CN106956286B - 复合材料机械手切削加工集成*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复合材料机械手切削加工集成***,其包括加工机器人,切削刀具组件,将切削刀具组件安装在加工机器人的机械手臂上的安装组件,以及通过伺服结构对切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构;连接结构包括与机械手臂固定连接的连接板,用于安装切削刀具组件的中间安装板,以及至少一个连接臂;还包括与连接结构固定连接的加工精度检测单元、与中间安装板固定连接的除尘单元、以及与除尘单元相连对切削刀具组件的刀头进行冷却的刀具冷却单元;其中,除尘装置的除尘罩本体通过自动装卸结构可拆卸的安装在软管安装板下方,切削刀具组件位于中间安装板下方部分被除尘罩本体包裹在其空腔内,切削刀具组件的刀头由除尘罩本体的吸尘口伸出。
Description
技术领域
本发明涉及机械手加工领域,具体地说,涉及一种复合材料机械手切削加工集成***。
背景技术
随着机电一体化技术的不断发展,机电融合技术的推广与应用提高了控制***的智能化程度,高新技术的推广使得远程无人操控***得到了快速发展,进而增强机电装置的机械化属性,机械臂应运而生,随着机械臂的不断发展,机械臂的应用已经越来越广泛,机械臂可把任一物件或工具按空间位姿(位置和姿态)的时变要求进行移动,从而完成某一工业生产的作业要求。但是在加工过程中,不仅需要对机械手夹持刀具对被加工件进行切削,还需要对被加工件的加工精度进行测量、进行除尘以及对刀具进行冷却等。
但是,目前的机械臂的功能一般比较单一化,一般机械臂只能完成夹持刀具进行加工的任务,而加工精度测量、除尘以及冷却等都需要另外单独设置,而这些部件的单独设置不仅占用了比较大的空间,还影响了加工的方便性。
因此,现需提供一种复合材料机械手切削加工集成***,以便满足机械手自动加工、检测、冷却等集成处理的目的,提高机械加工的方便性,减少占用空间,降低成本。
发明内容
为此,本发明提供一种适用于机械手的复合材料机械手切削加工集成***,以及一种机械手切削加工检测方法。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种复合材料机械手切削加工集成***,其包括加工机器人,切削刀具组件,将所述切削刀具组件安装在所述加工机器人的机械手臂上的安装组件,以及通过伺服结构对所述切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构;
所述连接结构包括与所述机械手臂固定连接的连接板,用于安装所述切削刀具组件的中间安装板,以及将所述连接板与所述中间安装板连接成一体的至少一个连接臂;
所述切削加工集成***还包括与所述连接结构固定连接的加工精度检测单元、通过软管安装板与所述中间安装板固定连接的除尘装置、以及与所述除尘装置相连对所述切削刀具组件的刀头进行冷却的刀具冷却单元;
其中,所述除尘装置的除尘罩本体通过自动装卸结构可拆卸的安装在所述软管安装板下方,当所述机械手臂通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体后,所述切削刀具组件位于所述中间安装板下方部分被所述除尘罩本体包裹在其空腔内,且所述切削刀具组件的刀头由所述除尘罩本体的吸尘口伸出。
所述切削刀具组件包括安装在所述中间安装板的第二通孔内的电机主轴,连接在所述电机主轴下方的刀柄和刀头;当所述机械手臂通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体后,所述刀柄位于所述除尘罩本体的空腔内,且所述刀头由所述除尘罩本体的吸尘口伸出。
所述自动装卸结构包括
除尘罩支撑支架,用于支撑未安装或拆卸后的所述除尘罩本体,所述除尘罩支撑支架上设有用于限位所述除尘罩本体的若干限位销;
除尘罩连接圆环,活动套设在所述除尘罩本体外,所述除尘罩连接圆环上成型有若干限位孔、若干第一穿过孔以及若干第二螺纹孔,其中,所述限位孔与所述限位销配合对所述除尘罩本体进行限位,第一螺杆自下向上依次穿过所述第一穿过孔、弹簧并嵌入所述除尘罩本体的上端凸缘上的第一螺纹孔中且二者螺纹配合固定,第二螺杆穿过所述除尘罩本体的上端凸缘上的第二穿过孔并嵌入所述除尘罩连接圆环上的所述第二螺纹孔中且二者螺纹配合固定;以及
