引言

鉚接是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的主要連接形式,要想提高飛機(jī)的裝配質(zhì)量,就要采取高效先進(jìn)的制孔、鉚接技術(shù)。為了提升大型構(gòu)件制孔、鉚接質(zhì)量,提高加工效率,就必須采用自動(dòng)化鉆鉚設(shè)備。目前廣泛使用的自動(dòng)化鉆鉚設(shè)備有3種,一是自動(dòng)鉆鉚機(jī),二是龍門式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng),三是機(jī)器人自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)。前兩種設(shè)備的缺點(diǎn)是應(yīng)用范圍很有限,要求構(gòu)件的曲率變化較小,并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)局促空間內(nèi)的加工。而工業(yè)機(jī)器人因?yàn)槲恢镁扰c負(fù)載能力提高,再加上軟件技術(shù)、誤差補(bǔ)償技術(shù)、實(shí)時(shí)仿真技術(shù)、高速切削技術(shù)發(fā)展迅速,如今已成為一種高質(zhì)、高效的加工平臺(tái)。目前,國(guó)外在機(jī)器人鉆鉚方面的關(guān)鍵技術(shù)已獲得突破,并在工程上得到了應(yīng)用,積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。與之相比,我國(guó)的機(jī)器人鉆鉚技術(shù)水平還存在較大差距,比如市面上現(xiàn)有的鉆鉚加工機(jī)器人的末端操作器通常會(huì)外接電源,并且需要現(xiàn)場(chǎng)有工作人員同步配合操作,如圖1所示。

針對(duì)自動(dòng)鉆鉚機(jī)等設(shè)備在加工位置及靈活性等方面的局限性,鉆鉚加工機(jī)器人的應(yīng)用突破了技術(shù)瓶頸,使自動(dòng)鉆鉚技術(shù)獲得了更深遠(yuǎn)的發(fā)展。

1鉆鉚加工機(jī)器人專用末端操作器的電力載波電路設(shè)計(jì)

與自動(dòng)鉆鉚機(jī)等裝置比較,工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)有成本低、安裝空間小、靈活性高和自動(dòng)化程度高等,其適應(yīng)工件能力強(qiáng),通過(guò)擴(kuò)展軸可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的移動(dòng),在不移動(dòng)工件的情況下,可以在多個(gè)區(qū)域完成鉆鉚,相對(duì)傳統(tǒng)的自動(dòng)鉆鉚方式更加高效。在專用編程軟件的輔助下,自動(dòng)加工程序的離線編程與模擬加工得以實(shí)現(xiàn),遠(yuǎn)程遙控也隨著智能化的不斷發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。但是鉆鉚加工機(jī)器人專用末端操作器缺少有效的遠(yuǎn)程控制功能,從而大大降低了操作器的實(shí)用性。本設(shè)計(jì)的目的在于提供一種用于鉆鉚加工機(jī)器人專用末端操作的電力載波電路,能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程遙控,實(shí)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(hào)端口、8號(hào)端口和第二集成電路U2的4號(hào)端口、8號(hào)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(hào)端口、第二集成電路U2的1號(hào)端口均接地,第一集成電路U1的2號(hào)端口、6號(hào)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(hào)端口、6號(hào)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(hào)端口通過(guò)第二電容C2接地,第二集成電路U2的5號(hào)端口通過(guò)第四電容C4接地,第一集成電路U1的7號(hào)端口分別連接第一電阻R1、第二電阻R2,第二電阻R2通過(guò)第一電容C1接地,第二集成電路U2的7號(hào)端口依次連接第三電阻R3、第一集成電路U1的3號(hào)端口,第二集成電路U2的7號(hào)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(hào)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(jié)構(gòu)如圖2所示。

2設(shè)計(jì)特點(diǎn)

電路包含兩塊NE555時(shí)基電路,這兩個(gè)時(shí)基電路組成了兩個(gè)不同頻率振蕩電路,第一集成電路U1構(gòu)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(hào),當(dāng)?shù)谝患呻娐稶1的第三端輸出高電平時(shí),第二集成電路U2構(gòu)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(yuǎn)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(diào)制信號(hào)。該調(diào)制信號(hào)通過(guò)由三極管、變壓器T1、第五電容C5和第六電容C6組成的驅(qū)動(dòng)電路在電力線上產(chǎn)生高頻調(diào)制脈沖,高頻調(diào)制脈沖電壓由傳輸距離選擇。

3結(jié)論

(1)第一集成電路U1和第二集成電路U2的型號(hào)均為NE555,延時(shí)范圍極廣,輸出端的供給電流大,可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載,計(jì)時(shí)精確度高,溫度穩(wěn)定度佳:

(2)三極管VT1的型號(hào)為BU506,能夠增強(qiáng)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(guò)上述方式,本設(shè)計(jì)的電力載波電路,能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)電源線來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控,這樣就大大提高了操作器的實(shí)用性和智能化水平。