多功能末端执行器的制作方法

1.本发明涉及机加工制造技术领域，特别是涉及一种多功能末端执行器。


背景技术：

2.在航空航天器、汽车等曲面结构件制孔加工技术中，需要采用末端执行器加工制孔。目前末端执行器集成到较小的空间比较困难；制孔用的主轴功率小，不适合铣孔和端面铣削加工，在选择合适体积的主轴时困难比较大。因此，现有的末端执行器存在集成度低、体积较大、且只能钻削和划窝、刚性差不能铣削、不适合与双摆头或机器人集成等问题。


技术实现要素：

3.(1)要解决的技术问题
4.本发明实施例提供了一种多功能末端执行器，解决了现有末端执行器集成度低、体积较大、且只能钻削和划窝、刚性差不能铣削、不适合与双摆头或机器人集成等技术问题。
5.(2)技术方案
6.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种多功能末端执行器，包括：
7.基座，所述基座上设有重载导轨和驱动装置，所述重载导轨上设有第一滑块，所述第一滑块和所述驱动装置传动相连以用于带动所述第一滑块在所述重载导轨上移动，所述第一滑块上设有主轴制孔单元；
8.压脚单元，所述压脚单元设在所述基座两端的两侧，所述压脚单元前端设有法向检测单元；
9.反馈单元，所述反馈单元集成设在所述基座上，所述反馈单元用于感应所述主轴制孔单元。
10.可选地，所述基座前端还设有视觉定位单元。
11.可选地，所述压脚单元前端还设有吸屑单元。
12.可选地，所述重载导轨的两端分别设有限位块，所述限位块位于所述第一滑块的行程上以用于对所述第一滑块限位。
13.可选地，所述压脚单元包括：
14.压脚，所述压脚设在基座上，所述压脚前端设有用于压紧曲面结构件的鼻端；
15.两压脚导轨，所述两压脚导轨设在所述基座两侧，两压脚导轨上分别设有第二滑块，两第二滑块上分别设有压脚力臂，所述压脚力臂分别支撑在所述压脚两侧的中部；
16.推动装置，所述推动装置和所述压脚传动相连以用于推动所述压脚。
17.可选地，所述推动装置包括：
18.气缸，所述气缸设在所述基座上；
19.柱塞杆，所述柱塞杆设在所述气缸的输出端，所述柱塞杆和所述压脚传动相连以用于推动所述压脚。
20.可选地，所述压脚单元还包括断刀检测装置，所述断刀检测装置设在所述基座上。
21.可选地，所述驱动装置包括：
22.丝杆，所述丝杆转动架设在所述基座上，所述丝杆和所述重载导轨平行；
23.丝杆座，所述丝杆座传动套设在所述丝杆上，所述丝杆座还和所述第一滑块传动相连；
24.电机，所述电机通过减速机和所述丝杆传动相连。
25.可选地，所述电机上设有抱闸装置。
26.(3)有益效果
27.综上，本发明的多功能末端执行器，基座、主轴制孔单元、压脚单元和反馈单元高度集成，体积小，可以与机械手、ac旋转伺服轴等匹配进行制孔和精铣加工。可以方便集成在双摆头或机器人上，提高了制孔效率，拓展制孔末端执行器加工适用性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明一实施例中多功能末端执行器的立体图；
30.图2是本发明一实施例中多功能末端执行器的侧视图；
31.图3是图2中a
‑
a处的剖面图；
32.图4是本发明一实施例中压脚单元的结构示意图；
33.图5是图4的爆炸图。
34.图中：
35.10
‑
基座；12
‑
重载导轨；122
‑
限位块；16
‑
视觉定位单元；20
‑
主轴制孔单元；22
‑
主轴；24
‑
主壳；30
‑
压脚单元；32
‑
法向检测单元；34
‑
吸屑单元；341
‑
吸尘管夹；35
‑
压脚；352
‑
鼻端；36
‑
压脚导轨；362
‑
第二滑块；364
‑
压脚力臂；37
‑
推动装置；372
‑
气缸；374
‑
柱塞杆；38
‑
断刀检测装置；40
‑
反馈单元；52
‑
丝杆；54
‑
丝杆座；56
‑
电机。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本技术。
38.请参照图1至图5，一种多功能末端执行器，包括基座10、主轴制孔单元20、压脚单元30和反馈单元40；所述基座10上设有重载导轨12和驱动装置，所述重载导轨12上设有第一滑块(图中未视出)，所述第一滑块和所述驱动装置传动相连以用于带动所述第一滑块在所述重载导轨12上移动，所述第一滑块上设有主轴制孔单元20；所述压脚单元30设在所述
基座10两端的两侧，所述压脚单元30前端设有法向检测单元32；所述反馈单元40集成设在所述基座10上，所述反馈单元40用于感应所述主轴制孔单元20。