除尘罩连接板,固定连接在所述软管安装板下方,所述除尘罩连接板上成型有第二中间通孔、若干相互连通的第一螺帽孔和第二螺帽孔,其中,所述第一螺帽孔为通孔,所述第二螺帽孔内成型有U型台阶面;
所述机械手臂通过挤压放置在所述除尘罩支撑支架上的所述除尘罩本体和旋转所述除尘罩连接板,使得所述除尘罩本体上的所述第二螺杆从所述第一螺帽孔滑入所述第二螺帽孔且螺帽与所述U型台阶面相抵,完成所述除尘罩本体的自动安装;或者使得所述除尘罩本体上的所述第二螺杆的螺帽与所述U型台阶面分离且由所述第二螺帽孔滑入第一螺帽孔,完成所述除尘罩本体的自动拆卸。
所述加工精度检测单元包括固定在所述连接结构上的检测安装板、安装在所述检测安装板上的检测头、以及误差评定***;其中,所述检测头与所述数控结构相连,所述检测头根据预设程序对被加工件进行检测,并将检测结果反馈至所述误差评定***,所述误差评定***将检测结果与给定的误差预设范围进行比较,若检测结果超出预设范围,所述数控结构生成新的加工路径,所述切削刀具组件对所述被加工件进行再次加工。
所述除尘罩支撑支架包括架体,设置在架体上用于放置所述除尘罩本体的罩体支撑结构,以及设置在所述架体上的刀库。
所述刀具冷却单元包括安装在所述除尘罩本体上的冷却管以及安装在软管安装板上的连通所述冷却管和冷却泵的管接头,其中,所述管接头与所述冷却管之间为螺纹可拆卸连接,所述冷却管的出口设于所述除尘罩本体的吸尘口处;当所述机械手臂通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体后,所述切削刀具组件的刀头由所述除尘罩本体的吸尘口伸出对被加工件进行加工,所述刀具冷却单元通过所述冷却管对所述刀头进行气冷。
还包括切削力检测单元,所述切削力检测单元包括旋转测力仪和与所述除尘罩连接板可拆卸连接的测力仪安装板,所述旋转测力仪的转子与所述切削刀具组件的电机主轴同轴套设,所述旋转测力仪的定子与所述测力仪安装板固定连接;检测所述切削刀具组件的切削力时,所述机械手臂通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体卸下,所述切削刀具组件的所述电机主轴卸下刀柄和刀头,安装所述测力仪安装板并将所述旋转测力仪的转子固定套设在所述电机主轴外,所述切削力检测单元进行检测。
还包括设于工作台上的用于固定被加工件的工件装夹单元,所述工件装夹单元包括成型在模具上的若干真空孔、与所述真空孔连通的真空吸盘、以及抽真空结构,所述抽真空结构通过所述真空吸盘和所述真空孔将放置在所述模具上的被加工件吸附固定。
所述连接板上成型有多个第一通孔,多个连接螺杆穿过多个所述第一通孔将所述连接板与所述机械手臂的法兰固定连接;
所述中间安装板上成型有多个第三螺纹孔,所述软管安装板的上端面成型有位置相应和数量相应的第四螺母孔,连接螺杆在所述第三螺纹孔和所述第四螺母孔的配合下将所述中间安装板和所述软管安装板固定连接。
所述中间安装板呈环形扣合状,其包括用于安装切削刀具组件的电机主轴的第二通孔、第一扣合部和第二扣合部,所述切削刀具组件的电机主轴安装在所述第二通孔内,并通过所述第一扣合部和所述第二扣合部的扣合被紧固在所述第二通孔内。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
在本发明中,在机械手臂上同时设置有所述切削加工单元、加工精度检测单元、除尘装置以及刀具冷却单元,其满足机械手自动加工、检测、冷却等集成处理的目的,提高机械加工的方便性,减少占用空间,降低成本;另外,在所述切削刀具组件的所述刀头对被加工件进行加工的同时,所述除尘装置可以同时去除加工产生的粉尘,从而保护环境和工人健康;而当需要更换刀具时,首先所述机械手臂通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体卸下,然后就可以进行正常的刀具更换,当刀具更换完毕后,所述机械手臂再次通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体安装上即可;综上,本发明不仅可以及时去除粉尘、保护环境和工人健康,而且其可以同步除尘且不干涉所述切削刀具组件的换刀过程。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1是本发明所述的复合材料机械手切削加工集成***示意图;
图2是本发明所述的除尘装置示意图;
