[發明專利]一種人機隔離自動化銑削整形及清理加工系統及方法

有效

• 申請號: 201910289686.3
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110052830B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 姚佳;楊曉春;張紅升;李飛;李西強;張鵬;張立強
• 申請（專利權）人: 西安航天精密機電研究所
• 主分類號: B23P23/02
• 分類號: B23P23/02;B23Q3/08;B23Q7/04;B23Q11/10;B23Q11/00;B23Q17/24;B23Q17/22
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本發明涉及一種人機隔離自動化銑削整形及清理加工系統及方法，加工系統包括控制系統、視覺系統、桁架機械手、銑削整形加工機及螺紋清理機。加工時，首先，控制系統根據視覺系統采集的待整形發動機位置信息，控制桁架機械手將待整形發動機搬運至至銑削整形加工機，銑削整形加工機對發動機進行定位鎖緊，對發動機兩端端面進行銑削加工；然后，桁架機械手搬運端面整形結束的發動機至螺紋清理機；螺紋清理機對發動機進行定位鎖緊，根據視覺系統處理的清理主軸刀具與待清理發動機端面位置信息，控制螺紋清理機的清理主軸刀具對發動機兩端端面進行清理。本發明首次將人機隔離、全流程自動化、信息化引入到銑削整形加工系統領域中，應用前景非常廣闊。

技術領域

本發明屬于自動化加工領域，具體涉及一種人機隔離自動化銑削整形及清理加工系統及方法。

背景技術

固體推進劑裝藥整型普遍應用于火工品行業，用于澆注完成的發動機端面整形加工過程。固體推進劑澆注固化成型后，要對其端面及型腔面進行修整，稱之為“整形”。隨著導彈武器對固體推進劑能量性能要求的不斷提高，藥型及藥面形狀也越來越復雜。其次，固體推進劑中應用了各種形式的聚合物材料，對各種因素產生的熱應力、摩擦力、沖擊力、靜電積累等十分敏感，很容易發生爆燃事故。這些因素都使得固體推進劑的整形加工難度系數與危險系數都大大增加。

目前，在火工品行業中，復合固體推進劑裝藥整型工序采用半自動化車床整形和手工切削整形結合的方式進行，大部分產品整形完全依靠手工完成。主要工藝過程是將發動機固定，由1、2名操作人員，沿著已固化脫模后的推進劑內腔，用非金屬材料或鈹青銅做的簡易工具一點點地進行徑向、軸向修整，一邊修整，一邊測量，以近似達到所要求的復雜立體型面。這種用人工修整復雜型面的方法其精度一致性是無法保證的，稍有不慎引起“過切”，就會釀成損失。人工清理，清理過程利用清理刀具將螺紋根部殘藥刮掉，操作安全性和清理一致性較低。整個整型過程人工控制因素較多，安全程度低。而且，這種整形方法，操作人員與發動機直接接觸，存在事故隱患，容易發生爆燃事故，對加工人員造成傷亡。通過對國內外固體推進劑事故進行統計，整形過程事故率高達28％。

發明內容

為了提高整形精度及保證整形過程的人員安全，本發明提供一種人機隔離自動化銑削整形及清理加工系統，采用全自動化機械整形，工作階段無人員參與，從而在根本上保證了人員安全。減少了人為因素，也整體降低了整形事故發生率。

本發明的技術解決方案是：一種人機隔離自動化銑削整形及清理加工系統，其特征在于：包括控制系統、視覺系統、桁架機械手銑削整形加工機及螺紋清理機；所述視覺系統用于采集待整形發動機位置信息及端面信息；所述桁架機械手用于精確搬運待搬運對象至目標位置；所述銑削整形加工機包括銑削主軸刀具，用于對發動機兩端按照要求進行銑削加工；所述螺紋清理機包括清理主軸刀具，用于清理銑削加工后的發動機螺紋縫隙殘留藥；

控制系統中存儲加工程序，加工程序在處理器中運行時，實現以下過程：

步驟一、根據視覺系統采集的待整形發動機位置信息，控制桁架機械手將待整形發動機搬運至銑削整形加工機，銑削整形加工機對發動機進行定位鎖緊，根據視覺系統處理的銑削主軸刀具與待整形發動機端面位置信息，控制銑削整形加工機中的銑削主軸刀具按照圖紙要求對發動機兩端端面進行銑削加工；

步驟二、桁架機械手搬運端面整形結束的發動機至螺紋清理機；螺紋清理機對發動機進行定位鎖緊，根據視覺系統處理的清理主軸刀具與待清理發動機端面位置信息，控制螺紋清理機的清理主軸刀具按照圖紙要求對發動機兩端端面進行清理。