CN108655477A - 一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置，主要包括机械臂操纵系统、腕体系统、主轴系统和回转系统。机械臂操纵系统带动腕体系统运动，腕体系统带动主轴系统运动，主轴系统在气源带动下刀具快速转动，回转系统带动工件匀速转动。本装置结构简单紧凑，可以适用于各种不同镁合金零件内壁厚度铣削加工问题。其具体结构尺寸可根据不同镁合金零件专门定制，设计流程是：根据加工工件尺寸选择回转卡盘尺寸，根据材料特性选择主轴转速、刀具尺寸以及回转卡盘转速，根据零件内壁结构确定机器人预设程序流程，非常适合超精密加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种零件加工装置，特别是涉及一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置。
背景技术
作为某产品重要组成的圆筒状零件，其壁厚是关键技术指标，目前零件多采用铸造成型，铸造余量大且不均匀，由于零件内腔结构复杂，机床加工灵活性差，对大部分复杂零件的内壁加工时都会出现干涉，无法直接将零件加工到位，机床加工完成后需要对零件内壁未加工到的部位进行手工打磨，打磨过程中需要不断使用测厚仪进行壁厚测量，不断打磨修正直到满足壁厚要求。零件内壁加工效率的高低直接制约着整个产业加工制造的周期。由于零件内壁需打磨面积大，手工打磨存在效率低，测量点多，质量风险较高，工作环境差，劳动强度大等问题特别是镁合金粉尘属于易燃物，作业过程中产生的粉尘和噪音污染严重威胁到操作者的健康和安全。因此，机器人自动铣削加工能够拓展传统数控加工机床的加工范围，替代传统手工磨削，提高复杂镁合金零件自动化程度，达到提高生产效率，改善工人劳动环境的目标。
发明内容
本发明的目的是解决镁合金圆筒状零件内壁厚度铣削加工问题，本发明提供一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置，该装置通过机械臂来控制刀具运转，通过回转系统来控制零件旋转，实现了圆筒状零件内壁自动化铣削加工，且结构简单，加工范围广，安装方便。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置，主要包括机械臂操纵系统、腕体系统、主轴系统和回转系统。机械臂操纵系统由支座、底座、转盘、转盘电机、大臂、大臂电机、箱体、小臂、小臂电机组成。底座、转盘和转盘电机组成机器人的腰关节，由转盘电机通过轮系传递动力和变速给装盘产生回转运动。大臂和大臂电机组成机器人的大臂关节，由大臂电机通过轮系驱动大臂做仰俯运动；箱体、小臂和小臂电机组成机器人的小臂关节，由小臂电机通过轮系驱动小臂做仰俯运动。腕体系统由腕体、腕体电机、腕体连接法兰组成，设置在小臂的尾部，腕体、腕体电机、腕体连接法兰组成机器人的腕关节，由腕体电机通过轮系驱动腕体做回转、摆动和周转运动。主轴系统由气动主轴、夹具、刀具组成，与腕体法兰通过螺栓连接，夹具安装在主轴上，刀具固定在夹具上，通过气源提供动力带动气动主轴旋转，从而带动刀具做旋转运动。回转系统由回转座、回转卡盘、回转电机组成，回转卡盘固定在回转座上，零件通过固定卡盘与回转座紧固，由回转电机通过轮系驱动回转座进行回转运动。
机械臂操纵系统带动腕体系统运动，腕体系统带动主轴系统运动，主轴系统在气源带动下刀具快速转动，回转系统带动工件匀速转动。工作时，机械臂操纵系统和腕体系统将主轴系统的刀具定位在零件内表面处，同时刀具快速旋转，工件匀速旋转，最终实现工件内壁自动化铣削加工。
本装置结构简单紧凑，可以适用于各种不同镁合金零件内壁厚度铣削加工问题。其具体结构尺寸可根据不同镁合金零件专门定制，设计流程是：根据加工工件尺寸选择回转卡盘尺寸，根据材料特性选择主轴转速、刀具尺寸以及回转卡盘转速，根据零件内壁结构确定机器人预设程序流程，非常适合超精密加工。