图3是本发明所述的除尘装置截面示意图;
图4是本发明所述的切削力检测单元示意图;
图5是本发明所述的除尘罩支撑支架示意图;
图6是本发明所述的工件夹装单元示意图;
图7是本发明所述的除尘罩本体示意图;
图8是本发明所述的软管安装板示意图
图9是本发明所述的除尘罩连接圆环示意图;
图10是本发明所述的除尘罩连接板示意图;
图11是本发明所述的连接结构示意图;
附图标记说明:1-软管安装板;2-机械手臂;3-除尘罩本体;4-安装孔;5-第一中间通孔;6-连通凹槽;7-除尘罩支撑支架;8-限位销;9-除尘罩连接圆环;10-限位孔;11-第一穿过孔;12-第二穿过孔;13-弹簧;14-第二螺纹孔;15-第一螺杆;16-第二螺杆;17-除尘罩连接板;18-第二中间通孔;19-第一螺帽孔;20-第二螺帽孔;21-U型台阶面;22-弧形孔;23-防撞环;24-连接板;25-中间安装板;26-连接臂;27-第一通孔;28-第二通孔;29-第三螺纹孔;30-第四螺母孔;31-第一扣合;32-第二扣合部;33-刀头;34-电机主轴;35-检测安装板;36-检测头;37-罩体支撑结构;38-刀库;39-管接头;40-冷却管;41-旋转测力仪;42-测力仪安装板;43-模具;44-真空吸盘;45-真空孔;46-第一安装螺纹孔;47-第二安装螺纹孔;48-安装穿过孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
如图1-11所示,本实施例的复合材料机械手切削加工集成***,其包括加工机器人,切削刀具组件,将所述切削刀具组件安装在所述加工机器人的机械手臂2上的连接结构,以及通过伺服结构对所述切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构;
所述连接结构包括与所述机械手臂2固定连接的连接板24,用于安装所述切削刀具组件的中间安装板25,以及将所述连接板24与所述中间安装板25连接成一体的至少一个连接臂26;
还包括与所述连接结构固定连接的加工精度检测单元、与所述中间安装板25固定连接的除尘装置、以及与所述除尘装置相连对所述切削刀具组件的刀头33进行冷却的刀具冷却单元;
其中,所述除尘装置的除尘罩本体3通过自动装卸结构可拆卸的安装在所述软管安装板1下方,当所述机械手臂2通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体3后,所述切削刀具组件位于所述中间安装板25下方部分被所述除尘罩本体3包裹在其空腔内,且所述切削刀具组件的刀头33由所述除尘罩本体3的吸尘口伸出。
在复合材料的切削加工过程中,会产生大量的粉尘,若不及时进行清除,将会污染环境且危害作业人员身体健康;而本实施例中,与所述除尘装置的除尘软管连通的所述除尘罩本体3套设在所述切削刀具组件外,从所述除尘罩本体3的下端伸出的所述刀头33在对所述被加工件进行加工的同时,所述除尘装置启动并通过所述除尘罩本体3及时将刚加工完产生的粉尘吸走,从而实现加工和除尘的同时进行。
同时,在本实施例中,所述除尘罩本体3的吸尘口处还设有防止所述除尘罩本体3碰撞所述被加工件的防撞环23,从而避免所述除尘罩本体3干涉所述被加工件的加工过程,保证除尘过程和刀具加工过程的互不干涉。
一方面,如图2所示,在本实施例中,在机械手臂2上同时设置有所述切削加工单元、加工精度检测单元、除尘装置以及刀具冷却单元,其满足机械手自动加工、检测、冷却等集成处理的目的,提高机械加工的方便性,减少占用空间,降低成本。
另一方面,在本实施例中,安装好的所述除尘罩本体3是套设在所述切削刀具组件外,所述切削刀具组件的所述刀头33从所述除尘罩本体3的吸尘口伸出;因此,在所述切削刀具组件的所述刀头33对被加工件进行加工的同时,所述除尘装置可以同时去除加工产生的粉尘,从而保护环境和工人健康;而当需要更换刀具时,首先所述机械手臂2通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体3卸下,然后就可以进行正常的刀具更换,当刀具更换完毕后,所述机械手臂2再次通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体3安装上即可;综上,本发明不仅可以及时去除粉尘、保护环境和工人健康,而且其可以同步除尘且不干涉所述切削刀具组件的换刀过程。
