一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统

摘要

本发明实施例公开了一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，涉及飞机自动化装配技术领域，能够提高制孔过程中的加工质量和稳定性。本发明包括：通过多气缸连接柔性轨道的龙门过桥，底部带有真空吸盘的柔性轨道和利用齿轮链条传动的移动制孔平台。龙门过桥横跨于机身两侧，通过多组可伸缩气缸吊装柔性轨道铺设在机身表面；多腿并联的移动制孔平台通过四轴联动调整制孔刀尖法向并协同稳固进给，实现高精度制孔。本发明适用于非凸曲面的吸附和制孔任务。

权利要求

1.一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，包括移动制孔平台（1），其特征在于，移动制孔平台（1）包括：底盘框架（22）、内框架（16）、末端执行器（37）、主轴（17）、压力脚（30）、立柱支腿（19）和拖车（26）；

底盘框架（22）四个边角下方分别安装有四组V型轮（21），底盘框架（22）的外侧连接拖车（26），移动制孔平台（1）通过底盘框架（22）底部的V型轮（21）与柔性轨道（10）连接；

四条立柱支腿（19）与内框架（16）通过立柱支腿（19）的底端的基座安装在底盘框架（22）上；

内框架（16）的四侧均安装有直线导轨（15）和丝杆（24），末端执行器（37）通过丝杆（24）在直线导轨（15）上实现在两个坐标轴方向上的移动；

每条立柱支腿（19）内安装有直线电机和伺服驱动器，立柱支腿（19）的底部安装有用于X向和Y向调姿补偿锁紧气缸（20）；

所述两个坐标轴方向包括所述X向和所述Y向，而Z轴进给由四条立柱支腿（19）同步耦合进给实现；

主轴（17）安装在末端执行器（37）上，压力脚（30）安装在主轴（17）下方，压力脚（30）的通孔与主轴（17）同轴设置；

柔性轨道（10）通过支撑气缸（11）与龙门过桥（2）连接，柔性轨道（10）的底部安装有真空吸盘（32），柔性轨道（10）通过真空吸盘（32）以拟形的方式吸附在机身（3）蒙皮上；

工艺走台（5）和龙门过桥（2）组成刚性辅助工装模块，龙门过桥（2）通过底部的滑轮（12）安装在工艺走台（5）的地轨（13）上，工艺走台（5）上安装有工控机（4）。

2.根据权利要求1所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，拖车（26）上安装有伺服电机和传动齿轮（27），移动制孔平台（1）通过齿轮链条副在柔性轨道（10）上移动，所述伺服电机带有减速器；

拖车（26）上安装有限位传感器（25），限位传感器（25）用于检测障碍物。

3.根据权利要求1所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，龙门过桥（2）在底部两侧各安装有两组滑轮（12），两组滑轮（12）与工艺走台（5）上的地轨（13）相配合；

龙门过桥（2）内侧安装有支撑气缸（11），龙门过桥（2）通过支撑气缸（11）连接柔性轨道（10）。

4.根据权利要求3所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，工艺走台（5）内侧通过铰接链安装翻板（7），翻板（7）的翻折方式为上下翻折，工艺走台（5）外侧设有护栏（8），在工艺走台（5）靠近机头与前机身对接位置处留有电源（14）插头；

工艺走台（5）上铺设有地轨（13），地轨（13）由角钢倒置在工艺走台（5）表面构成，地轨（13）贯穿整个工艺走台（5），龙门过桥（2）在工艺走台（5）上沿着地轨（13）方向移动。

5.根据权利要求4所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，工艺走台（5）后方设有梯子（9），梯子（9）引导至地面。

6.根据权利要求1所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，每个支撑气缸（11）的基座安装在龙门梯架上，支撑气缸（11）的一端与柔性轨道（10）的外侧的飞边相连接；

