[發明專利]一種薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置及方法

有效

• 申請號: 201711161840.6
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN108127424B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 和延立;朱勝偉;張圣光;趙春林
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23Q3/00
• 分類號: B23Q3/00;B23Q11/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

1.一種薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置，其特征在于，包括主頂撐臂(4)，主頂撐臂(4)周圍均布有若干輔助頂撐臂(7)，與主頂撐臂(4)分別與頂撐臂旋轉箱(3)連接，主頂撐臂(4)與輔助頂撐臂(7)分別由安裝在頂撐臂旋轉箱(3)上的第二伺服電機(14)和第四伺服電機(11)控制，實現主頂撐臂(4)與輔助頂撐臂(7)獨立的旋轉運動，各輔助頂撐臂(7)同步運動；

旋轉傳動箱(505)固定在主頂撐臂(4)另一端上，與主頂撐臂(4)構成第一關節，前端傳動箱(506)與旋轉傳動箱(505)鉸接作為第二關節，第一伺服電機(10)控制前端傳動箱(506)旋轉，主頂撐頭(6)與前端傳動箱(506)連接作為第三關節，第三伺服電機(13)控制主頂撐頭(6)的轉動，如此實現主頂撐頭(6)在空間的運動同時受三個伺服電機的控制，即有三個自由度；

輔助頂撐頭旋轉箱(8)固定在輔助頂撐臂(7)另一端上，與輔助頂撐臂(7)構成獨立分支第一關節，輔助頂撐頭(9)與輔助頂撐頭旋轉箱(8)鉸接作為獨立分支第二關節，第五伺服電機(12)控制輔助頂撐頭(9)的轉動，如此實現各個輔助頂撐頭(9)在空間的運動同時受兩個伺服電機的控制，即有兩個自由度；

薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置通過工控機和運動控制卡控制高精度伺服電機，主頂撐頭(6)前端安裝壓力傳感器(15)與測厚儀(17)，能將測得的信息反饋給運動控制卡，并轉換成相應的控制信息控制薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置移動；輔助頂撐頭(9)上安裝激光傳感器(16)也將頂撐頭位置信息反饋給運動控制卡。

2.一種如權利要求1所述薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置的頂撐方法，其特征在于，包括以下步驟：

首先，加工準備時機械臂形頂撐裝置的主頂撐頭(6)與加工刀具(1)處于薄壁工件(2)正反兩側成鏡像布置，刀具的軸線、主頂撐頭(6)的軸線與薄壁工件(2)的法線在同一條直線上；位于主頂撐頭(6)前端內部的壓力傳感器(15)檢測加工前主頂撐頭緊挨工件時的壓力值，以此作為參考壓力值F；

第二，輔助頂撐頭(9)緊挨工件以參考壓力值F緩慢移動；安裝在輔助頂撐頭(9)側部的激光位移傳感器(16)，在隨著輔助頂撐頭(9)移動時會實時檢測并記錄零件與輔助頂撐頭(9)接觸部位區域輪廓的坐標，通過對多個規劃點檢測數據的處理及擬合，得到當前加工位置周圍設定范圍內的零件實際曲面；

第三，在工件加工前，機械臂形頂撐裝置按已有的頂撐移動程序緩慢向工件靠近，當內部壓力傳感器(15)得到設定的壓力數值，即主頂撐頭(6)已處于實際的頂撐狀態，記錄當前頂撐裝置的主頂撐頭(6)實際坐標位置；

第四，工件加工的同時，位于主頂撐頭(6)前端的測厚儀(17)對薄壁工件(2)進行實時厚度檢測，頂撐移動程序計算厚度補償值，對工件加工刀位進行實時厚度補償，調整整個薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置的頂撐頭位置；

第五，頂撐移動程序根據補償后的整個薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置頂撐頭位置及空間曲面驅動整個薄壁件鏡像銑削隨動頂撐裝置主頂撐頭(6)及輔助頂撐頭(9)移動到下一頂撐位置，并調整位姿，保證刀具的軸線、主頂撐頭(6)的軸線與薄壁工件(2)的法線處在同一條直線上。