转运动的功能需求具有重要的现实意 义。

发明内容

本发明提供一种具有双回转运动轴单驱动机构的五轴联动数控钻铆 设备，采用A轴伺服电机与减速器连接，减速器通过A轴回转轴承组件与B 轴焊合件连接，伺服电机减速器直接驱动实现A轴回转运动；B轴伺服电 机与减速器连接，减速器与B轴小齿轮固结在一起，B轴小齿轮与B轴大齿 轮啮合实现B轴单驱动回转运动；A轴、B轴回转运动均设有限位开关和机 械限位装置。

本发明的具体技术方案如下：

一种具有双回转运动轴单驱动机构的五轴联动数控钻铆设备，包括机 架，所述机架上活动安装有驱动镦紧头沿相对垂直的A轴和B轴转动的双 回转运动轴单驱动机构，所述的双回转运动轴单驱动机构包括：

两侧与机架转动配合的A轴回转座；

活动安装在A轴回转座内且绕B轴回转的移动镦紧组件，所述镦紧头 安装在该移动镦紧组件；

位于A轴回转座一侧且用于驱动所述A轴回转座的第一伺服电机；

设置在A轴回转座中的第二伺服电机；

由所述第二伺服电机驱动旋转的B轴小齿轮；

设置在所述移动镦紧组件上且与B轴小齿轮啮合用以驱动所述移动镦 紧组件回转的B轴大齿轮。

进一步的，所述A轴回转座的两侧分别通过第一A轴回转轴承组件和 第二A轴回转轴承组件转接在机架上。

本发明中的A轴回转座由A轴焊合件和B轴焊合件组成，两侧的A轴回 转轴承组件减少转动的摩擦损耗，提高回转精度。

进一步的，所述A轴回转座具有中空的内腔，绕B轴回转的移动镦紧 组件安装该内腔中，是整体结构更加紧凑。

进一步的，所述机架上安装有控制A轴回转座绕A轴回转运动的第一 回转行程挡块，所述A轴回转座的两侧设有与回转行程挡块配合的第一行 程撞块和第二行程撞块。即通过第一回转行程挡块对第一行程撞块和第二 行程撞块的阻挡，实现A轴回转运动的机械限位。

进一步的，所述机架的上下两侧安装有控制A轴回转座绕A轴回转运 动的第一电感式行程开关和第二电感式行程开关，所述A轴回转座的侧面 设有用于触动两电感式行程开关的四个A轴回转行程感应块。利用A轴回 转行程感应块触动电感式行程开关，实现A轴回转运动的电限位。

进一步的，所述A轴回转座内设有控制移动镦紧组件绕B轴回转运动 的第二回转行程挡块，所述移动镦紧组件上具有与第二回转行程挡块配合 第三行程撞块和第四行程撞块；也是通过回转行程挡块和行程撞块的阻挡 配合，用于B轴回转运动的机械限位。

进一步的，所述A轴回转座内设有控制移动镦紧组件绕B轴回转运动 的第三电感式行程开关和第四电感式行程开关，这两个电感式行程开关可 与相应的触动块配合，实现B轴回转运动的电限位。

本发明的有益效果如下：

1)A轴与B轴焊合件轴承组件相连，B轴嵌套在B轴焊合件中，AB轴 成相互垂直布置，提高了结构的刚度及稳定性；

2)AB轴均采用回转运动单驱动机构，结构简单，布置紧凑，在满足 移动镦紧组件精度要求的前提下最大限度降低成本；

3)可以实现A轴行程90°，速度180deg/min，定位精度达到±60arc sec，重复定位精度±30arcsec，B轴行程40°，速度180deg/min，定位精 度±60arcsec，重复定位精度±30arcsec；

