[發明專利]一種自動化螺旋銑孔裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210300281.3
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102794491A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 柯臻錚;黃小東;黃浦縉;潘澤民;柯映林
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q3/00;B23Q5/40;B23Q15/22;B23Q17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種自動化螺旋銑孔裝置，其特征在于包括底座（1）、安裝法蘭（2）、滾珠絲杠副（3）、螺母座（4）、第一伺服電機（5）、直線導軌（6）、輔助支撐座（7）、防轉螺桿（8）、過孔滑環（9）、滑環套筒（10）、圓光柵（11）、圓光柵安裝盤（12）、力矩電機（13）、內偏心套筒（14）、外偏心套筒（15）、主軸滑座（16）、電主軸（17）、刀具（18）、螺旋防護套（19）、壓腳壓頭（20）、排屑管（21）、壓腳（22）、工業相機（23）、第一直線光柵（24）、氣缸（25）、氣缸轉接頭（26）、第二直線光柵（27）、第二伺服電機（28）、同步帶（29）、激光距離傳感器（30）、小同步帶輪（31）、大同步帶輪（32）；安裝法蘭（2）、滾珠絲杠副（3）、第一伺服電機（5）、氣缸（25）、第一直線光柵（24）、第二直線光柵（27）和工業相機（23）安裝在底座（1）上，主軸滑座（16）通過螺母座（4）安裝在滾珠絲杠副（3）上，滾珠絲杠副（3）與第一伺服電機（5）相連，第一伺服電機（5）帶動滾珠絲杠副（3）旋轉能推動主軸滑座（16）沿直線導軌（6）做進給運動，主軸滑座（16）內部設有外偏心套筒（15），外偏心套筒（15）、圓光柵安裝盤（12）、滑環套筒（10）通過螺栓固聯，主軸滑座（16）外側安裝第二伺服電機（28），第二伺服電機（28）通過小同步帶輪（31）、同步帶（29）、大同步帶輪（32）帶動外偏心套筒（15）旋轉，外偏心套筒（15）內部設有內偏心套筒（14），力矩電機（13）安裝在外偏心套筒（15）和內偏心套筒（14）之間，圓光柵（11）安裝在圓光柵安裝盤（12）內，力矩電機（13）帶動內偏心套筒（14）相對外偏心套筒（15）旋轉，內偏心套筒（14）內設有電主軸（17），電主軸（17）上安裝刀具（18），過孔滑環（9）安裝在滑環套筒（10）上，并通過防轉螺桿（8）與輔助支撐座（7）相連接，輔助支撐座（7）可隨主軸滑座（16）在直線導軌（6）上移動；壓腳（22）通過氣缸轉接頭（26）與氣缸（25）頂桿相連，在氣缸（25）的推動下可沿直線導軌（6）運動，壓腳（22）上設有四個激光距離傳感器（30）、壓腳壓頭（20）、排屑管（21）和螺旋防護罩（19）。

2.根據權利要求1所述的一種自動化螺旋銑孔裝置，其特征在于所述的外偏心套筒（15）、內偏心套筒（14）的內、外輪廓軸線間的距離為5mm。

3.根據權利要求1所述的一種自動化螺旋銑孔裝置，其特征在于所述的第一直線光柵（24）和第二直線光柵（27）為絕對式直線光柵，為第一伺服電機（5）的位置反饋元件。

4.一種使用如權利要求1所述裝置的自動化螺旋銑孔方法，其特征在于它的步驟如下：

1）將自動化螺旋銑孔裝置固定在自動化數控裝備上；

2）由自動化數控裝備將自動化螺旋銑孔裝置移動到工件上預制孔的理論位置，使用安裝在底座（1）前部的工業相機（23）檢測預制孔的位置偏差，根據所測量的位置偏差和工件理論坐標得出實際制孔位置的坐標，再將自動化螺旋銑孔裝置移動到實際制孔位置；

3）自動化螺旋銑孔裝置移動到實際制孔位置后，由4個激光距離傳感器（30）檢測工件表面法向，自動化數控裝備調整自動化螺旋銑孔裝置的位姿，使主軸滑座（16）軸線與工件表面法向重合，所述的4個激光位移傳感器（30）的安裝面呈四棱錐形；

4）氣缸（25）通過氣缸轉接頭（26）將壓腳（22）推出，使壓腳壓頭（20）壓緊工件；?

5）根據孔徑D和刀具直徑d，驅動力矩電機（13）轉動，使內偏心套筒（14）相對外偏心套筒（15）轉動，調整刀具（18）徑向偏置距離???????????????????????????????????????????????，調整完畢后，通過液壓鎖緊，保持刀具（18）偏置距離不變，所述的刀具（18）徑向偏置距離最大值為10mm；

6）開啟第二伺服電機（28），通過小同步帶輪（31）、同步帶（29）、大同步帶輪（32）帶動外偏心套筒（15）轉動，電主軸（17）將以e為半徑繞主軸滑座（16）軸線作旋轉運動；開啟電主軸（17）；驅動第一伺服電機（5）帶動滾珠絲杠副（3）旋轉推動主軸滑座（16）沿直線導軌（6）做進給運動，使得刀具（18）沿螺旋線軌跡進給，直至完成制孔；

7）主軸滑座（16）退回，壓腳（22）退回，關閉第二伺服電機（28），關閉電主軸（17），自動化數控裝備移動到下一位置制孔或者停止。

5.根據權利要求4所述的一種自動化螺旋銑孔方法，其特征在于所述的自動化數控裝備為工業機器人或數控機床。