共七组支撑气缸（11）的安装位置以地面垂线与龙门过桥（2）最顶端的交点为基准，每两根支撑气缸（11）间隔30度。

7.根据权利要求1所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，柔性轨道（10）由宽100mm且厚3mm的304标准的钢板（36）制成，柔性轨道（10）中每间隔500mm向外侧保留一处100mm*100mm的飞边（35），轨道中间位置留有宽10mm且厚0.5mm厚度的浅槽；

传动链条（34）安装在浅槽内，传动链条（34）每隔500mm处存在一个安装扣，使用螺钉将传动链条（34）固定在柔性轨道（10）表面。

8.根据权利要求1所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，真空吸盘（32）顶部开有两个螺栓孔，通过两根支撑螺栓（33）将真空吸盘（32）与柔性轨道（10）连接。

9.根据权利要求1所述的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其特征在于，所述自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统的运行过程包括：

1)架设工艺走台（5）和龙门过桥（2）于工位上机身两侧，逐次将柔性轨道（10）和移动制孔平台（1）安装到龙门过桥（2）上；

2)推动龙门过桥（2）到达待加工区域后，依次铺设柔性轨道（10）并吸附在机身（3）表面；

3)移动制孔平台（1）沿着柔性轨道（10）依次完成所覆盖区域的制孔任务；

4)完成所有制孔任务后，移动制孔平台（1）回到初始安装位置，释放柔性轨道（10），推动龙门过桥（2）至机身（3）尾部，等待下一架次的加工任务。

说明书

一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统

技术领域

[0001] 本发明涉及飞机自动化装配技术领域，尤其涉及一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统。

背景技术

[0002] 随着国内民用航空市场的扩大，对航空制造业的需求逐渐向多品种、小批量、快速转产发展，这就对飞机制造装备的研制和新型工艺体系的探索提出了更高的需求。飞机部
件装配时飞机制造全流程中难度最大、工作量最多、工艺流程最为复杂的环节，装配质量的
水平直接决定了飞机性能及使用寿命。

[0003] 美国波音公司开发出一种适应于大型飞机机身筒段对接区域制孔任务的柔性轨道制孔系统。该柔性轨道系统通过安装于导轨底部的真空吸盘，直接吸附在飞机等值段机
身曲面上开展自动制孔作业。但真空吸盘吸附在机身蒙皮表面的固定方式，若所加工机身
筒段整体刚性较差，势必导致在制孔任务时存在系统加工过程的不稳定，严重时出现断刀
等危险工况。且对于机身外表面并不光滑平顺的机身蒙皮而言，导致了柔性轨道制孔系统，
无法适应于一些非凸曲面的吸附和制孔任务。

[0004] 国内高校联合企业，也涉及了自己的方案，比如：利用带有齿轮齿条的柔性轨道驱动末端执行器在工件表面上移动，但是采用电机与齿轮齿条的传动实现X、Y轴的移动，定位
精度差；运载小车与柔性轨道连接处为刚性连接，无法适应复杂曲率甚至非凸曲面。或者
是，但单侧轨道对于制孔执行器的刚性支撑不足，在铺设在曲面时电机与齿轮齿条的啮合
存在一定间隙，制孔过程中易于晃动，加工过程稳定性较差。

发明内容

[0005] 本发明的实施例提供一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，能够提高制孔过程中的加工质量和稳定性。

[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

[0007] 一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，移动制孔平台1包括：底盘框架22、内框架16、末端执行器37、主轴17、压力脚30、立柱支腿19和拖车26；

[0008] 底盘框架22四个边角下方分别安装有四组V型轮21，底盘框架22的外侧连接拖车26，移动制孔平台1通过底盘框架22底部的V型轮21与柔性轨道10连接；

