(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221777033.3 (22)申请日 2022.07.12 (73)专利权人 沈阳工业大 学 地址 110870 辽宁省沈阳市铁西区经济技 术开发区沈辽西路1 11号 (72)发明人 庞志愿　李岸　 (74)专利代理 机构 沈阳智龙专利事务所(普通 合伙) 21115 专利代理师 王聪耀　宋铁军 (51)Int.Cl. B23B 39/00(2006.01) B23Q 3/06(2006.01) B23Q 17/00(2006.01) B23Q 17/24(2006.01) (54)实用新型名称 一种机器人制孔的末端执 行器 (57)摘要 本实用新型涉及一种机器人制孔的末端执 行器， 该执行器包括进给单元、 压紧单元、 主轴单 元、 激光测距仪、 底 盘、 导轨、 连接法兰和控制器， 底盘下表 面固定连接法兰， 底盘上表 面的两侧安 装导轨， 导轨上滑动连接进给单元和压紧单元， 进给单元上固定主轴单元， 压紧单元上固定激光 测距仪， 激光测距仪、 压紧单元和进给单元均与 控制器连接。 本实用新型实现法向偏角检测、 压 紧力控制、 钻锪一体化加工等功能， 提高制孔稳 定性并满足不同曲率工件， 大大提高制孔质量和 效率。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 217617836 U 2022.10.21 CN 217617836 U 1.一种机器人制孔的末端执行器， 其特征在于： 该执行器包括进给单元、 压紧单元、 主 轴单元、 激光测距仪 （2） 、 底盘 （8） 、 导轨 （7） 、 连接法兰 （16） 和控制器， 底盘 （8） 下表面固定连 接法兰 （16） ， 底盘 （8） 上表面的两侧安装导轨 （7） ， 导轨 （7） 上滑动连接进给单元和压紧单 元， 进给单元上固定主轴单元， 压紧单元上固定激光测距仪 （2） ， 激光测距仪 （2） 、 压紧单元 和进给单元均与控制器连接 。 2.根据权利要求1所述的一种机器人制孔的末端执行器， 其特征在于： 所述压 紧单元包 括压脚 （1） 、 电动缸 （4） 、 压紧机构 （3） 、 第一光栅尺 （14） 、 第一压紧机构头部件 （18） 、 第二压 紧机构头部件 （19） 和压力传感器 （17） ， 电动缸 （4） 安装在底盘 （8） 的一侧面并与压紧机构 （3） 固定连接， 压紧机构 （3） 和导轨 （7） 滑动连接， 压紧机构 （3） 背离进给单元的表面上固定 安装第二压紧机构头部件 （19） ， 第二压紧机构 头部件 （19） 与第一压紧机构头部件 （18） 扣合 连接； 在第二压紧机构头部件 （19） 与第一压紧机构头部件 （18） 内部， 第二压紧机构头部件 （19） 上固定安装压力传感器 （17） ， 压力传感器 （17） 上固定安装压脚 （1） ， 压紧机构 （3） 、 第二 压紧机构头部件 （19） 、 压力传感器 （17） 、 压脚 （1） 和第一压紧机构头部件 （18） 所在的中心轴 线上均设置有预留孔 （2 2） ， 压脚 （1） 能穿过第一压紧机构头 部件 （18） 的预留孔 （2 2） 。 3.根据权利要求2所述的一种机器人制孔的末端执行器， 其特征在于： 所述压脚 （1） 包 括压脚机构 （1 ‑3） 、 软橡胶圈 （1 ‑1） 和硬橡胶圈 （1 ‑2） ， 压脚机构 （1 ‑3） 的一端与压力传 感器 （17） 固定连接， 另一端外环面上固定安装内凹环状的软橡胶圈 （1 ‑1） 内环面上固定安装环 状的硬橡胶圈 （1 ‑2） ， 外环的软橡胶圈 （1 ‑1） 和内环的硬橡胶圈 （1 ‑2） 形成吸盘 状结构。 4.根据权利要求1所述的一种机器人制孔的末端执行器， 其特征在于： 所述进给单元包 括滚珠丝杠 （9） 、 联轴 器 （5） 、 伺服电机 （6） 、 工作台滑块 （10） 、 第二光栅尺 （15） 、 第一支撑座 （20） 和第二支撑座 （21） ， 第一支撑座 （20） 和第二支撑座 （21） 固定安装在底盘 （8） 上表面， 伺 服电机 （6） 通过第一支撑座 （20） 固定安装在底盘 （8） 后部， 伺服电机 （6） 通过联轴器 （5） 和滚 珠丝杠 （9） 连接， 滚珠丝杠 （9） 的两端通过轴承安装在第一支撑座 （20） 和第二支撑座 （21） 上， 滚珠丝杠 （9） 上螺纹连接工作台滑 块 （10） ， 工作台滑 块 （10） 的两端与导轨 （7） 滑动连接， 第二光栅尺 （15） 固定在底盘 （8） 的一侧面。 