4)AB回转运动轴采用伺服电机驱动，可以快速响应设备指令，实现 钻铆设备回转运动的精确定位；

5)在回转运动中设置了限位开关和机械限位装置，最大限度提高了 设备的安全可靠性能。

附图说明

图1是五轴联动数控钻铆设备AB回转运动轴轴测图；

图2是五轴联动数控钻铆设备AB回转运动轴主剖视图；

图3是五轴联动数控钻铆设备AB回转运动轴左视图；

图4是五轴联动数控钻铆设备AB回转运动轴俯视图；

图中：第一伺服电机1和第二伺服电机16、第一减速器2和第二19、 B轴焊合件3、拖链4、拖链安装盒5、B轴驱动减速器支座盖板6、A轴 焊合件7、B轴回转轴承组件8、第一行程撞块9、第二行程撞块12、第 三行程撞块31、第四行程撞块35、第一直通式压注油杯10、第二直通式 压注油杯18、第一A轴回转轴承组件11和第二A轴回转轴承组件17、B 轴回转轴承及编码器组件13、第一回转行程挡块14、第二回转行程挡块 24、A轴编码器组件15、B轴驱动电机支座20、B轴小齿轮21、B轴大 齿轮22、第一电感式行程开关23、第二电感式行程开关25、第三电感式 行程开关30、第四电感式行程开关34、第一A轴回转行程感应块26、第 二A轴回转行程感应块27、第三A轴回转行程感应块28、第四A轴回转 行程感应块29、移动镦紧组件32和接头式压注油杯33。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的五轴联动数控钻铆设备作进一步详细描述。

如图1、图2、图3和图4所示，一种具有双回转运动轴单驱动机构 的五轴联动数控钻铆设备，设备的机架上设有驱动移动镦紧组件32绕AB 轴回转运动的双回转运动轴单驱动机构，包括：第一伺服电机1和第二伺 服电机16、第一减速器2和第二19、B轴焊合件3、拖链4、拖链安装盒 5、B轴驱动减速器支座盖板6、A轴焊合件7、B轴回转轴承组件8、第 一行程撞块9、第二行程撞块12、第三行程撞块31、第四行程撞块35、 第一直通式压注油杯10、第二直通式压注油杯18、第一A轴回转轴承组 件11和第二A轴回转轴承组件17、B轴回转轴承及编码器组件13、第一 回转行程挡块14、第二回转行程挡块24、A轴编码器组件15、B轴驱动 电机支座20、B轴小齿轮21、B轴大齿轮22、第一电感式行程开关23、 第二电感式行程开关25、第三电感式行程开关30、第四电感式行程开关 34、第一A轴回转行程感应块26、第二A轴回转行程感应块27、第三A 轴回转行程感应块28、第四A轴回转行程感应块29、移动镦紧组件32 和接头式压注油杯33。

A轴焊合件7和B轴焊合件3组成A轴回转座，A轴回转座的两侧 通过第一A轴回转轴承组件11和第二A轴回转轴承组件17转动配合在 机架内。第一伺服电机1与第一减速器2相联，第一减速器2通过第一A 轴回转轴承组件11与A轴焊合件7及B轴焊合件3连接，另一侧A轴焊 合件7与B轴焊合件3通过第二A轴回转轴承组件17相连，伺服电机减 速器直接驱动实现A轴单驱动回转运动，第一直通式压注油杯10和第二 直通式压注油杯18安装在A轴焊合件7上实现第一A轴回转轴承组件11 和第二A轴回转轴承组件17的润滑。

第二伺服电机16与第二减速器19相联，第二减速器19固定在B轴 驱动电机支座20上，第二减速器19通过螺钉与B轴小齿轮21相连，B 轴驱动减速器支座盖板6与B轴驱动电机支座20相连实现密封，B轴大 齿轮22与移动镦紧组件32固结在一起，B轴小齿轮21与B轴大齿轮22 相啮合实现B轴单驱动回转运动。

B轴焊合件3通过B轴回转轴承组件8和B轴回转轴承及编码器组件 13与移动镦紧组件32连接，第二回转行程挡块24、第一电感式行程开关 23、第二电感式行程开关25及第一行程撞块9、第二行程撞块12安装在 A轴焊合件7上实现A轴回转运动的电限位及机械限位，第一回转行程挡 块14、第三电感式行程开关30、第四电感式行程开关34及第三行程撞块 31、第四行程撞块35安装在B轴焊合件3上实现B轴回转运动的电限位 及机械限位。

以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本 发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。