引言

鉚接是飛機結構件的主要連接形式,要想提高飛機的裝配質量,就要采取高效先進的制孔、鉚接技術。為了提升大型構件制孔、鉚接質量,提高加工效率,就必須采用自動化鉆鉚設備。目前廣泛使用的自動化鉆鉚設備有3種,一是自動鉆鉚機,二是龍門式自動鉆鉚系統(tǒng),三是機器人自動鉆鉚系統(tǒng)。前兩種設備的缺點是應用范圍很有限,要求構件的曲率變化較小,并且無法實現(xiàn)局促空間內的加工。而工業(yè)機器人因為位置精度與負載能力提高,再加上軟件技術、誤差補償技術、實時仿真技術、高速切削技術發(fā)展迅速,如今已成為一種高質、高效的加工平臺。目前,國外在機器人鉆鉚方面的關鍵技術已獲得突破,并在工程上得到了應用,積累了豐富的實踐經驗。與之相比,我國的機器人鉆鉚技術水平還存在較大差距,比如市面上現(xiàn)有的鉆鉚加工機器人的末端操作器通常會外接電源,并且需要現(xiàn)場有工作人員同步配合操作,如圖1所示。

針對自動鉆鉚機等設備在加工位置及靈活性等方面的局限性,鉆鉚加工機器人的應用突破了技術瓶頸,使自動鉆鉚技術獲得了更深遠的發(fā)展。

1鉆鉚加工機器人專用末端操作器的電力載波電路設計

與自動鉆鉚機等裝置比較,工業(yè)機器人的優(yōu)點有成本低、安裝空間小、靈活性高和自動化程度高等,其適應工件能力強,通過擴展軸可實現(xiàn)長距離的移動,在不移動工件的情況下,可以在多個區(qū)域完成鉆鉚,相對傳統(tǒng)的自動鉆鉚方式更加高效。在專用編程軟件的輔助下,自動加工程序的離線編程與模擬加工得以實現(xiàn),遠程遙控也隨著智能化的不斷發(fā)展應運而生。但是鉆鉚加工機器人專用末端操作器缺少有效的遠程控制功能,從而大大降低了操作器的實用性。本設計的目的在于提供一種用于鉆鉚加工機器人專用末端操作的電力載波電路,能夠實現(xiàn)遠程遙控,實現(xiàn)操作智能化。

本電路包括第一集成電路U1和第二集成電路U2,第一集成電路U1的4號端口、8號端口和第二集成電路U2的4號端口、8號端口均連接變壓器T1的一次線圈的一端,變壓器T1一次線圈的另一端連接三極管VT1的集電極,第一集成電路U1的1號端口、第二集成電路U2的1號端口均接地,第一集成電路U1的2號端口、6號端口共同連接第一電容C1,且第一電容C1接地,第二集成電路U2的2號端口、6號端口共同連接第三電容C3,且第三電容C3接地,第一集成電路U1的5號端口通過第二電容C2接地,第二集成電路U2的5號端口通過第四電容C4接地,第一集成電路U1的7號端口分別連接第一電阻R1、第二電阻R2,第二電阻R2通過第一電容C1接地,第二集成電路U2的7號端口依次連接第三電阻R3、第一集成電路U1的3號端口,第二集成電路U2的7號端口還依次連接第四電阻R4、第三電容C3,第二集成電路U2的3號端口依次連接第五電阻R5、三極管VT1的基極,三極管VT1的發(fā)射極接地,變壓器T1二次線圈一端連接第五電容C5,另一端連接第六電容C6。

電力載波電路結構如圖2所示。

2設計特點

電路包含兩塊NE555時基電路,這兩個時基電路組成了兩個不同頻率振蕩電路,第一集成電路U1構成低頻振蕩電路,頻率F1主要由第一電容C1和第二電阻R2決定,第一集成電路U1的第三端輸出頻率為F1的低頻信號,當?shù)谝患呻娐稶1的第三端輸出高電平時,第二集成電路U2構成的高頻振蕩電路工作,其振蕩頻率F2主要由第三電容C3和第四電阻R4決定,且F2遠大于F1,這樣在第二集成電路U2的第三端輸出頻率為F2的脈沖調制信號。該調制信號通過由三極管、變壓器T1、第五電容C5和第六電容C6組成的驅動電路在電力線上產生高頻調制脈沖,高頻調制脈沖電壓由傳輸距離選擇。

3結論

(1)第一集成電路U1和第二集成電路U2的型號均為NE555,延時范圍極廣,輸出端的供給電流大,可直接推動多種自動控制的負載,計時精確度高,溫度穩(wěn)定度佳:

(2)三極管VT1的型號為BU506,能夠增強電路穩(wěn)定性:

(3)第一電阻R1、第二電阻R2的阻值均為3.3kΩ:

(4)變壓器T1一次線圈與二次線圈的匝數(shù)比為1:20。

通過上述方式,本設計的電力載波電路,能夠實現(xiàn)通過電源線來進行遠程遙控,這樣就大大提高了操作器的實用性和智能化水平。