(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210703936.5 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 国营芜湖机 械厂 地址 241000 安徽省芜湖市湾里机场 (72)发明人 班许可岭 　张平　魏嘉兵　张军　 (74)专利代理 机构 北京汇信合知识产权代理有 限公司 1 1335 专利代理师 戴凤仪 (51)Int.Cl. B23B 41/00(2006.01) B23B 35/00(2006.01) B23Q 15/14(2006.01) B23Q 17/22(2006.01) B23Q 17/24(2006.01) B25J 5/00(2006.01)B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种航空大部件表面的自动化制孔设备及 制孔方法 (57)摘要 本发明涉及可移动式自动化制孔领域， 具体 是一种航空大部件表面的自动化制孔设备及制 孔方法， 该自动化制孔设备包括机体机柜平台以 及协作机器人， 还包括： AGV小车底盘、 末端执行 部件， 其具体制孔步骤如下： S1、 AGV通过路径导 航或手动遥控方式， 将设备移动至指定工位； S2、 在机体机柜平台触摸屏的操作界面选择编制好 的钻孔程序， 也可针对需求调整钻孔参数； S3、 3D 视觉相机和2D视觉相机进行钻孔定位； S4、 电主 轴和钻孔进给轴进行钻孔； S5、 完成钻孔作业后， AGV通过路径导航或手动遥控方式， 将设备返回 停放处或移动至下一工位； 基于人机协作理念设 计， 使用协作机器人搭载末端执行部件， 同时与 AGV小车底盘配合， 可满足多工位灵活作业的需 求。 权利要求书2页 说明书4页 附图6页 CN 114918455 A 2022.08.19 CN 114918455 A 1.一种航空大部件表面的自动 化制孔设备， 包括用于实现操控及支撑的机体机柜平台 (1)以及设置在机体机柜平台(1)上的协作机器人(2)， 其特 征在于： 还 包括： AGV小车底盘(3)， 设置在机体机柜平台(1)下端， 具备顶升功能， 能自动行驶到指定工 位后平稳固定在地 面上， 保证作业时设备的稳定性； 末端执行部件(4)， 设置在协作机器人(2)上， 能够单轴进给钻孔并自动找正和定位。 2.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动 化制孔设备， 其特征在于： 所述的 AGV小车底盘(3)具有激光SLAM导航和人工遥控的控制功能， 表现为创建地图、 进行点位编 辑、 进行路线规划， 所述的AGV小车底盘(3)的底端设置有便 于与地面平稳贴合的支撑 机构。 3.根据权利要求2所述的一种航空大部件表面的自动 化制孔设备， 其特征在于： 所述的 支撑机构包括能够调平 高度的螺栓调节件(31)以及设置在螺栓调节件(31)底部的球头件 (32)。 4.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动 化制孔设备， 其特征在于： 所述的 机体机柜平台(1)用于 保证AGV小车底盘(3)和协作机器人(2)的机械臂结构连接稳定， 所述 的机体机柜平台(1)上配有15.6寸触摸屏和电气控制按钮， 所述的机体机柜平台(1)上端面 设置有便 于钻头校准的对零机构。 5.根据权利要求4所述的一种航空大部件表面的自动 化制孔设备， 其特征在于： 所述的 对零机构包括标定杆(11)、 设置在标定杆(11)上当钻孔进 给轴(42)上的钻头触碰时就会发 出IO信号的接 近开关(12)。 6.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动 化制孔设备， 其特征在于： 所述的 协作机器人(2)具有六个自由运动720 °关节， 重复定位精度 ±0.05mm。 7.根据权利要求1所述的一种航空大部件表面的自动 化制孔设备， 其特征在于： 所述的 末端执行部件(4)包括用于单轴钻孔的电主轴(41)、 与电主轴(41)连接的钻孔进 给轴(42)、 设置在电主轴(4 1)两边用于实现钻孔角度自动校正的激光测距仪(43)、 设置在 钻孔进给轴 (42)末端能识别标识自动找正和定位的3D视 觉相机(4 4)和2D视 觉相机(45)。 8.利用权利要求1至7中任一项所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备的制孔 方法， 其特 征在于： 其具体步骤如下： S1、 AGV通过路径导 航或手动遥控方式， 将设备移动至指定 工位； S2、 在机体机柜平台(1)触摸屏的操作界面选择编制好的钻孔程序， 也可针对需求调整 钻孔参数； S3、 3D视觉相机(44)和2D视觉相机(45)进行钻孔定位， 3D视觉相机(44)确定作业平面， 2D视觉相机(45)采集图像， 通过自动算法识别平 面和定位标记， 协作机器人(2)的机械臂移 动找正后， 根据工艺 参数设定计算出钻孔 位置并投影； S4、 电主轴(41)和钻孔进给轴(42)进行钻孔， 钻孔过程中激光测距仪(43)测量计算钻 头与目标平面角度， 对钻头入钻角度进行精确调整， 完成一孔作业后由机械臂按规划路径 移动至下一 孔作业， 直至全部钻完； S5、 完成钻孔作业后， AGV通过路径导航或手动遥控方式， 将设备返回停放处或移动至 下一工位。 9.根据权利要求8所述的一种航空大部件表面的自动化制孔设备的制孔方法， 其特征 在于： 所述的步骤S 3的定位标记可以是二 维码标记版、 手绘两个标记成坐标， 也可以是直接权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114918455 A 2手绘孔位标记； 其中定位标记的坐标： x0， y0； 其中x方向孔数， 即列数： a； y方向孔数即行 数： b； x方向孔距即列间距： A； y方向孔距即行间距： B； 钻孔直径： d。 10.根据权利要求9所述的一种航空大部件表面的自动 化制孔设备的制孔方法， 其特征 在于： 所述的步骤S3的自动 算法计算孔位坐标： x0+n1*A， y0+n2*B， 其中n1为1～a， n2为1～b； 同时通过逻辑判断， 进行工艺 参数防差错 运算： 6d≤A≤8d， 3d≤B≤4d。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114918455 A 3