CN102059657A - 大型壳体件的孔加工装置 - Google Patents

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史苏存
段玲
宋玉刚
刘慧琳
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Abstract

本发明公开了一种大型壳体件的孔加工装置，具有在大型壳体件上对孔进行准确定位的特点。该大型壳体件的孔加工装置，包括切割头与支撑机构，在切割头上连接有可驱动切割头作旋转运动并保证切割头的轴线与被加工孔母线平行的旋转机械手，旋转机械手与支撑机构之间设置有驱动切割头作进给运动的进给结构，在旋转机械手上设置有接收装置，壳体件内腔中设置有追踪接收装置位置的激光测量装置，激光测量装置连接有控制旋转机械手旋转位置的控制***。使得可对旋转机械手位置进行修正、补偿，从而消除减小旋转机械手的定位误差，精确确定加工位置，达到高精度的加工要求，尤其适合在大型壳体类产品的加工中推广应用。

Description

大型壳体件的孔加工装置
技术领域
本发明涉及一种孔加工装置，尤其是涉及一种大型壳体件的孔加工装置。
背景技术
目前，在大型壳体件的壳体上加工孔时，由于其体积庞大，不能将其放到数控机床上进行加工，因此，只能在放置大型壳体件的场地进行现场加工。如在大型的球壳体、圆筒形壳体、圆锥形壳体或其它异型壳体的加工中，需要在加工中对壳体上的各加工孔进行精确定位，保证各加工孔的大小、位置与预先设计的位置一致，而现有的任何加工设备均不能有效保证定位精确性，从而也就无法保证孔加工出来后的位置精确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可在大型壳体件上对孔进行准确定位的大型壳体件的孔加工装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大型壳体件的孔加工装置，包括切割头与支撑机构，在切割头上连接有可驱动切割头作旋转运动并保证切割头的轴线与被加工孔母线平行的旋转机械手，旋转机械手与支撑机构之间设置有驱动切割头作进给运动的进给结构，在旋转机械手上设置有接收装置，壳体件内腔中设置有追踪接收装置位置的激光测量装置，激光测量装置连接有控制旋转机械手旋转位置的控制***。
进一步的是，所述支撑机构包括支撑轴以及设置在支撑轴上的回转盘，进给结构设置在回转盘上。
进一步的是，激光测量装置设置在回转盘上。
进一步的是，所述回转盘设置在支撑轴的侧面，支撑轴的轴线垂直于回转盘的轴线；在支撑轴底部设置有驱动支撑轴旋转的支撑轴回转盘。
进一步的是，所述进给结构采用可伸缩的进给机械手。
进一步的是，所述回转盘的轴线与支撑轴的轴线重合，回转盘沿支撑轴的轴向滑动配合在支撑轴上。
进一步的是，所述进给结构为滑动配合在回转盘上的数控水平移动臂。
进一步的是，所述切割头采用水刀制作。
本发明的有益效果是：通过设置的接收装置以及激光测量装置，在加工前，支撑机构置入到大型壳体件内，将被加工的大型壳体件的理论数模导入测量设备软件中，使用测量***建立起坐标系后，测量出旋转机械手的实际位置，并计算出实际位置与理论位置的差值(理论位置应是旋转机械手的旋转轴线与预先设计孔的轴线重合)，将该值反馈至控制***对旋转机械手位置进行修正、补偿，使旋转机械手的旋转轴线与预先设计孔的轴线重合，再进行加工，从而消除减小旋转机械手的定位误差，精确确定加工位置，达到高精度的加工要求，尤其适合在大型壳体类产品的加工中推广应用。
附图说明
图1为本发明加工球体时的其中一种优选实施方式的结构示意图；
图2为本发明加工球体时的另一种优选实施方式的结构示意图；
图3为本发明加工筒型体的结构示意图；
图4为本发明的立体结构示意图。
图中标记为：旋转机械手1、进给机械手2、切割头3、支撑轴4、回转盘5、接收装置6、激光测量装置7、数控水平移动臂8、支撑轴回转盘9。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图4所示，本发明的大型壳体件的孔加工装置，包括切割头3与支撑机构，在切割头3上连接有可驱动切割头3作旋转运动并保证切割头3的轴线与被加工孔母线平行的旋转机械手1，旋转机械手1与支撑机构之间设置有驱动切割头3作进给运动的进给结构，在旋转机械手1上设置有接收装置6，壳体件内腔中设置有追踪接收装置6位置的激光测量装置7，激光测量装置7连接有控制旋转机械手1旋转位置的控制***。加工前，支撑机构置入到大型壳体件内，将被加工的大型壳体件的理论数模导入测量设备软件中，使用测量***建立起坐标系后，测量出旋转机械手1的实际位置，并计算出实际位置与理论位置的差值(理论位置应是旋转机械手1的旋转轴线与预先设计孔的轴线重合)，将该值反馈至控制***对旋转机械手1位置进行修正、补偿，使旋转机械手1的旋转轴线与预先设计孔的轴线重合，再进行加工，从而消除减小旋转机械手1的定位误差，精确确定加工位置，达到高精度的加工要求。定位好以后，旋转机械手1驱动切割头3旋转，同时，进给结构驱动切割头3前进实现对孔的切削加工。
在上述实施方式中，支撑机构可采用固定设置的支撑架结构，但此时，只能在大型壳体件内相对固定的位置进行孔的加工。作为优选实施方式，所述支撑机构包括支撑轴4以及设置在支撑轴4上的回转盘5，进给结构设置在回转盘5上。则通过转动回转盘5，可带动进给结构、旋转机械手1以及切割头3转动，从而可扩大切割头3在大型壳体件内的切削加工范围。
在以上的实施方式中，激光测量装置7可设置在大型壳体件内的任意位置，只要能有效追踪接收装置6的位置即可。作为优选方式，激光测量装置7设置在回转盘5上，可在回转盘5转动过程中随回转盘5一起转动，从而能达到对接收装置6更好的追踪效果。
作为回转设置的其中一种优选方式，所述回转盘5设置在支撑轴4的侧面，支撑轴4的轴线垂直于回转盘5的轴线；在支撑轴4底部设置有驱动支撑轴4旋转的支撑轴回转盘9。该结构形式适合球壳体的孔加工，如图1所示，回转盘5可在竖向平面内作圆周运动，从而实现切割头3对球壳体经度上孔的切削加工。而通过设置的支撑轴回转盘9，使得支撑轴4可作水平面上的圆周运动，从而实现切割头3对球壳体纬度上孔的切削加工。在该方式中，驱动切割头3作进给运动的进给结构可采用齿轮齿条机构等实现，作为优选方式，所述进给结构采用可伸缩的进给机械手2，即通过进给机械手2的伸缩运动实现切割头3的进给与回退。
作为回转设置的另一种优选方式，所述回转盘5的轴线与支撑轴4的轴线重合，回转盘5沿支撑轴4的轴向滑动配合在支撑轴4上。该结构形式适合大型球壳体、圆筒形壳体、圆锥形壳体及异形筒壳体的孔加工，如图2所示与图3所示，通过回转盘5的旋转，可实现切割头3在该壳体内对其四周的孔进行切削加工。而通过回转盘5在支撑轴4上的轴向移动，可实现切割头3在该筒形壳体内对壳体上下位置的孔进行切削加工。在该方式中，驱动切割头3作进给运动的进给结构同样可采用齿轮齿条机构等实现，作为优选方式，所述进给结构为滑动配合在回转盘5上的数控水平移动臂8，通过移动该数控水平移动臂8即可实现切割头3的进给与回退运动。
在以上的实施方式中，切割头3可采用电主轴铣削头或其它切割头进行切削加工，作为优选方式，所述切割头3采用水刀制作。水刀对200mm以下厚度的被加工件具有很高的切割加工精度，从而能有效保证大型壳体件内孔的加工切削精度。

