[发明专利]现场加工镗床自动定位加工与检测装置

权利要求书

1.现场加工镗床自动定位加工与检测装置，机床由主轴及主轴驱动系统、主轴定心调整系统、主轴位置检测系统、刀架进给系统，控制系统等组成，机床初步吊装固定于被加工零件后，能完成机床主轴轴线与所要求轴线相对位置检测，计算出轴线偏差并自动调整机床主轴轴线位置并紧固；能进行被加工孔表面形状、位置检测，构建被加工表面三维形貌和进行零件表面加工评估；其特征在于：

包括一个被加工表面重构与评估系统，用于对机床定位，对被加工零件进行正确操作以及加工和检测，对操作加工效果进行评估；

被加工表面重构与评估系统由位置检测与数据采集装置、数据处理与三维形貌重构装置、机械扫描机构组成，实现表面三维形貌检测、扫描与重构；

主轴两端分别安装有主轴定心调整机构，当机床主轴轴线与所要求基准轴线产生偏差时，由控制系统驱动相应定心调整机构，使机床主轴在一定空间范围移动或者偏转，实现机床主轴定位；定心调整机构均配置有轴承和轴承座，轴承座径向端配置有不少于3套可以伸缩的调节顶杆，根据主轴轴线与所要求基准轴线的偏差大小和方向由控制系统给出相应调节顶杆驱动指令，实现主轴轴线的移动或偏转。

2.根据权利要求1所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：被加工表面重构与评估系统的被加工孔表面可以是具有尺寸、形状、位置误差的复杂表面，被加工表面重构与评估系统通过采用激光或其他位置传感器扫描检测被加工孔，检测和采集数据，重构被加工表面三维形貌，计算被检测加工表面理想轮廓以及尺寸、形状、位置误差，判断加工余量、加工工艺，或给出合理工艺评估。

3.根据权利要求1所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：被加工表面重构与评估系统的机械扫描机构，利用刀架进给系统中的轴向进给机构、径向进给机构以及主轴及主轴驱动系统的旋转运动，实现对被检测表面的扫描。

4.根据权利要求1所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：主轴本体一侧有凹槽，凹槽内安装传动丝杆，主轴驱动系统由驱动马达，减速器和传动箱组成，其中传动箱套在主轴上，传动箱通过其内套上的键与主轴上的凹槽配合传递扭矩，带动主轴旋转的同时，传动丝杆可以驱动刀架进给系统产生轴向进给运动。

5.根据权利要求1所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：所述刀架进给系统包括轴向进给机构和径向进给机构，轴向进给机构的驱动装置安装于主轴一端，通过主轴一侧的丝杆，带动安装在主轴上的滑套以及安装在滑套上的刀架进给系统一起，实现轴向进给；刀架进给系统内的径向进给，由独立的马达驱动和控制，通过传动丝杆螺母副，带动刀架沿径向移动，实现径向进给。

6.根据权利要求1所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：所述主轴位置检测系统的机床主轴轴线与所要求轴线的相对位置是通过检测标准环实现；标准环可以是预先制造的各种精密工艺圆环，也可以是预先加工的作为定位基准轴线的其他工艺基准表面；标准环或工艺基准表面可以是一个、两个或多个，安装固定的位置，可以是被加工孔轴两端，也可以安装于被加工孔中间部位；采用激光或其他位置传感器扫描检测标准环，计算机床主轴轴线与标准环所确定的基准轴线位置偏差，从而获得机床主轴位置。

7.根据权利要求6所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：所述基准轴线是由预先安装和设置的两个标准环所确立的轴线作为基准轴线或者是由一个标准环配合一个水平仪所确立的轴线作为基准轴线。

8.根据权利要求6所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：所述主轴位置检测系统安装在刀架进给系统上，控制系统可以驱动其沿径向调整检测位置，沿轴向产生进给移动，结合主轴旋转实现对标准环和工件内孔表面的扫描检测。

9.根据权利要求1所述的现场加工镗床自动定位加工与检测装置，其特征在于：所述被加工表面重构与评估系统的被加工零件操作完成后，可以通过激光或其他位置传感器的再次扫描检测，给出安装、定位、修复、各种操作和加工结果评估。