[0009] 四条立柱支腿19与内框架16通过立柱支腿19的底端的基座，安装在底盘框架22上；

[0010] 内框架16的四侧均安装有直线导轨15和丝杆24，末端执行器37通过丝杆24在直线导轨15实现在两个坐标轴方向上的移动；

[0011] 主轴17安装在末端执行器37上，压力脚30安装在主轴17下方，压力脚30的通孔与主轴17同轴设置；

[0012] 柔性轨道10通过支撑气缸11与龙门过桥2连接，柔性轨道10的底部安装有真空吸盘32，柔性轨道10通过真空吸盘32以拟形的方式吸附在机身3蒙皮上；

[0013] 工艺走台5和龙门过桥2组成刚性辅助工装模块，龙门过桥2通过底部的滑轮12安装在工艺走台5的地轨13上，工艺走台5上安装有工控机4。

[0014] 所述自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统的运行过程包括：

[0015] 1)架设工艺走台5和龙门过桥2于工位上机身两侧，逐次将柔性轨道10和移动制孔平台1安装到龙门过桥2上；

[0016] 2)推动龙门过桥2到达待加工区域后，依次铺设柔性轨道10并吸附在机身3表面；

[0017] 3)移动制孔平台1沿着柔性轨道10依次完成所覆盖区域的制孔任务；

[0018] 4)完成所有制孔任务后，移动制孔平台1回到初始安装位置，释放柔性轨道10，推动龙门过桥2至机身3尾部，等待下一架次的加工任务。

[0019] 本发明实施例提供的自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，克服现有机头与前机身对接装配过程中的技术难点，简化工艺流程，本发明提供了一种通用型、刚柔结合
的环形轨道制孔系统，可以适应于不同曲率蒙皮的加工，通过支撑气缸提升柔性轨道的刚
性，加工过程更稳定，从而提升飞机装配效率，提高加工质量和稳定性。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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它的附
图。

[0021] 图1是本发明实施例中的整体结构示意图；

[0022] 图2是本发明实施例中的整体主视图；

[0023] 图3是本发明实施例中的龙门过桥处各模块的局部示意图；

[0024] 图4是本发明实施例中的移动制孔平台的结构示意图；

[0025] 图5是本发明实施例中的移动制孔平台的仰视图；

[0026] 图6是本发明实施例中的柔性轨道的结构示意图；

[0027] 附图中各标记表示：移动制孔平台1、龙门过桥2、机身3、工控机4、工艺走台5、机身定位工装6、翻板7、护栏8、梯子9、柔性轨道10、支撑气缸11、槽轮12、地轨13、电源14、直线导
轨15、内框架16、主轴电机17、同步带18、立柱支腿19、补偿锁紧气缸20、V型轮21、底座框架
22、坦克链23、丝杠24、限位传感器25、拖车26、传动齿轮27、工业相机28、光源29、压力脚30、
吸屑装置31、真空吸盘32、支撑螺栓33、传动链条34、飞边35、钢板36、末端执行器37、激光位
移传感器38。

具体实施方式

[0028] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示
例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类
似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能
解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形
式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书
中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除
存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，
当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者
也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使
用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。进一步的，诸
如所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用
以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视
为本发明可实施的范畴。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术
语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的
意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的
上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义
来解释。

[0029] 为克服现有机身段对接装配过程中的技术不足，本实施例提供一种可快速部署的自适应混连结构式刚柔结合轨道制孔系统，适用于机身对接区域的自动化制孔装配任务。
本实施例的设计思路主要在于，通过多气缸连接柔性轨道的龙门过桥，底部带有真空吸盘
的柔性轨道和利用齿轮链条传动的移动制孔平台。龙门过桥横跨于机身两侧，通过多组可
伸缩气缸吊装柔性轨道铺设在机身表面；多腿并联的移动制孔平台通过四轴联动调整制孔
刀尖法向并协同稳固进给，实现高精度制孔。

[0030] 具体一种自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统，其中，如图1-6所示的，移动制孔平台1包括：底盘框架22、内框架16、末端执行器37、主轴17、压力脚30、立柱支腿19和
拖车26。

[0031] 底盘框架22四个边角下方分别安装有四组V型轮21，底盘框架22的外侧连接拖车26，移动制孔平台1通过底盘框架22底部的V型轮21与柔性轨道10连接。