Claims (8)

1.大型壳体件的孔加工装置，其特征是：包括切割头(3)与支撑机构，在切割头(3)上连接有可驱动切割头(3)作旋转运动并保证切割头(3)的轴线与被加工孔母线平行的旋转机械手(1)，旋转机械手(1)与支撑机构之间设置有驱动切割头(3)作进给运动的进给结构，在旋转机械手(1)上设置有接收装置(6)，壳体件内腔中设置有追踪接收装置(6)位置的激光测量装置(7)，激光测量装置(7)连接有控制旋转机械手(1)旋转位置的控制***。
2.如权利要求1所述的大型壳体件的孔加工装置，其特征是：所述支撑机构包括支撑轴(4)以及设置在支撑轴(4)上的回转盘(5)，进给结构设置在回转盘(5)上。
3.如权利要求2所述的大型壳体件的孔加工装置，其特征是：激光测量装置(7)设置在回转盘(5)上。
4.如权利要求3所述的大型壳体件的孔加工装置，其特征是：所述回转盘(5)设置在支撑轴(4)的侧面，支撑轴(4)的轴线垂直于回转盘(5)的轴线；在支撑轴(4)底部设置有驱动支撑轴(4)旋转的支撑轴回转盘(9)。
5.如权利要求4所述的大型壳体件的孔加工装置，其特征是：所述进给结构采用可伸缩的进给机械手(2)。
6.如权利要求3所述的大型壳体件的孔加工装置，其特征是：所述回转盘(5)的轴线与支撑轴(4)的轴线重合，回转盘(5)沿支撑轴(4)的轴向滑动配合在支撑轴(4)上。
7.如权利要求6所述的大型壳体件的孔加工装置，其特征是：所述进给结构为滑动配合在回转盘(5)上的数控水平移动臂(8)。
8.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的大型壳体件的孔加工装置，其特征是：所述切割头(3)采用水刀制作。
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