[發明專利]一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統及方法

在審

• 申請號: 202011185354.X
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112338247A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 張剛
• 申請（專利權）人: 無錫黎曼機器人科技有限公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23C9/00;B23Q3/00;B23Q17/22;B23Q17/20;B25J11/00
• 代理公司: 常州唯思百得知識產權代理事務所(普通合伙) 32325
• 代理人: 金輝

1.一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：具有柔性工裝單元(100)、機器人銑削單元(200)、跟蹤測量單元(300)、安全防護單元(400)及控制單元(500)；所述機器人銑削單元(200)安裝在固定于地面的柔性工裝單元(100)一側，所述跟蹤測量單元(300)安裝在機器人銑削單元(200)旁，所述安全防護單元(400)將柔性工裝單元(100)、機器人銑削單元(200)、跟蹤測量單元(300)包圍在內，所述控制單元(500)固定在安全防護單元(400)外。

2.根據權利要求1所述的一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：所述柔性工裝單元(100)包括工裝框架模塊(110)，若干伺服柔性支撐模塊(120)和若干伺服驅動模塊(130)；所述伺服柔性支撐模塊(120)安裝在工裝框架模塊(110)內，所述伺服驅動模塊(130)本體安裝在伺服柔性支撐模塊(120)上，驅動端與左側相鄰的伺服柔性支撐模塊(120)固定，使得兩兩相鄰的伺服柔性支撐模塊(120)相連。

3.根據權利要求2所述的一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：所述工裝框架模塊(110)呈“口”字型，包括固定底座(111)，所述固定底座(111)兩端安裝固定有2個立柱(112)，2個所述立柱(112)頂端安裝有橫梁(113)，所述固定底座(111)上表面和橫梁(113)的側面各安裝一條直線導軌(114)。

4.根據權利要求3所述的一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：若干所述伺服柔性支撐模塊(120)并列安裝在工裝框架模塊(110)內，所述伺服柔性支撐模塊(120)包括豎梁(121)，所述豎梁(121)的頂端和底端各固定有2個滑塊(122)，所述滑塊(122)可滑動地安裝在所述直線導軌(114)上，所述豎梁(121)上從上到下依次布置有若干絲桿穿過豎梁(121)的伺服電缸(123)，每個所述伺服電缸(123)的端部均設有真空吸附裝置(124)。

5.根據權利要求1所述的一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：所述機器人銑削單元(200)包括封閉式導軌(201)，銑削機器人(202)，銑削主軸(203)，機器人底座(205)以及拖鏈機構(206)；所述封閉式導軌(201)與柔性工裝單元(100)平行固定安裝于地面，所述銑削機器人(202)通過底端的機器人底座(205)可以移動地安裝于封閉式導軌(201)上，所述銑削主軸(203)安裝在銑削機器人(202)的末端。

6.根據權利要求1所述的一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：所述跟蹤測量單元(300)包含測量跟蹤靶標(204)和測量跟蹤主機(300)；所述測量跟蹤靶標(204)安裝在銑削主軸(203)上，所述測量跟蹤主機(300)安裝在機器人銑削單元(200)一旁的地面上。

7.根據權利要求1所述的一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：所述安全防護單元(400)包含鋁型材立柱(401)，鋁型材安全網片(402)，安全門(403)；若干所述鋁型材立柱(401)與若干鋁型材安全網片(402)將將柔性工裝單元(100)、機器人銑削單元(200)、跟蹤測量單元(300)包圍在內，所述安全門(403)安裝在2根所述鋁型材立柱(401)之間。

8.根據權利要求4所述的一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統，其特征在于：所述豎梁(121)上還安裝有壁件托架(125)。

9.一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工方法，其特征在于：包含以下步驟：

步驟1.根據大型曲面薄壁件的理論模型和預設工裝點信息，柔性工裝單元(100)由離線程序自動通過控制伺服電缸(123)調整真空吸附裝置(124)的陣列，使柔性工裝單元(100)的邊界各支撐點與大型曲面薄壁件理論模型重合，內部支撐點接近理論模型位置；

步驟2.吊裝大型曲面薄壁件，吊裝過程中柔性工裝邊界支撐點先對工件邊界進行吸附固定，然后柔性工裝其余支撐點調整伸出長度，通過力反饋實現自適應定位并吸附固定；

步驟3.銑削機器人(202)運行離線程序，按程序路徑掃描大型曲面薄壁件，確定工件邊界并將實際模型與理論模型的尺寸進行對比；

步驟4.由掃描對比結果，獲取工件加工區域和與加工余量信息，在此基礎上，離線編程系統對加工路徑進行規劃，根據經驗數據庫自動生成加工程序。其中路徑規劃可以通過仿真軟件進行演示，操作人員可以查看仿真軌跡，確保路徑合理正確；

步驟5.銑削機器人(202)開始加工工件，同時，跟蹤測量單元(300)通過測量跟蹤安裝在機器人末端上的靶標(204)，對銑削機器人(202)的銑削主軸(203)的加工姿態進行跟蹤與測量，并實時對銑削機器人(202)后續加工路徑微段的姿態和工藝參數進行補償調整；

步驟6.工件加工完畢后，銑削機器人(202)再次運行檢測掃描程序，對工件加工質量進行檢測。