[0032] 四条立柱支腿19与内框架16通过立柱支腿19的底端的基座，安装在底盘框架22上。

[0033] 内框架16的四侧均安装有直线导轨15和丝杆24，末端执行器37通过丝杆24在直线导轨15实现在两个坐标轴方向上的移动。

[0034] 主轴17安装在末端执行器37上，采用同步带的方式传输动力，压力脚30安装在主轴17下方，压力脚30的通孔与主轴17同轴设置。压力脚30为电机驱动，制孔时和腿部协同运
动，提供压力的同时保证压力脚和制孔主轴的精确位置。

[0035] 柔性轨道10通过支撑气缸11与龙门过桥2连接，柔性轨道10的底部安装有真空吸盘32，柔性轨道10通过真空吸盘32以拟形的方式吸附在机身3蒙皮上。柔性轨道通过真空吸
盘吸附在机身蒙皮表面，由多段组件拼接而成并且底部安装有真空吸盘，基本拟形吸附在
飞机蒙皮上，适应不同的机身曲率。

[0036] 工艺走台5和龙门过桥2组成刚性辅助工装模块，龙门过桥2通过底部的滑轮12安装在工艺走台5的地轨13上，工艺走台5上安装有工控机4。

[0037] 具体来说，移动制孔平台1包括底盘框架、导轨安装座、末端执行器、电主轴、压力脚、立柱框架。底盘框架作为移动平台的外框架，外框架内部开有管孔，用于穿插布置管线。
四个立柱框架下方安装有四组V型轮，四条支腿与内框架通过支腿底端的基座安装在底盘
框架上。内框架两侧安装有直线导轨和丝杆，末端执行器通过滚珠丝杠在内框架上实现X、Y
轴两个方向上移动，用于调节X、Y两个方向坐标。主轴安装在末端执行器上，采用同步带的
方式传输动力。压力脚安装在主轴下方，压力脚的通孔与主轴同轴设置，压力脚内部一侧开
有通孔，用于吸屑的气管安装在通孔内。移动制孔平台包括基准检测装置、法向调姿装置和
制孔装置。基准检测装置和法向调姿装置安装在末端执行器37的压力脚上，基准检测装置
对工件上的基准孔进行扫描，法向调姿装置通过非接触式激光距离传感器测量压力脚至蒙
皮表面的距离。法向调姿装置与制孔装置均采用并联机构，多腿同步耦合运动。

[0038] 在本实施例中，如图4所示的，每条立柱支腿19内安装有直线电机和伺服驱动器，立柱支腿19的底部安装有用于X向和Y向调姿补偿锁紧气缸20。所述两个坐标轴方向包括所
述X向和所述Y向，而Z轴进给由四条立柱支腿19同步耦合进给实现。法向调姿装置是基于并
联机构的四条立柱支腿19按不同进给量进给实现刀尖点的法向调整。

[0039] 具体的，立柱支腿19内安装有直线电机、伺服驱动器和导轨，每条支腿都可以独立执行移动指令，实现各支腿沿着导轨上下移动，所述法向调姿装置是基于并联机构的四条
支腿，根据法向检测的当前刀尖轴线与目标法向偏差数据经过上位机法向调姿算法的求
解，输出四条腿各自不同的调整高度，各腿电机执行不同的进给量，调整刀尖轴线与目标法
向偏差在合理范围内，从而实现刀尖的法向调姿。为实现上述法向调姿过程，每条支腿的底
部都安装有X、Y轴方向调姿补偿滑轨，避免四条支腿发生干涉。所述托板上安装有带有减速
器的伺服电机，减速器的齿轮与柔性轨道的安装的链条啮合，电机执行上位机指令驱动整
个移动制孔平台在柔性轨道上移动。拖车上还安装有光电限位传感器，当检测到柔性轨道
前方存在障碍物时及时发出信号，控制电机停止移动。

[0040] 在本实施例中，如图4所示的，拖车26上安装有伺服电机和传动齿轮27，移动制孔平台1通过齿轮链条副在柔性轨道10上移动，所述伺服电机带有减速器。拖车26上安装有限
位传感器25，限位传感器25用于检测障碍物。

