[發(fā)明專利]一種薄壁多通工件機(jī)器人自動(dòng)打磨裝備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811236385.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109623595B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃順舟;吳榮宗;王力;張勇;蘇達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天設(shè)備制造總廠有限公司
• 主分類號(hào): B24B27/00
• 分類號(hào): B24B27/00;B24B49/12;B24B41/00;B24B41/02
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

本發(fā)明涉及一種薄壁多通工件機(jī)器人自動(dòng)打磨裝備，包括：位于打磨房?jī)?nèi)部的工件機(jī)器人上下料系統(tǒng)、工件幾何外形測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量/磨削換位平臺(tái)、工件精確磨削加工系統(tǒng)，以及位于打磨房外部的總體控制系統(tǒng)；所述工件機(jī)器人上下料系統(tǒng)包括工業(yè)機(jī)器人、上下料平臺(tái)、裝夾手爪和夾具；所述工業(yè)機(jī)器人安裝在所述上下料平臺(tái)和所述測(cè)量/磨削換位平臺(tái)之間；所述工件幾何外形測(cè)量系統(tǒng)和所述工件精確磨削加工系統(tǒng)水平安裝在所述測(cè)量/磨削換位平臺(tái)上，通過(guò)安裝在所述測(cè)量/磨削換位平臺(tái)上的線性移動(dòng)軸進(jìn)行往復(fù)平移；所述線性移動(dòng)軸通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)絲杠沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明替代手工打磨，實(shí)現(xiàn)桁架高精度、高質(zhì)量和高效率的打磨，提高桁架裝配精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)打磨技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄壁多通工件機(jī)器人自動(dòng)打磨裝備。

背景技術(shù)

航天產(chǎn)品桁架結(jié)構(gòu)由復(fù)合材料桿件和接頭膠接而成。膠接過(guò)程通過(guò)膠接工裝對(duì)其進(jìn)行定位，膠接前需要對(duì)接頭進(jìn)行修配和預(yù)裝，確保可以順暢裝入，同時(shí)保證定位點(diǎn)與工裝匹配。由于設(shè)計(jì)公差較小，加上制造誤差累積，導(dǎo)致裝配過(guò)程中需要對(duì)接頭進(jìn)行修配，以保證膠接面較小的膠接間隙；同時(shí)，桁架結(jié)構(gòu)為立體交叉結(jié)構(gòu)，1個(gè)接頭最多需要同10多根桿件連接，需要利用一定的裝配間隙實(shí)現(xiàn)同時(shí)裝配。因此，膠接間隙的控制是桁架裝配過(guò)程中最為關(guān)鍵的控制點(diǎn)。目前桁架裝配膠接間隙的控制是通過(guò)反復(fù)試裝、手工打磨接頭實(shí)現(xiàn)，主要存在以下問(wèn)題：

(1)膠接間隙難以精確控制。反復(fù)試裝和手工打磨接頭對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)依賴大，打磨量不能量化，膠接間隙不均勻、易超差。

(2)打磨表面均勻性不高。膠接面的預(yù)處理主要依賴手工打磨和有機(jī)溶劑清洗工藝。手工打磨的工作環(huán)境惡劣、打磨表面質(zhì)量不均、表層纖維易損傷、工藝過(guò)程難以量化。

(3)打磨粉塵對(duì)人體傷害大。為確保桁架膠接間隙，膠接前采用人工打磨方式反復(fù)打磨、試裝。打磨時(shí)粉塵很多，對(duì)操作人員的呼吸系統(tǒng)和皮膚造成損害?，F(xiàn)場(chǎng)配備了安全防護(hù)措施，但是時(shí)間長(zhǎng)了難免會(huì)有粉塵透過(guò)防護(hù)服接觸人體。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種薄壁多通工件機(jī)器人自動(dòng)打磨裝備，旨在使機(jī)器人自動(dòng)打磨裝備替代現(xiàn)有手工打磨，并全部適用或部分適用與多種薄壁多通復(fù)合材料桁架接頭，提高機(jī)器人自動(dòng)打磨裝備的適用范圍。

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種薄壁多通工件機(jī)器人自動(dòng)打磨裝備，包括位于打磨房?jī)?nèi)部的接頭機(jī)器人上下料系統(tǒng)、工件幾何外形測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量/磨削換位平臺(tái)、工件精確磨削加工系統(tǒng)，以及位于打磨房外部的總體控制系統(tǒng)；所述接頭工件機(jī)器人上下料系統(tǒng)主要包括工業(yè)機(jī)器人、上下料平臺(tái)、裝夾手爪和夾具；所述工業(yè)機(jī)器人安裝在所述上下料平臺(tái)和所述測(cè)量/磨削換位平臺(tái)之間；所述工件幾何外形測(cè)量系統(tǒng)和所述工件精確磨削加工系統(tǒng)水平安裝在所述測(cè)量/磨削換位平臺(tái)上，通過(guò)安裝在所述測(cè)量/磨削換位平臺(tái)上的線性移動(dòng)軸進(jìn)行往復(fù)平移；所述線性移動(dòng)軸通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)絲杠沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述的工件幾何外形測(cè)量系統(tǒng)主要包括三個(gè)三維智能快照式傳感器和線性滑臺(tái)；其中三個(gè)三維智能快照式傳感器沿水平圓周均勻分布，并固定在線性滑臺(tái)上，可通過(guò)滑臺(tái)移動(dòng)多次拍照實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止目標(biāo)物的多個(gè)特征同時(shí)進(jìn)行三維質(zhì)量檢測(cè)。

進(jìn)一步，所述的工件精確磨削加工系統(tǒng)主要包括工件軸線調(diào)姿定位平臺(tái)、磨削二軸數(shù)控加工平臺(tái)、主動(dòng)柔順裝置、磨削工具和集塵罩。

進(jìn)一步，所述的工件軸線調(diào)姿定位平臺(tái)為六自由度調(diào)姿定位平臺(tái)，用于調(diào)整高精度回轉(zhuǎn)臺(tái)位置和姿態(tài)，使其回轉(zhuǎn)軸線與測(cè)定后的工件軸線重合，并可以用于刀具軸向進(jìn)給量的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，所述的磨削二軸數(shù)控加工平臺(tái)包括回轉(zhuǎn)臺(tái)和單軸平移臺(tái)；其中所述回轉(zhuǎn)臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)刀具的周向旋轉(zhuǎn)，配合放置于臺(tái)面上的單軸平移臺(tái)，可打磨不同直徑的工件，或者通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)和單軸平移臺(tái)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)平行四邊形工件的打磨；所述單軸平移臺(tái)上放置主動(dòng)力控柔順裝置，通過(guò)精密控制磨削工具的側(cè)向壓力，以保證較高的打磨質(zhì)量，同時(shí)防止工件夾持時(shí)發(fā)生晃動(dòng)。