具体地,如图3所示,在本实施例中,所述切削刀具组件包括安装在所述中间安装板25的第二通孔28内的电机主轴34,连接在所述电机主轴34下方的刀柄和刀头33;当所述机械手臂2通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体3后,所述刀柄位于所述除尘罩本体3的空腔内,且所述刀头33由所述除尘罩本体3的吸尘口伸出。
在本实施例中,如图8所示,所述软管安装板1成型有用于安装所述除尘软管的安装孔4,以及用于与所述除尘罩本体3连通的第一中间通孔5;其中,所述安装孔4与所述第一中间通孔5相连通;在本实施例中,所述第一中间通孔5的下端与所述安装孔4的下端通过连通凹槽6连通。
进一步地,所述自动装卸结构包括
除尘罩支撑支架7,用于支撑未安装或拆卸后的所述除尘罩本体3,所述除尘罩支撑支架7上设有用于限位所述除尘罩本体3的若干限位销8;
除尘罩连接圆环9,活动套设在所述除尘罩本体3外,所述除尘罩连接圆环9上成型有若干限位孔10、若干第一穿过孔11以及若干第二螺纹孔14,其中,所述限位孔10与所述限位销8配合对所述除尘罩本体3进行限位,第一螺杆15自下向上依次穿过所述第一穿过孔11、弹簧13并嵌入所述除尘罩本体3的上端凸缘上的第一螺纹孔中且二者螺纹配合固定,第二螺杆16穿过所述除尘罩本体3的上端凸缘上的第二穿过孔12并嵌入所述除尘罩连接圆环9上的所述第二螺纹孔14中且二者螺纹配合固定;以及
除尘罩连接板17,固定连接在所述软管安装板1下方,所述除尘罩连接板17上成型有第二中间通孔18、若干相互连通的第一螺帽孔19和第二螺帽孔20,其中,所述第一螺帽孔19为通孔,所述第二螺帽孔20内成型有U型台阶面21;
所述机械手臂2通过挤压放置在所述除尘罩支撑支架7上的所述除尘罩本体3和旋转所述除尘罩连接板17,使得所述除尘罩本体3上的所述第二螺杆16从所述第一螺帽孔19滑入所述第二螺帽孔20且螺帽与所述U型台阶面21相抵,完成所述除尘罩本体3的自动安装;或者使得所述除尘罩本体3上的所述第二螺杆16的螺帽与所述U型台阶面21分离且由所述第二螺帽孔20滑入第一螺帽孔19,完成所述除尘罩本体3的自动拆卸。
具体地,如图5、7、8、9和10所示,在本实施例中,安装时,所述机械手臂2带动所述除尘罩连接板17自上向下靠近放置在所述除尘罩支撑支架7上的所述除尘罩本体3,并使得所述第二螺杆16嵌入所述第一螺帽孔19中,所述机械手臂2向下按压所述除尘罩本体3并带动所述除尘罩连接板17转动,套设在所述第一螺杆15上的所述弹簧13被压缩且所述第二螺杆16由所述第一螺帽孔19滑入所述第二螺帽孔20,所述机械手臂2带动所述除尘罩连接板17向上解除对所述除尘罩本体3的挤压,所述弹簧13复位且所述第二螺杆16的螺帽被所述第二螺帽孔20内的所述U型台阶面21卡住,所述除尘罩本体3与所述除尘罩连接固定,完成所述除尘罩本体3的自动安装;
拆卸时,所述机械手臂2通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体3放置至所述除尘罩支撑支架7上且使所述限位孔10与所述限位销8配合,所述机械手臂2通过所述除尘罩连接板17按压所述除尘罩本体3并发生转动,所述套设在所述第一螺杆15上的所述弹簧13被压缩,所述第二螺杆16的螺帽与所述U型台阶面21分离并由所述第二螺帽孔20滑入所述第一螺帽孔19,所述机械手臂2带动所述除尘罩连接板17向上解除对所述除尘罩本体3的挤压,所述弹簧13复位且所述第二螺杆16从所述第一螺帽孔19中脱出,所述除尘罩本体3与所述除尘罩连接板17分离,完成所述除尘罩本体3的自动拆卸。
所述软管安装板1的下端面上还成型有对应于所述第一螺帽孔19和所述第二螺帽孔20设置的弧形孔22;这样,在所述机械手臂2挤压所述除尘罩本体3时,便于所述第二螺杆16嵌入所述第一螺帽孔19和滑入、滑出所述第二螺帽孔20,满足机械手自动化装卸要求。
其中,作为优选的实施方式,所述限位孔10和所述第二螺纹孔14设为三个、所述第一穿过螺纹孔11设为六个,且在所述除尘罩连接圆环9的周向均匀分布;当然,对应的所述限位销8和所述第一螺纹孔也设为三个,所述第二穿过孔12也设为六个。
如图2和11所示,在上述实施例的基础上,所述软管安装板1通过连接结构与所述机械手臂2固定连接;其中,所述连接结构包括与所述机械手臂2固定连接的连接板24,用于安装所述软管安装板1的中间安装板25,以及将所述连接板24与所述中间安装板25连接成一体的至少一个连接臂26。