5.根据权利要求1所述的一种机器人制孔的末端执行器， 其特征在于： 所述主轴单元包 括电主轴紧固件 （11） 、 主轴电机 （12） 和钻刀 （13） ， 主轴电机 （12） 固定安装在工作台滑块 （10） 上， 主轴电机 （12） 连接钻刀 （13） ， 钻刀 （13） 能依次穿过压紧机构 （3） 、 第二压紧机构头 部件 （19） 、 压力传感器 （17） 、 压脚 （1） 和第一压紧机构头 部件 （18） 的预留孔 （2 2） 。 6.根据权利要求1所述的一种机器人制孔的末端执行器， 其特征在于： 所述激光测距仪 （2） 设置有 四个， 四个激光测距仪 （2） 均布安装在第一压紧机构头部件 （18） 四周， 并保证四 个激光测距仪 （2） 的光线相交于钻刀 （13） 轴线上一 点。 7.根据权利要求6所述的一种机器人制孔的末端执行器， 其特征在于： 所述钻刀 （13） 为 钻锪一体刀具。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217617836 U 2一种机器人制孔的末端执行器 技术领域 [0001]本实用新型涉及机械装配自动化领域， 具体是涉及一种机器人制孔的末端执行 器。 背景技术 [0002]在飞机的制造过程中， 存在着大量的制孔、 锪窝等工作， 而且制孔质量在很大程度 上决定了飞机整体性能的好坏。 现有的制孔工艺， 多采用专用机床及人工制孔， 受工件尺 寸 的影响， 专用机床有其局限性， 而人工制孔， 对技术工人 的经验素质要求较高， 存在制孔质 量一致性差、 效率低等不 足。 工业机器人制孔系统具有工作空间大、 柔性好、 制孔效率高、 制 孔精度高的优点， 已成为飞机 自动化装配领域一项重要技术。 但工业机器人因自身开环串 联结构导致其存在刚度较低、 稳定性较差的不足， 制孔时因稳定性不足引起的振动是机器 人制孔误差的主要因素。 因此提高机器人制孔系统稳定性和减轻末端 执行器重量对于提高 机器人制孔质量具有重要意 义。 [0003]综上现有装置的缺陷： [0004]1.现有的制孔末端执行器为了避免压脚与工件磨损， 在压脚的表面上安装有一层 较硬的橡胶,工件为外凸的曲面而压脚表面为平面， 工件因其与压脚的接触面积较小而产 生较大的变形使锪窝精度下降， 此外工件与压脚的接触效果不好使制孔系统的稳定性降低 进而影响制孔质量。 [0005]2． 现有的制孔末端执行器大都采用双层底盘结构， 压紧单元和进给单元都配置有 单独的导轨， 导 致末端执 行器整体刚度低， 质量大。 [0006]3． 现有的制孔末端执行器大都采用气缸为压紧单元提供压紧力， 气缸的输出力精 度较低， 启停不稳定， 容 易造成污染， 噪音大， 稳定性差， 配件较多。 发明内容 [0007]本实用新型提供了一种轻量型的机器人制孔末端执行器， 可以实现法向偏角检 测、 压紧力控制、 钻锪一体化加工等功能， 提高制孔稳定性并满足不同曲率工件， 大大提高 制孔质量和效率。 [0008]技术方案： [0009]一种机器人制孔的末端执行器， 该执行器包括进给单元、 压紧单元、 主轴单元、 激 光测距仪、 底盘、 导轨、 连接法兰和控制器， 底盘下表 面固定连接法兰， 底盘上表面的两侧安 装导轨， 导轨上滑动连接进给单元和压紧单元， 进给单元上固定主轴单元， 压紧单元上固定 激光测距仪， 激光测距仪、 压紧单 元和进给 单元均与控制器连接 。 [0010]进一步的， 所述压紧单元包括压脚、 电动缸、 压紧机构、 第一光栅尺、 第一压紧机构 头部件、 第二压紧机构头部件和压力传感器， 电动缸安装在底盘的一侧 面并与压紧机构固 定连接， 压紧机构和 导轨滑动连接， 压紧机构背离进给单元 的表面上固定安装第二压紧机 构头部件， 第二压紧机构头部件与第一压紧机构头部件扣合连接； 在第二压紧机构头部件说　明　书 1/5 页 3 CN 217617836 U 3