[發(fā)明專利]一種薄壁件加工用柔性支撐裝置及自適應(yīng)支撐方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210694158.8
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114986213B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊吟飛;朱奔馳;呂語萌;趙國龍;郝秀清;趙威;陳妮;李亮;何寧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B23Q3/06
• 分類號: B23Q3/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙麗恒

1.一種薄壁件加工用柔性支撐裝置，其特征在于：包括：位移輸出單元和在線測量與協(xié)同控制單元；

所述位移輸出單元包括驅(qū)動器、位移放大機構(gòu)和觸頭；所述驅(qū)動器的位移輸出端與所述位移放大機構(gòu)的位移輸入端連接，所述位移放大機構(gòu)的位移輸出端和所述觸頭連接，所述觸頭用于支撐于待加工零件的待支撐部上；

所述在線測量與協(xié)同控制單元用于實時監(jiān)測所述位移放大機構(gòu)上的第一傳力部位處因支撐反力引起的變形，以及用于實時監(jiān)測所述零件上的所述待支撐部的顫振信號；所述在線測量與協(xié)同控制單元與所述驅(qū)動器通信連接，所述在線測量與協(xié)同控制單元根據(jù)所述第一傳力部位處的變形信號和所述待支撐部的顫振信號來控制所述驅(qū)動器工作，所述驅(qū)動器采用壓電陶瓷疊堆；

所述在線測量與協(xié)同控制單元還用于測算所述待支撐部的變形補償支撐量，并根據(jù)所述變形補償支撐量來控制所述驅(qū)動器輸出位移直至所述待支撐部恢復(fù)至原狀；所述在線測量與協(xié)同控制單元還能夠根據(jù)所述待支撐部的顫振信號來控制所述驅(qū)動器逐漸輸出位移直至所述待支撐部的振幅小于容許振動量；

還包括殼體，所述驅(qū)動器、所述位移放大機構(gòu)和所述在線測量與協(xié)同控制單元均設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述觸頭位于所述殼體外，所述殼體用于固定設(shè)置于柔性工裝上；

所述位移放大機構(gòu)包括第一連桿、第一推桿、第二連桿和第二推桿，所述驅(qū)動器所產(chǎn)生的位移依次經(jīng)過所述第一連桿、所述第一推桿、所述第二連桿和所述第二推桿后傳遞至所述觸頭上；

所述第一連桿和所述第二連桿均鉸接連接于所述殼體上并形成位移放大杠桿結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動器所產(chǎn)生的位移作用于所述第一連桿上后經(jīng)過放大傳遞至所述第一推桿上，所述第一推桿將經(jīng)過一次放大后的位移傳遞至所述第二連桿，所述第二連桿對位移進行二次放大后傳遞至所述第二推桿上；

所述在線測量與協(xié)同控制單元包括電阻式應(yīng)變片、壓電陶瓷片和信息收集與處理系統(tǒng)；

所述壓電陶瓷片粘貼于所述殼體內(nèi)的上壁上，所述位移輸出單元還包括第三推桿，所述第三推桿沿著自身長度方向能夠滑動地設(shè)置于所述殼體上，所述第三推桿的一端鉸接連接有一滑塊，所述滑塊沿著所述第二連桿的長度方向能夠滑動地連接于所述第二連桿上，所述第三推桿的另一端向所述殼體的上壁延伸并與所述壓電陶瓷片接觸，所述壓電陶瓷片用于監(jiān)測所述第二連桿的顫振信號并將所述顫振信號傳輸至所述信息收集與處理系統(tǒng)中；

所述第二連桿的一端設(shè)置于所述殼體上形成支點，另一端為自由端，所述第二連桿靠近所述自由端的部位為所述第一傳力部位，所述電阻式應(yīng)變片用于監(jiān)測所述第一傳力部位因支撐反力而產(chǎn)生的變形并以電阻信號的形式傳輸至所述信息收集與處理系統(tǒng)中，所述電阻式應(yīng)變片粘接于所述第一傳力部位上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加工用柔性支撐裝置，其特征在于：所述位移輸出單元還包括阻尼塊，所述阻尼塊固定設(shè)置于所述殼體內(nèi)且抵于所述第一連桿上，所述驅(qū)動器、所述阻尼塊和所述第一推桿均位于所述第一連桿的同一側(cè)，所述阻尼塊采用聚氨酯材料制造而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加工用柔性支撐裝置，其特征在于：包括兩種觸頭，兩種所述觸頭分別為點觸頭和線觸頭，所述點觸頭用于和零件產(chǎn)生點接觸，所述線觸頭用于和零件產(chǎn)生線接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加工用柔性支撐裝置，其特征在于：所述位移輸出單元還包括頂桿，所述頂桿的一端與所述第二推桿的一端連接，另一端能夠可拆卸地連接所述觸頭，所述頂桿用于連接所述觸頭的一端設(shè)置有一容置槽，所述容置槽內(nèi)固定設(shè)置有磁鐵，所述觸頭為金屬材質(zhì)，所述觸頭在所述磁鐵的吸附作用下安裝于所述頂桿上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄壁件加工用柔性支撐裝置，其特征在于：所述頂桿的一端位于所述殼體內(nèi)，另一端穿過所述殼體的上壁伸出于所述殼體，所述頂桿位于所述殼體內(nèi)的部分外壁上固定設(shè)置有一限位環(huán)，所述限位環(huán)和所述殼體上壁之間的所述頂桿上套設(shè)有一復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的兩端始終抵于所述上壁和所述限位環(huán)上。