[實用新型]一種強化研磨智能加工機器人

無效

• 申請號: 201020582786.X
• 申請日: 2010-10-27
• 公開（公告）號: CN201931349U
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 劉曉初;向建化;劉傳劍;陶建華;李文雄
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B24B37/00
• 分類號: B24B37/00;B25J9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于機械表面加工技術領域，具體涉及一種金屬工件表面強化研磨智能加工機器人。

背景技術

現代工業化、自動化程度的飛速發展，對機械表面質量提出了更高的要求，表面的質量好壞不僅影響到產品的外觀，而且還直接關系到產品甚至整個機械設備的壽命和可靠性，如在航空、航天裝備和國防、軍事裝備中，某個關鍵零部件的失效就可能導致整個設備不能運行，甚至造成嚴重的事故和災難。然而，機械零部件一般需要經過切削(包含車削、銑削、磨削等)加工才能生產出來，在切削加工過程中，由于切削熱而不可避免要在機械加工表面產生變質層，可使機械加工表面層硬度下降，而且是拉應力層，易產生疲勞裂紋，從而降低機械零部件特別是關鍵滑動件(包括軸承、絲杠、導軌等)的疲勞壽命和可靠性；在一般硬切削中，機械加工表面也會出現殘余拉應力而且也難于主動控制；在采用液氮作為冷卻介質的強冷切削中，其效果依然不夠理想，且加工成本也較高；而在采用預應力硬切削方法加工中，雖然這種加工方法可以使機械加工表面產生殘余壓應力，但是這種基于機械零部件施加預應力進行切削加工的方法，有如下幾個問題難以解決：(1)特殊形狀及尺寸的工件難以進行預應力切削加工；(2)預應力的施加將使機加工件產生較大的彈塑性變形，難以提高加工精度和表面質量。

為了改善切削加工產生的殘余拉應力，提高機械零部件的疲勞壽命，目前廣泛使用的是表面強化技術，主要包括：表面覆層、表面改性和表面機械強化。然而，在諸如精密器械、醫療設備等工業中對表面粗糙度又有較高要求時，表面強化后的機械零部件還需要增加一道重要的表面研磨工序，甚至是需要有經驗的工程師傅進行手動研磨，不僅加工能力差，勞動強度大，而且不易實現自動化，效率低，加工品質難以保證。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對上述機械加工易產生有害的表面殘余拉應力以及現有表面加工技術不易實現自動化和難以保證加工品質的不足，提供了一種機械表面強化研磨智能加工機器人。

為達到以上目的，本實用新型采用的方案是：一種強化研磨智能加工機器人，其結構包括機架(1)，及設置在機架(1)上用于強化研磨加工三維空間移位的六軸機械手(6)，及設置在機架(1)上用于裝夾待加工金屬工件(3)的兩個工作臺(2)，兩個工作臺(2)成90°夾角分別位于六軸機械手(6)的前側和右側，及安裝在六軸機械手(6)上用于金屬工件(3)強化研磨表面監測的3D影像表面質量監測器(4)，及安裝在六軸機械手(6)上并位于3D影像表面質量監測器(4)的右側用于把強化研磨料噴射到金屬工件(3)加工表面上的高壓噴頭(5)，高壓噴頭(5)通過柔性連接管(7)與高壓噴射裝置(8)相連。

本實用新型實現的技術方案為：將待加工金屬工件(3)裝夾到強化研磨加工的其中一個工作臺(2)上，六軸機械手(6)通過加工指令把高壓噴頭(5)送達到該金屬工件(3)加工區域上方，高壓噴射裝置(8)通過高壓噴頭(5)把強化研磨料噴射到金屬工件(3)加工表面上對其表面進行強化研磨加工，同時，3D影像表面質量監測器(4)實時反饋金屬工件(3)表面加工質量到中央處理器，并與設定的表面質量要求值進行比較，對未達到質量要求的表面實施補償加工，并且中央處理器根據其比較值通過工程加工優化算法確定高壓噴頭(5)的噴射角度及高度，直到達到加工要求，此外，在加工上述工件的過程中，可以在另一個工作臺(2)上裝夾其它金屬工件(3)，這樣，一個工作臺(2)上的工件加工完成后就可以繼續加工另一個工作臺(2)上的工件，并可以對已加工工件進行拆卸，上述過程如此反復，實現了金屬工件表面強化研磨加工的自動化和表面質量控制的智能化。

本實用新型的有益效果是，采用本實用新型機器人對金屬工件表面進行強化研磨加工，不僅實現了加工的自動化，提高了加工效率，而且實現了精度補償的智能化，保證了加工品質。

附圖說明

圖1為強化研磨智能加工機器人總裝示意圖。

附圖中：(1)、機架；(2)、工作臺；(3)、金屬工件；(4)、3D影像表面質量監測器；(5)、高壓噴頭；(6)、六軸機械手；(7)、柔性連接管；(8)、高壓噴射裝置。

具體實施方式