所述连接板24上成型有多个第一通孔27,多个连接螺杆穿过多个所述第一通孔27将所述连接板24与所述机械手臂2的法兰固定连接。
所述中间安装板25上成型有多个第三螺纹孔29,所述软管安装板1的上端面成型有位置相应和数量相应的第四螺母孔30,连接螺杆在所述第三螺纹孔29和所述第四螺母孔的配合下讲所述中间安装板25和所述软管安装板1固定连接。
所述中间安装板25呈环形扣合状,其包括用于安装切削刀具组件的电机主轴的第二通孔28、第一扣合31部和第二扣合部32,所述切削刀具组件的电机主轴安装在所述第二通孔28内,并通过所述第一扣合31部和所述第二扣合部32的扣合被紧固在所述第二通孔28内。
在本实施例中,所述电机主轴34安装好后,所述软管安装板1的上端面被所述电机主轴34密闭,因此安装后的所述除尘罩本体3通过第一中间通孔5和所述第二中间通孔18与所述除尘软管连通。
在上述实施例的基础上,本实施例的所述加工精度检测单元包括固定在所述连接结构上的检测安装板35、安装在所述检测安装板35上的检测头36、以及误差评定***;其中,所述检测头36与所述数控结构相连,所述检测头36根据预设程序对被加工件进行检测,并将检测结果反馈至所述误差评定***,所述误差评定***将检测结果与给定的误差预设范围进行比较,若检测结果超出预设范围,所述数控结构生成新的加工路径,所述切削刀具组件对所述被加工件进行再次加工。
如图2和4所示,作为优选的实施方式,所述检测头3设为雷尼绍检测头,所述误差评定***内设有测量结果反馈及误差评定模块,该模块将检测结果与所述预设范围进行比较和判定,所述在线检测结构和所述切削刀具组件都安装在所述机械手臂1上,当被加工件加工完毕后,只需旋转所述机械手臂1即可对所述被加工件进行在线检测,并将检测结果反馈给所述误差评定***,实现被加工件的误差补偿与修正;同时,在检测时或者再次加工时都无需对被加工件进行二次夹装,不会影响所述被加工件的再次切削,该机械手切削加工检测***在提供被加工件的加工精度的同时保证了所述被加工件的加工效率。
如图5所示,在本实施例中,所述除尘罩支撑支架7包括架体,设置在架体上用于放置所述除尘罩本体3的罩体支撑结构37,以及设置在所述架体上的刀库38;其中,所述罩体支撑结构37包括支撑环以及设于所述支撑环上的多个所述限位销,且所述刀库38上设置若干刀头。
当需要更换刀具时,首先所述机械手臂2通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体3卸下,然后将原有的所述切削刀具组件的刀头33卸下并安装新的刀头后,所述机械手臂2再通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体3安装好,而后进行新的加工过程就好。
如图2所示,进一步地,所述刀具冷却单元包括安装在所述除尘罩本体3上的冷却管40以及安装在软管安装板1和所述除尘罩连接板17上的连通所述冷却管40和冷却泵的管接头39,其中,所述管接头39与所述冷却管40之间为螺纹可拆卸连接,所述冷却管40的出口设于所述除尘罩本体3的吸尘口处;当所述机械手臂2通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体3后,所述切削刀具组件的刀头33由所述除尘罩本体3的吸尘口伸出对被加工件进行加工,所述刀具冷却单元通过所述冷却管40对所述刀头33进行气冷,其中,所述软管安装板1和所述除尘罩连接板17设于用于安装所述管接头29的第一安装螺纹孔46,所述除尘罩本体3的上端凸缘上设有用于安装所述冷却管的第二安装螺纹孔47,所述除尘罩连接圆环9上设有共所述冷却管40穿过的安装穿过孔48。
如图4所示,本实施例所述的复合材料机械手切削加工集成***还包括切削力检测单元,所述切削力检测单元包括旋转测力仪41和与所述除尘罩连接板17可拆卸连接的测力仪安装板42,所述旋转测力仪41的转子与所述切削刀具组件的电机主轴34同轴套设,所述旋转测力仪41的定子与所述测力仪安装板42固定连接;检测所述切削刀具组件的切削力时,所述机械手臂2通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体3卸下,所述切削刀具组件的所述电机主轴34卸下刀柄和刀头33,安装所述测力仪安装板42并将所述旋转测力仪41的转子固定套设在所述电机主轴34外,所述切削力检测单元进行检测;在本实施例中,当需要对所述切削刀具组件的切削力的大小进行检测时,首先所述机械手臂2通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体3卸载至所述除尘罩支撑支架7上,然后所述电机主轴34将所述刀柄和所述刀头33卸下并储存至所述除尘罩支撑支架7的刀库38内,最后将所述测力仪安装板42固定安装在所述除尘罩连接板17的下方,并将所述旋转测力仪41的转动固定套设在所述电机主轴34外,随后即可启动所述切削力检测单元进行检测;检测完毕后,将所述切削力检测单元卸下后,再次装回所述刀柄、所述刀头33和所述除尘罩本体3即可进入切削加工程序。