[0041] 如图3所示的，龙门过桥2在底部两侧各安装有两组滑轮12，两组滑轮12与工艺走台5上的地轨13相配合。龙门过桥2内侧安装有支撑气缸11，龙门过桥2通过支撑气缸11连接
柔性轨道10，对其进行定位和支撑。

[0042] 在本实施中，如图1、2、3所示的，工艺走台5内侧通过铰接链安装翻板7，翻板7的翻折方式为上下翻折，工艺走台5外侧设有护栏8，在工艺走台5靠近机头与前机身对接位置处
留有电源14插头。工艺走台5上铺设有地轨13，地轨13由角钢倒置在工艺走台5表面构成，地
轨13贯穿整个工艺走台5，龙门过桥2在工艺走台5上沿着地轨13方向移动。进一步的，工艺
走台5后方设有梯子9，梯子9引导至地面，工艺走台5上还安装有工控机4。

[0043] 具体的，工艺走台内侧通过铰接链安装有多个翻板，可以上下翻折打开，腾出空间，便于工人在柔性轨道铺设的两端即机身腰部中段处，检查轨道铺设状况，实时监测柔性
轨道上真空吸盘的状况。在设备外侧及前段设有护栏，保护工人防止跌落。靠近机头与前机
身对接位置处留有电源插头，为走台上一旁的工控机、移动制孔平台提供电源。工艺走台上
铺设有地轨，所述地轨由角钢倒置在工艺走台表面构成，贯穿整个工艺走台，龙门过桥可以
在工艺走台上沿着地轨方向移动。龙门过桥可以在工艺走台上沿着地轨方向移动。工艺走
台后方设有引导至地面的梯子，以便工人上下工艺走台，搬运工具。工艺走台在机身两侧保
留较多空间，可摆放其他辅助设备，如吸尘器，工控机，刀具箱等，供现场协调配合作业。

[0044] 在本实施例中，如图5所示的，每个支撑气缸11的基座安装在龙门梯架上，支撑气缸11的一端与柔性轨道10的外侧的飞边相连接。共七组支撑气缸11的安装位置以地面垂线
与龙门过桥2最顶端的交点为基准，每两根支撑气缸11间隔30度，从而覆盖机身上半部分。

[0045] 在本实施例中，如图6所示的，柔性轨道10由宽100mm且厚3mm的304标准的钢板36制成，柔性轨道10中每间隔500mm向外侧保留一处100mm*100mm的飞边35，轨道中间位置留
有宽10mm且厚0.5mm厚度的浅槽。传动链条34安装在浅槽内，传动链条34每隔500mm处存在
一个安装扣，使用螺钉将传动链条34固定在柔性轨道10表面。

[0046] 具体的，柔性轨道10由宽100mm、3mm厚的304标准钢板36制成，轨道中间位置留有10mm、0.5mm厚度的浅槽。传动链条安装在槽内，传动链条每隔500mm处存在一个安装扣，使
用螺钉将其固定在柔性轨道表面，以防传动链条的滑脱。柔性轨道的两边端部做出直径
3.5mm的圆角，适应移动制孔平台上的V型轮，在移动制孔平台在移动过程中，V型槽轮与柔
性轨道的配合更柔顺，从而提升运行过程中的稳定性。

