CN206794824U

CN206794824U - 一种大型球壳体开多孔加工装置

Info

Publication number: CN206794824U
Application number: CN201720712470.XU
Authority: CN
Inventors: 严山; 罗加斌
Original assignee: Hubei Sanjiang Aerospace Group Hongyang Electromechanical Co Ltd
Current assignee: Hubei Sanjiang Aerospace Group Hongyang Electromechanical Co Ltd
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2027-06-19

Abstract

本实用新型属于开孔加工技术领域，公开了一种大型球壳体开多孔加工装置，包括：激光跟踪仪组、靶球组、开孔加工设备以及开孔控制计算机；所述激光跟踪仪组设置在待加工大型球壳体两侧，所述靶球组将所述待加工大型球壳体围在中央，与所述激光跟踪仪组相连；所述开孔加工设备设置在所述待加工大型球壳体外部；所述开孔控制计算机分别与所述激光跟踪仪组以及所述开孔加工设备相连，获取待加工大型球壳体的三维数据信息并驱动所述开孔加工设备执行开孔操作。本实用新型提供了一种适应规格范围广，精度高的壳体开孔加工装置。

Description

一种大型球壳体开多孔加工装置

技术领域

本实用新型涉及开孔加工技术领域，特别涉及一种大型球壳体开多孔加工装置。

背景技术

受加工应力及去除材料后自重变化的影响，球壳体开多孔加工会导致球壳体变形较大、球心基准偏移，加工困难。

现有技术中，球壳体开多孔加工一般采用现有的大范围五轴加工中心来实现，这种方法的局限性太强，只能加工机床范围内直径大小的球壳体，对于超出现有机床加工范围的高精度开多孔球壳体加工缺少有效的加工方法。

实用新型内容

本实用新型提供一种大型球壳体开多孔加工装置，解决现有技术中针对大规格球壳体缺少高精度加工手段的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大型球壳体开多孔加工装置，包括：激光跟踪仪组、靶球组、开孔加工设备以及开孔控制计算机；

所述激光跟踪仪组设置在待加工大型球壳体两侧，所述靶球组将所述待加工大型球壳体围在中央，与所述激光跟踪仪组相连；

所述开孔加工设备设置在所述待加工大型球壳体外部；

所述开孔控制计算机分别与所述激光跟踪仪组以及所述开孔加工设备相连，获取待加工大型球壳体的三维数据信息并驱动所述开孔加工设备执行开孔操作。

进一步地，所述激光跟踪仪组包括：第一激光跟踪仪以及第二激光跟踪仪；

所述第一激光跟踪仪以及所述第二激光跟踪仪相对设置，所述靶球组位于两者中间；

所述第一激光跟踪仪以及所述第二激光跟踪仪与所述开孔控制计算机相连。

进一步地，所述靶球组包括：四个靶球；

所述四个靶球对称设置在所述第一激光跟踪仪以及所述第二激光跟踪仪之间。

进一步地，所述加工装置还包括：关节测量臂；

所述关节测量臂与所述开孔控制计算机相连。

进一步地，所述开孔加工设备包括：六轴工业机器人以及组合式可移动支架；

所述六种工业机器人可滑动的设置在所述组合式可移动支架上；

所述六轴工业机器人与所述开孔控制计算机相连。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的大型球壳体开多孔加工装置，通过测量大型球壳体，建立基于三维空间坐标系的大型球壳体三维数据信息；同时，获取加工***在所述三维空间坐标系中的位置。通过开孔控制计算机，比对记载加工产品目标参数的理论模型与测得的大型球壳体三维数据信息，确定加工坐标；并由所述由加工***具体执行开孔操作；即，所有的测量操作都是基于三维空间坐标系实现数据表达，能够实现高精度的壳体定位，使得加工精度大幅提升；同时，通过与记载产品目标加工参数的理论模型比对，获得最佳的加工坐标和加工余量，进一步提升了加工精度和可靠性。针对每一个孔都重新进行三维数据的测量，能够充分克服球壳体开孔释放应力，去除材料后自重变化，球壳体开多孔加工导致的球壳体变形、球心基准偏移的影响，充分保证加工精度。