如图6所示,在上述实施例的基础上,本实施例还包括设于工作台上的用于固定被加工件的工件装夹单元,所述工件装夹单元包括成型在模具43上的若干真空孔、与所述真空孔45连通的真空吸盘44、以及抽真空结构,所述抽真空结构通过所述真空吸盘44和所述真空孔45将放置在所述模具43上的被加工件吸附固定。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.复合材料机械手切削加工集成***,其包括加工机器人,切削刀具组件,将所述切削刀具组件安装在所述加工机器人的机械手臂(2)上的连接结构,以及通过伺服结构对所述切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构;其特征在于:
所述连接结构包括与所述机械手臂(2)固定连接的连接板(24),用于安装所述切削刀具组件的中间安装板(25),以及将所述连接板(24)与所述中间安装板(25)连接成一体的至少一个连接臂(26);
所述切削加工集成***还包括与所述连接结构固定连接的加工精度检测单元、通过软管安装板与所述中间安装板(25)固定连接的除尘装置、以及与所述除尘装置相连对所述切削刀具组件的刀头(33)进行冷却的刀具冷却单元;
其中,所述除尘装置的除尘罩本体(3)通过自动装卸结构可拆卸的安装在所述软管安装板(1)下方,当所述机械手臂(2)通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体(3)后,所述切削刀具组件位于所述中间安装板(25)下方部分被所述除尘罩本体(3)包裹在其空腔内,且所述切削刀具组件的刀头(33)由所述除尘罩本体(3)的吸尘口伸出。
2.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:所述切削刀具组件包括安装在所述中间安装板(25)的第二通孔(28)内的电机主轴(34),连接在所述电机主轴(34)下方的刀柄和刀头(33);当所述机械手臂(2)通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体(3)后,所述刀柄位于所述除尘罩本体(3)的空腔内,且所述刀头(33)由所述除尘罩本体(3)的吸尘口伸出。
3.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:所述自动装卸结构包括
除尘罩支撑支架(7),用于支撑未安装或拆卸后的所述除尘罩本体(3),所述除尘罩支撑支架(7)上设有用于限位所述除尘罩本体(3)的若干限位销(8);
除尘罩连接圆环(9),活动套设在所述除尘罩本体(3)外,所述除尘罩连接圆环(9)上成型有若干限位孔(10)、若干第一穿过孔(11)以及若干第二螺纹孔(14),其中,所述限位孔(10)与所述限位销(8)配合对所述除尘罩本体(3)进行限位,第一螺杆(15)自下向上依次穿过所述第一穿过孔(11)、弹簧(13)并嵌入所述除尘罩本体(3)的上端凸缘上的第一螺纹孔中且二者螺纹配合固定,第二螺杆(16)穿过所述除尘罩本体(3)的上端凸缘上的第二穿过孔(12)并嵌入所述除尘罩连接圆环(9)上的所述第二螺纹孔(14)中且二者螺纹配合固定;以及
除尘罩连接板(17)固定连接在所述软管安装板(1)下方,所述除尘罩连接板(17)上成型有第二中间通孔(18)、若干相互连通的第一螺帽孔(19)和第二螺帽孔(20),其中,所述第一螺帽孔(19)为通孔,所述第二螺帽孔(20)内成型有U型台阶面(21);