[0047] 具体如图6所示的，真空吸盘32顶部开有两个螺栓孔，通过两根支撑螺栓33将真空吸盘32与柔性轨道10连接。

[0048] 在本实施例中，自适应混连结构式的刚柔结合轨道制孔系统的运行过程包括：

[0049] 1)架设工艺走台5和龙门过桥2于工位上机身两侧，逐次将柔性轨道10和移动制孔平台1安装到龙门过桥2上。

[0050] 2)推动龙门过桥2到达待加工区域后，依次铺设柔性轨道10并吸附在机身3表面。

[0051] 3)移动制孔平台1沿着柔性轨道10依次完成所覆盖区域的制孔任务。

[0052] 4)完成所有制孔任务后，移动制孔平台1回到初始安装位置，释放柔性轨道10，推动龙门过桥2至机身3尾部，等待下一架次的加工任务。

[0053] 本实施例在实际应用中，可以采用如下的具体方案：

[0054] 柔性轨道10由宽100mm、3mm厚的304标准钢板36制成，轨道中间留有宽10mm、0.5mm厚度的浅槽，传动链条34紧紧卡在槽内，传动链条34每隔500mm处存在一个安装扣，螺栓钉
固定在柔性轨道10表面，以防传动链条34的滑脱；柔性轨道10每间隔500mm间隔向外侧保留
一处100mm*100mm的飞边35，通过螺栓连接与支撑气缸11安装，支撑气缸11另一端安装在龙
门梯架上，为柔性轨道10提供刚性支撑；

[0055] 真空吸盘32顶部开有螺栓孔，通过两根长螺栓将真空吸盘32与柔性轨道10连接起来；通过真空吸盘32的吸附力将柔性轨道10与吸盘所吸附的机身3表面贴合；真空吸盘32为
椭圆形吸盘，左右两边对柔性轨道10实现稳定支撑。

[0056] 龙门过桥2包括拱形梯架和槽轮12，两组槽轮12各安装在龙门过桥2底部两侧，与工艺走台5上的地轨13相配合，由此龙门梯架可沿着工艺走台5上地轨13的方向移动；拱形
梯横跨机身3，两侧安装有护栏8；内侧壁上安装有七组支撑气缸11，支撑气缸11的安装位置
以正中间为基准，每两根支撑气缸11间隔30度，覆盖机身3上半部分，为移动制孔平台提供
在各个站位提供有效支撑；支撑气缸11的活塞杆与柔性轨道10外侧的飞边35相连接，为柔
性轨道10提供一定的刚性支撑。

[0057] 工艺走台5铺设在工艺现场地面，配合龙门梯架铺设柔性轨道10完成上半部分制孔任务；工艺走台5在设备外侧及前段设有护栏8，保护工人防止跌落；内侧通过铰接链安装
有多个翻板7，可以上下翻折打开，便于工人在柔性轨道10铺设的两端检查轨道铺设状况；
在工艺走台5上，靠近机头与前机身3对接位置处留有电源14插头，为走台上一旁的工控机
4、移动制孔平台等提供电源14；工艺走台5上铺设有地轨13，地轨13由角钢倒置在工艺走台
5表面构成并贯穿整个工艺走台5，龙门过桥2可以在工艺走台5上配合地轨13移动；工艺走
台5后方设有梯子9，引导至地面，方便工人上下工艺走台5，搬运工具；工艺走台5两侧保留
较多空间，可摆放其他辅助设备，供现场协调配合作业。

[0058] 移动制孔平台1包括底座框架22、主轴电机17、压力脚30、立柱支腿19、内框架16；底座框架22在边角下方安装有四组V型轮21，通过V型轮21与柔性轨道10连接；拖车26上安
装有带有减速器的伺服电机和齿轮，移动制孔平台1通过齿轮链条副在柔性轨道10上移动；
四条立柱支腿19与内框架16通过支腿底端的基座安装在底盘框架22上，底座框架22内部开
有管孔，用于穿插管线布置；每条立柱支腿19内都安装有直线电机、伺服驱动器，支腿的底
部安装有X向调姿补偿锁紧气缸20和Y向调姿补偿锁紧气缸20，避免在法向调姿时四条支腿
发生干涉；内框架16两侧安装有直线导轨15和丝杆，实现末端执行器37的X、Y轴两个方向的
移动；所述末端执行器37通过丝杠24在内框架上移动，用于调节X、Y两个方向坐标，Z轴进给
由四条立柱支腿19同步耦合进给实现；所述主轴17安装在末端执行器37上，通过同步带传
递动力；所述压力脚30安装在主轴17下方，压力脚30的通孔与主轴17同轴设置。