进一步地，通过激光跟踪仪以及关节测量臂的组合使用，并将两者的测量数据拟合到基于同一三维空间坐标系，实现了三维数据的高精度获取，进一步提升了加工的精度。

进一步地，通过六轴工业机器人和组合式移动支架，配合使用实现加工操作具备良好的空间适应能力，适应大规格球壳体的加工需要。

附图说明

图1为本实用新型提供的大型球壳体开多孔加工方法的测量布局示意图；

图2为本实用新型提供的大型球壳体开多孔加工方法的加工布局示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种大型球壳体开多孔加工装置，解决现有技术中针对大规格球壳体缺少高精度加工装置的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

通过基于三维空间坐标系的测量，将大型球壳体三维数据化；并将加工***在所述三维空间坐标系中定位；大幅提升了加工精度；同时，通过将目标加工的理论模型与大型球壳体的三维数据信息比对，筛选出基于三维空间坐标系表达的加工坐标，执行加工操作，大幅提升了加工精度和可靠性，同时也扩大了可加工的规格范围。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1和图2，一种大型球壳体开多孔加工装置，包括：激光跟踪仪组、靶球组、开孔加工设备以及开孔控制计算机。

所述激光跟踪仪组设置在待加工大型球壳体两侧，所述靶球组将所述待加工大型球壳体围在中央，与所述激光跟踪仪组相连；用于测量待加工的大型球壳体的三维数据信息。

所述开孔加工设备设置在所述待加工大型球壳体外部；用于执行加工开孔操作。

所述开孔控制计算机分别与所述激光跟踪仪组以及所述开孔加工设备相连，获取待加工大型球壳体的三维数据信息并驱动所述开孔加工设备执行开孔操作。确切的说，是通过设置目标产品的参数模型，映射到所述测得的三维数据信息上，确定开孔家栋的具体坐标，并驱动开孔加工设备具体执行开孔。

具体来说，所述激光跟踪仪组包括：第一激光跟踪仪2以及第二激光跟踪仪3；对称设置在待加工大型球壳体1的两侧。

所述第一激光跟踪仪2以及所述第二激光跟踪仪3相对设置，所述靶球组(2、3、4、5)位于两者中间；所述靶球组(2、3、4、5)将大型球壳体1围在中间，通常是均匀设置在四周。

所述第一激光跟踪仪2以及所述第二激光跟踪仪3与所述开孔控制计算机相连。开孔控制计算机，通常可以选择数控平台或者此类控制计算机。

进一步地，所述加工装置还包括：关节测量臂4；所述关节测量臂4与所述开孔控制计算机相连。提供三维测量子***，即通过另一个测量设备获取大型球壳体的三维数据，与在先测量的三维数据相互印证校正，提升测量精度。

进一步地，所述开孔加工设备包括：六轴工业机器人9以及组合式可移动支架10；所述六种工业机器人可滑动的设置在所述组合式可移动支架上；以适应各种不同规格的需求。所述六轴工业机器人与所述开孔控制计算机相连。获取加工目标坐标。

下面具体，说明其工作过程。

通过激光跟踪仪组和靶球组，建立所述大型球壳体的三维空间坐标系，测量所述大型球壳体三维数据；即，将大型球壳体在三维空间坐标系内进行三维数据化，通常是以所述大型球壳体的球心为空间坐标原点展开。