本发明的一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置具有以下优点：
(1)本装置设计为多自由度，方便加工时改变加工方向及进给量；
(2)本装置的主轴采用气动主轴，具有结构简单，启动迅速，转向灵活等优点；
(3)本装置采用回转系统转动零件，增加了机器人加工的范围。
(4)本装置可以用于镁合金零件内壁厚度铣削加工，可保证内壁厚度的精度及加工柔性。
(5)本装置采用主轴夹具，结构简单紧凑，便于安装，对加工刀具的适应性强。
(6)本装置采用回转台旋转零件，减少主轴的移动，增强主轴加工过程中的稳定性。
附图说明
图1是本发明一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置整体外部结构图，其中：1—支座；2—底座；3—转盘；4—转盘电机；5—大臂；6—大臂电机；7—箱体；8—小臂电机；9—小臂；10-腕体电机；11—腕体；12—腕体联结法兰；13—气动主轴；14—夹具；15—刀具；16—零件；17—回转卡盘；18—回转电机；19—回转座。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明做进一步的阐述。
如图1所示，本发明的一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置，主要包括支座1、底座2、转盘3、转盘电机4、大臂5、大臂电机6、箱体7、小臂电机8、小臂9、腕体电机10、腕体11、腕体联结法兰12、气动主轴13、夹具14、刀具15、零件16、回转卡盘17、回转电机18、回转座19。底座2固定在支座1上，转盘3和转盘电机4设置在底座2上，转盘电机4带动转盘3转动。大臂5和大臂电机6设置在转盘3上，通过大臂电机6带动大臂5转动。箱体7和小臂电机8设置在大臂5上，小臂9设置在箱体7上，通过小臂电机8带动小臂9转动。腕体11设置在小臂9末端，腕体联结法兰12设置在腕体11上，通过腕体电机10带动腕体11运动。气动主轴13设置在腕体联结法兰12上，通过夹具14带动刀具15旋转进行加工。零件16与回转卡盘17固定，回转电机18带动零件15和回转卡盘16旋转，配合刀具15进行铣削加工。回转卡盘17和回转电机18固定在回转座19上。
Claims (1)
1.一种圆筒状零件内壁机器人自动铣削加工装置，其特征在于，包括机械臂操纵系统、腕体系统、主轴系统和回转系统；
机械臂操纵系统由支座、底座、转盘、转盘电机、大臂、大臂电机、箱体、小臂、小臂电机组成；底座、转盘和转盘电机组成机器人的腰关节，由转盘电机通过轮系传递动力和变速给装盘产生回转运动；大臂和大臂电机组成机器人的大臂关节，由大臂电机通过轮系驱动大臂做仰俯运动；箱体、小臂和小臂电机组成机器人的小臂关节，由小臂电机通过轮系驱动小臂做仰俯运动；
腕体系统由腕体、腕体电机、腕体连接法兰组成，设置在小臂的尾部，腕体、腕体电机、腕体连接法兰组成机器人的腕关节，由腕体电机通过轮系驱动腕体做回转、摆动和周转运动；
主轴系统由气动主轴、夹具、刀具组成，与腕体法兰通过螺栓连接，夹具安装在主轴上，刀具固定在夹具上，通过气源提供动力带动气动主轴旋转，从而带动刀具做旋转运动；
回转系统由回转座、回转卡盘、回转电机组成，回转卡盘固定在回转座上，零件通过固定卡盘与回转座紧固，由回转电机通过轮系驱动回转座进行回转运动；
机械臂操纵系统带动腕体系统运动，腕体系统带动主轴系统运动，主轴系统在气源带动下刀具快速转动，回转系统带动工件匀速转动。
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