[0059] 该可快速部署的自适应混连结构式刚柔结合轨道制孔系统的运行方法，包括以下步骤：

[0060] 设备安装：吊装飞机进入工位后，工艺走台5在机身3两侧摆放就位，标定至指定位置，两侧对称；吊装龙门过桥2上工艺走台5的后端，靠近机身3尾部的位置，龙门过桥2底部
的槽轮12安装在工艺走台5上的地轨13上；在龙门过桥2的外侧安装刚性支撑气缸11基座，
通过刚性支撑气缸11伸缩将支撑气缸11一端与柔性轨道10的飞边35连接，悬吊柔性轨道
10；推动两个连接起来的龙门梯架到达指定制孔对接工位，利用锁止装置锁紧龙门梯架在
工艺走台5上的位置；

[0061] 快速铺设：刚性支撑气缸11同步释放，将柔性轨道10通过缓慢释放至机身3蒙皮表面，通过柔性轨道10底部的吸盘将柔性轨道10以拟形的方式吸附在机身3蒙皮表面，并锁紧
刚性支撑气缸11；柔性轨道10铺设完成及刚性支撑气缸11锁止之后，通过吊装的方式，将移
动制孔平台从顶部吊装运送并通过V型轮21安装到柔性轨道10上；

[0062] 自动制孔：移动制孔平台1通过带有减速器的伺服电机带动齿轮在链条上配合移动，使移动制孔平台1沿着轨道前进，孔位检测预检测所有定位孔位置；移动制孔平台1定位
到局部工作区域后，采用伺服电机抱闸的方式固定；通过基准检测装置进行视觉孔位检测，
获得工件基准孔位置，确定移动制孔平台实际的精确位置，计算得出待加工孔的坐标位置；
通过四个布局在压力脚30上的激光位移传感器38测得数据并经过工控机4计算求出制孔法
向，法向调姿装置测量得到制孔位置和法向，驱动移动制孔平台上的四条立柱支腿19内的
伺服电机通过不同进给量进行姿态调整，同时，进行X轴和Y轴位置的精确调整；调整完毕
后，压力脚30气缸启动，使压力脚30伸出直至压紧工件表面，四条立柱支腿19内伺服电机同
步进给，实现Z向进给，进行制孔；制孔完成后，主轴17停转，四条立柱支腿19同步退回，压力
脚30退回至初始位置；压力脚为电机驱动，制孔时和腿部协同运动，提供压力的同时保证压
力脚和制孔主轴的精确位置；局部工位制孔任务完成后，移动制孔平台再运动至下一工位，
重复局部工位制孔作业。

[0063] 收整撤回：完成机身3与机头对接环缝区域的所有制孔任务后，移动制孔平台1回到原始吊装位置，将移动制孔平台吊离柔性轨道10；真空吸盘32释放吸附力从机身3蒙皮表
面脱离，刚性支撑气缸11收缩，抬起柔性轨道10；释放龙门梯架的锁止，沿着工艺走台5的角
钢轨道方向，柔性轨道10随着龙门梯架一并移动至机身3尾部，等待下一架次的对接任务。

[0064] 本实施例的优点在于：

[0065] 1、适应性强，使用灵活简便，可以适应于不同曲率蒙皮的加工；

[0066] 2、产品加工质量高，支撑气缸提升柔性轨道的刚性，加工过程更稳定；

[0067] 3、安全性好。与传统柔性轨道制孔系统相比，气源断开也可以保证设备可靠固定，不会发生掉落等安全事故；

[0068] 4、部署快速便捷，缩短装配现场辅助工装与工件的调度和准备时间。与传统柔性轨道制孔系统相比，节省吊装等过程，部署更快；

[0069] 5、设备通用性佳，适应于不同规格的机身对接区域的装配制孔任务；与以前刚柔结合的环形轨道制孔系统相比，一套辅助工装可以适应较大范围的不同机身半径的产品制
孔任务，节省了大量的成本和生产准备时间；

[0070] 6、由于可以在已有工装过桥上升级实现，最大程度的利用了已有的厂房工位和工艺装备，容易部署和实施，避免生产计划的大量变动。

[0071] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实
施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例
的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于
此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替
换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范
围为准。