所述机械手臂(2)通过指定程序运动将所述除尘罩本体(3)放置在所述除尘罩支撑支架(7)上,旋转所述除尘罩连接板(17),使得所述除尘罩本体(3)上的所述第二螺杆(16)从所述第一螺帽孔(19)滑入所述第二螺帽孔(20)且螺帽与所述U型台阶面(21)相抵,完成所述除尘罩本体(3)的自动安装;或者使得所述除尘罩本体(3)上的所述第二螺杆(16)的螺帽与所述U型台阶面(21)分离且由所述第二螺帽孔(20)滑入第一螺帽孔(19),完成所述除尘罩本体(3)的自动拆卸。
4.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:所述加工精度检测单元包括固定在所述连接结构上的检测安装板(35)、安装在所述检测安装板(35)上的检测头(36)、以及误差评定***;其中,所述检测头(36)与所述数控结构相连,所述检测头(36)根据预设程序对被加工件进行检测,并将检测结果反馈至所述误差评定***,所述误差评定***将检测结果与给定的误差预设范围进行比较,若检测结果超出预设范围,所述数控结构生成新的加工路径,所述切削刀具组件对所述被加工件进行再次加工。
5.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:所述除尘罩支撑支架(7)包括架体,设置在架体上用于放置所述除尘罩本体的罩体支撑结构(37),以及设置在所述架体上的刀库(38)。
6.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:所述刀具冷却单元包括安装在所述除尘罩本体(3)上的冷却管(40)以及安装在软管安装板(1)上的连通所述冷却管(40)和冷却泵的管接头(39),其中,所述管接头(39)与所述冷却管(40)之间为螺纹可拆卸连接,所述冷却管(40)的出口设于所述除尘罩本体(3)的吸尘口处;当所述机械手臂(2)通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体(3)后,所述切削刀具组件的刀头(33)由所述除尘罩本体(3)的吸尘口伸出对被加工件进行加工,所述刀具冷却单元通过所述冷却管(40)对所述刀头(33)进行气冷。
7.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:还包括切削力检测单元,所述切削力检测单元包括旋转测力仪(41)和与所述除尘罩连接板(17)可拆卸连接的测力仪安装板(42),所述旋转测力仪(41)的转子与所述切削刀具组件的电机主轴(34)同轴套设,所述旋转测力仪(41)的定子与所述测力仪安装板(42)固定连接;检测所述切削刀具组件的切削力时,所述机械手臂(2)通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体(3)卸下,所述切削刀具组件的所述电机主轴(34)卸下刀柄和刀头(33),安装所述测力仪安装板(42)并将所述旋转测力仪(41)的转子固定套设在所述电机主轴(34)外,所述切削力检测单元进行检测。
8.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:还包括设于工作台上的用于固定被加工件的工件装夹单元,所述工件装夹单元包括成型在模具(43)上的若干真空孔(45)、与所述真空孔(45)连通的真空吸盘(44)、以及抽真空结构,所述抽真空结构通过所述真空吸盘(44)和所述真空孔(45)将放置在所述模具(43)上的被加工工件吸附固定。
9.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:所述连接板(24)上成型有多个第一通孔(27),多个连接螺杆穿过多个所述第一通孔(27)将所述连接板(24)与所述机械手臂(2)的法兰固定连接;
所述中间安装板(25)上成型有多个第三螺纹孔(29),所述软管安装板(1)的上端面成型有位置相应和数量相应的第四螺母孔(30),连接螺杆在所述第三螺纹孔(29)和所述第四螺母孔的配合下将所述中间安装板(25)和所述软管安装板(1)固定连接。
10.根据权利要求9所述的复合材料机械手切削加工集成***,其特征在于:所述中间安装板(25)呈环形扣合状,其包括用于安装切削刀具组件的电机主轴(34)的第二通孔(28)、第一扣合部(31)和第二扣合部(32),所述切削刀具组件的电机主轴安装在所述第二通孔(28)内,并通过所述第一扣合(31)部和所述第二扣合部(32)的扣合被紧固在所述第二通孔(28)内。
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