确定加工***在所述三维空间坐标***中的位置坐标；即，将加工***在所述三维空间坐标系内定位，建立基于统一坐标系的相对位置关系。

通过开孔控制计算机，将所述大型球壳体的加工理论模型与所述大型球壳体三维数据比对，获取基于所述三维空间坐标系的加工坐标；即，将大型球壳体的目标产品形态，也就是开完孔后的形态的理论数据模型与测得的大型球壳体的三维数据信息进行比对筛选从而获得开孔的具体坐标信息，指导后续加工操作，实现高精度的开孔指导。

移动所述加工***，基于所述加工坐标在所述大型球壳体上开孔；具体执行开孔。

重复上述步骤，加工下一孔；也就是说，在开多个孔的整体任务中，每开一个孔，都重复测量大型球壳体的三维数据信息，以克服在卡孔操作过程中，由于开孔应力，去料后壳体自重变化，球壳体开多孔加工导致的球壳体变形、球心基准偏移的影响；保证加工精度。

具体来说，所述建立所述大型球壳体的三维空间坐标系，测量所述大型球壳体三维数据包括：

通过两台对称设置在所述大型球壳体两侧的激光跟踪仪(2、3)以及四个靶球(5、6、7、8)，全覆盖所述大型球壳体1并建立三维空间坐标系，获取其第一组三维数据信息；即基于激光跟踪仪的大型球壳体的三维数据化。

通过关节测量臂4测量所述大型球壳体1的第二组三维数据信息；即基于关节测量臂的三维数据化，能够针对具体的特征。

将所述第二组三维数据信息基于所述三维空间坐标系与所述第一组三维数据信息拟合。将两个不同数据坐标系下的数据进行拟合，使之成为一个坐标系下的数据信息；同时实现相互验证和修正，提升数据精度。

进一步地，所述关节测量臂4在执行测量前，将所述靶球固定在所述关节测量臂4上，建立所述关节测量臂4到所述三维空间坐标系的坐标转换关系。也就是说，两个坐标系的拟合关系，遵循一个既定的转换关系；即，通过激光跟踪仪追踪靶球，获得关节测量臂上坐标到在先建立的基于激光跟踪仪的三维空间坐标系的转换关系，实现两者的拟合。

进一步地，所述加工***在所述大型球壳体上开孔操作依次包括：粗加工、半精加工以及精加工。

具体来说，完成所述粗加工，在进行半精加工之前，基于所述三维空间坐标系，二次测量所述大型球壳体，获取二次大型球壳体三维数据信息并与所述大型球壳体的加工理论模型进行二次比对，获得半精加工的加工坐标。

进一步地，完成所述半精加工，在进行精加工之前，基于所述三维空间坐标系，三次测量所述大型球壳体，获取三次大型球壳体三维数据信息并与所述大型球壳体的加工理论模型进行三次比对，获得精加工的加工坐标。

即，开孔加工过程中，每进行一个加工步骤前都测一测大型球壳体的三维数据信息，充分保证每次加工的精度。

进一步地，所述加工***包括：六轴工业机器人以及组合式移动支架。从而使各种规格球壳体的加工需求。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种大型球壳体开多孔加工装置，其特征在于，包括：激光跟踪仪组、靶球组、开孔加工设备以及开孔控制计算机；

所述开孔加工设备设置在所述待加工大型球壳体外部；

2.如权利要求1所述的大型球壳体开多孔加工装置，其特征在于，所述激光跟踪仪组包括：第一激光跟踪仪以及第二激光跟踪仪；

3.如权利要求2所述的大型球壳体开多孔加工装置，其特征在于，所述靶球组包括：四个靶球；

4.如权利要求3所述的大型球壳体开多孔加工装置，其特征在于，所述加工装置还包括：关节测量臂；

所述关节测量臂与所述开孔控制计算机相连。

5.如权利要求1～4任一项所述的大型球壳体开多孔加工装置，其特征在于，所述开孔加工设备包括：六轴工业机器人以及组合式可移动支架；

所述六轴工业机器人可滑动的设置在所述组合式可移动支架上；

所述六轴工业机器人与所述开孔控制计算机相连。