[發明專利]一種深腔構件軌道爬行機器人式自動加工裝置及方法

有效

• 申請號: 201810008125.7
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN107953348B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 高航;周天一;鮑永杰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發明公開了一種深腔構件軌道爬行機器人式自動加工裝置及方法，所述的裝置包括裝夾定位裝置、輸送系統、裝夾工作臺、加工工作臺、自避讓支撐系統、導軌定位抬起系統、夾緊系統、導軌、加工系統和數控系統；所述的深腔構件為長寬比大于2的構件。本發明解決了狹長深腔構件對加工工藝與方法的限制，實現了長跨距導軌在狹長深腔構件內的定位夾緊，提高了加工系統的剛性，減小了系統的變形與振動，一次裝夾后全自動定位夾緊也保證了構件定位的準確性，提高了制孔工藝的加工精度與質量。本發明實現了從上料到加工等所有工序的完全自動化，并通過數控系統對工藝參數進行控制，大大提高了狹長深腔類產品的加工效率與加工質量穩定性。

技術領域

本發明屬于航空航天加工領域，特別涉及一種深腔構件軌道爬行式自動加工裝置及方法。

背景技術

航空航天領域大型構件一體式加工需求越來越多，如艙段與筒體等構件在整體成型后通常需要進行銑槽及制孔加工工藝，從而滿足構件的連接裝配要求，但此類構件的加工位置通常位于狹小空間的深腔內壁中，不便于自動化加工，通常采用工人手工加工的方式進行加工，構件內腔狹小，工人工作環境惡劣。

目前針對此類加工特征的加工工具大多針對特定的產品構件進行設計。如狹窄內腔結構加工的夾具設計，基本都依靠構件自身的結構特征進行支撐與夾緊，如殼體類零件工具倚靠內壁進行支撐，窄口類零件采用內外夾緊進行固定等；而針對深腔加工的自動化設備有兩種主要的設計形式，懸臂式與貫穿式。懸臂式設備主要采用長懸臂結構深入內腔，并在懸臂上設置加工單元進行加工，此類設備需要考慮懸臂的剛度與變形，因此在需要大切削力及精確加工的場合難以滿足要求；貫穿式加工設備則通常采用一橫穿構件內腔的主軸作為設備主體，在主軸上設計夾緊定位及加工系統，此類設備在需要較大切削力及系統剛度的條件下應用較多，但由于主軸較為笨重，拆裝工時較長，難以實現完全自動化加工，導致此類設備加工效率低下，在實際生產中使用較少。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種加工效率高、加工精度高、自動化程度高、適用范圍廣泛的深腔構件軌道爬行機器人式自動加工裝置及方法，以解決懸臂式設備剛度不足的的問題，從而實現狹長深腔構件高質高效自動化加工。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種深腔構件軌道爬行機器人式自動加工裝置，包括裝夾定位裝置、輸送系統、裝夾工作臺、加工工作臺、自避讓支撐系統、導軌定位抬起系統、夾緊系統、導軌、加工系統和數控系統；所述的深腔構件為長寬比大于2的構件；

所述的裝夾定位裝置安裝在輸送系統上，輸送系統安裝在裝夾工作臺上，并與數控系統相連；裝夾工作臺與加工工作臺連接，并通過地腳安裝在地基上；所述的自避讓支撐系統由多個相同結構的支撐單元組成，與導軌定位抬起系統及導軌一同安裝在加工工作臺上，并與數控系統相連；所述的加工系統安裝在導軌上，并與數控系統相連；所述的夾緊系統安裝在導軌上，并與數控系統相連；所述的自避讓支撐系統在加工系統進入構件前支撐導軌，在導軌陸續進入構件的過程中，支撐單元陸續落下，直到加工系統完全進入構件。

所述的裝夾工作臺與加工工作臺通過斜孔銷與螺栓精確連接。

所述的夾緊系統和加工系統外設置防護及輔助監控系統。

所述的裝夾定位裝置包括裝夾機構、裝夾臺底板、前限位塊和后限位塊；所述的裝夾機構有多套，沿裝夾臺底板軸向布置；所述的前限位塊和后限位塊分別位于裝夾臺底板的前后兩端；

所述的裝夾機構為“凹”形機構，包括定位底板、楔形壓板和自定心裝置，所述的定位底板橫跨在裝夾臺底板上，楔形壓板和自定心裝置各有兩個，左右對稱的安裝在定位底板的兩側；