39.本实施例的多功能末端执行器中，基座10用于固定主轴制孔单元20、压脚单元30和反馈单元40等，通过驱动装置驱动第一滑块，使第一滑块在重载导轨12上移动，通过第一滑块的移动将主轴制孔单元20带动至指定位置对航空航天器、汽车等曲面结构件制孔。压脚单元30可以前后移动，用于钻孔时压紧工件，法向检测单元32对零件法向进行检测。反馈单元40为光栅尺等元件，用于反馈主轴制孔单元20的加工工况，可以完成全闭环伺服控制，保证制孔的精度和稳定性。
40.其中，主轴制孔单元20包括主壳24和主轴22，主壳24通过第一滑块滑动设在重载导轨12上，通过主轴22制孔。压脚单元30通孔中心线和主轴22的中心线重合，压脚单元30向前移动压紧工件后，主轴22向前移动，主轴22上的刀具或钻头可以通过压脚中心孔，对压脚压紧的工件进行钻孔。具体的，法向检测单元32为激光距离传感器，激光距离传感器的数量为四个，均布安装在压脚单元30四周，检测光线和主轴22轴线平行或同时有一致的夹角，同时对工件表面进行距离测量，通过软件计算出主轴22轴线与工件表面的垂直度。优选的，重载导轨12的数量为两根，两重载导轨12分别固定在基座10的两侧，每根重载导轨12上设有第一滑块，第一滑块和主壳24固定连接，主轴22装在主壳24内。
41.本实施例的多功能末端执行器，基座10、主轴制孔单元20、压脚单元30和反馈单元40高度集成，体积小，可以与机械手、ac旋转伺服轴等匹配进行制孔和精铣加工。可以方便集成在双摆头或机器人上，提高了制孔效率，拓展制孔末端执行器加工适用性。
42.进一步地，在一实施例中，所述基座10前端还设有视觉定位单元16，视觉定位单元16由工业相机、光源、控制器组成，可以对工件表面进行拍照分析孔的位置、直径等。
43.进一步地，在一实施例中，所述压脚单元30前端还设有吸屑单元34，吸屑单元34用于除尘，具体的，吸屑单元34为工业吸尘器，配置回抽管路，前段吸尘口设置在压脚前端，吸屑单元34上还设有吸尘管夹341，用于固定吸屑单元34。
44.进一步地，在一实施例中，所述重载导轨12的两端分别设有限位块122，所述限位块122位于所述第一滑块的行程上以用于对所述第一滑块限位。限位块122能够对第一滑块限位，防止第一滑块从重载导轨12上滑出。
45.进一步地，在一实施例中，所述压脚单元30包括压脚35、两压脚导轨36和推动装置37；
46.所述压脚35设在基座10上，所述压脚35前端设有用于压紧曲面结构件的鼻端352；
47.所述两压脚导轨36设在所述基座10两侧，两压脚导轨36上分别设有第二滑块362，两第二滑块362上分别设有压脚力臂364，所述压脚力臂364分别支撑在所述压脚35两侧的中部；以实现压脚35压紧工件时变形在可控允许范围内。
48.所述推动装置37和所述压脚35传动相连以用于推动所述压脚35。推动装置37推动压脚35前伸，使鼻端352压紧曲面结构件。
49.进一步地，在一实施例中，所述推动装置37包括气缸372和柱塞杆374；所述气缸372设在所述基座10上；柱塞杆374设在所述气缸372的输出端，所述柱塞杆374和所述压脚35传动相连以用于推动所述压脚35。气缸372推动柱塞杆374，柱塞杆374推动压脚单元30前伸，使鼻端352压紧曲面结构件。
50.进一步地，在一实施例中，所述压脚单元30还包括断刀检测装置38，所述断刀检测装置38设在所述基座10上。断刀检测装置38能够检测刀具是否断裂。
51.进一步地，在一实施例中，所述驱动装置包括丝杆52、丝杆座54和电机56；所述丝杆52转动架设在所述基座10上，所述丝杆52和所述重载导轨12平行；所述丝杆座54传动套设在所述丝杆52上，所述丝杆座54还和所述第一滑块传动相连；电机56，所述电机56通过减速机和所述丝杆52传动相连。电机56通过减速机减速后带动丝杆52转动，丝杆52带动丝杆座54沿丝杆52轴向移动，从而带动第一滑块移动，最终带动主壳24沿丝杆52轴向移动。
52.进一步地，在一实施例中，所述电机56上设有抱闸装置，具体的，电机56为w轴伺服电机，w轴不需要进给时，w轴伺服电机上的抱闸装置生效，实现主轴22前后位置不变，实现铣削功能，也可以实现w轴参与的联动铣削。
53.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不限制于本技术。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围内。