[發(fā)明專利]一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112338247A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張剛
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32325
• 代理人: 金輝

本發(fā)明涉及大型薄壁零件加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)具有柔性工裝單元、機器人銑削單元、跟蹤測量單元、安全防護單元及控制單元；所述機器人銑削單元安裝在固定于地面的柔性工裝單元一側(cè)，所述跟蹤測量單元安裝在機器人銑削單元旁，所述安全防護單元將柔性工裝單元、機器人銑削單元、跟蹤測量單元包圍在內(nèi)，所述控制單元固定在安全防護單元外。本發(fā)明通過對薄壁零件的自適應(yīng)裝夾以及對機器人銑削加工過程中末端銑削主軸的姿態(tài)進行跟蹤和監(jiān)控，提高工件裝夾效率和機器人加工精度，安全防護單元主要是實現(xiàn)人機分離，保證人員和設(shè)備的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型薄壁零件加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

大型薄壁零件，如飛機蒙皮、火箭燃料貯箱等，是航空、航天等重大裝備的關(guān)鍵零件。這類零件往往需要在工件一側(cè)加工出數(shù)量不等、形狀各異的柵格結(jié)構(gòu)，在保證結(jié)構(gòu)強度的前提下，最大限度的減輕零件質(zhì)量。由于這類零件尺寸大、剛度低、形狀不規(guī)則，其加工質(zhì)量一直難以保證，加工效率也很低。目前，這類零件柵格結(jié)構(gòu)的制造方法主要包括化學(xué)銑削方法和機械銑削方法等。化學(xué)銑削方法具有作業(yè)時間長、作業(yè)成本高、加工精度低、切削廢液難處理等缺點。臥式機械銑削方法的加工質(zhì)量和加工效率有了明顯的提高，但是由于薄壁件尺寸較大，需要專用的大型臥式機床以及相匹配的工裝系統(tǒng)進行加工，加工成本高昂，且機床及工裝的柔性很差，難以應(yīng)對多品種規(guī)格大型薄壁零件的加工。機器人加工系統(tǒng)柔性好，能夠適應(yīng)多規(guī)格零部件的應(yīng)用場合，但受限于本身剛性不足且無法直接反饋末端位姿，不能在作業(yè)中根據(jù)偏差量進行實時調(diào)整，因此主要應(yīng)用于加工精度要求較低的加工場合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，主要從大型薄零部件柔性裝夾以及提升低剛度機器人加工精度兩個方面提供一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統(tǒng)及方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種大型曲面薄壁件機器人銑削加工系統(tǒng)，具有柔性工裝單元、機器人銑削單元、跟蹤測量單元、安全防護單元及控制單元；所述機器人銑削單元安裝在固定于地面的柔性工裝單元一側(cè)，所述跟蹤測量單元安裝在機器人銑削單元旁，所述安全防護單元將柔性工裝單元、機器人銑削單元、跟蹤測量單元包圍在內(nèi)，所述控制單元固定在安全防護單元外。

進一步的，所述柔性工裝單元包括工裝框架模塊，若干伺服柔性支撐模塊和若干伺服驅(qū)動模塊；所述伺服柔性支撐模塊安裝在工裝框架模塊內(nèi)，所述伺服驅(qū)動模塊本體安裝在伺服柔性支撐模塊上，驅(qū)動端與左側(cè)相鄰的伺服柔性支撐模塊固定，使得兩兩相鄰的伺服柔性支撐模塊相連。

進一步的，所述工裝框架模塊呈“口”字型，包括固定底座，所述固定底座兩端安裝固定有2個立柱，2個所述立柱頂端安裝有橫梁，所述固定底座上表面和橫梁的側(cè)面各安裝一條直線導(dǎo)軌。

進一步的，若干所述伺服柔性支撐模塊并列安裝在工裝框架模塊內(nèi)，所述伺服柔性支撐模塊包括豎梁，所述豎梁的頂端和底端各固定有2個滑塊，所述滑塊可滑動地安裝在所述直線導(dǎo)軌上，所述豎梁上從上到下依次布置有若干絲桿穿過豎梁的伺服電缸，每個所述伺服電缸的端部均設(shè)有真空吸附裝置。

進一步的，所述機器人銑削單元包括封閉式導(dǎo)軌，銑削機器人，銑削主軸，機器人底座以及拖鏈機構(gòu)；所述封閉式導(dǎo)軌與柔性工裝單元平行固定安裝于地面，所述銑削機器人通過底端的機器人底座可以移動地安裝于封閉式導(dǎo)軌上，所述銑削主軸安裝在銑削機器人的末端。

進一步的，所述跟蹤測量單元包含測量跟蹤靶標(biāo)和測量跟蹤主機；所述測量跟蹤靶標(biāo)安裝在銑削主軸上，所述測量跟蹤主機安裝在機器人銑削單元一旁的地面上。

進一步的，所述安全防護單元包含鋁型材立柱，鋁型材安全網(wǎng)片，安全門；若干所述鋁型材立柱與若干鋁型材安全網(wǎng)片將將柔性工裝單元、機器人銑削單元、跟蹤測量單元包圍在內(nèi)，所述安全門安裝在2根所述鋁型材立柱之間。

進一步的，所述豎梁上還安裝有壁件托架。