[发明专利]一种大型船舶槽面加工装置及定位方法

说明书

本发明公开了一种大型船舶槽面加工装置及定位方法，属于工业制造技术领域，包括设置在船舶槽面并在其上滑动的移动平台、及设置在移动平台上的六轴关节型工业机器人铣削装置和加工工件；六轴关节型工业机器人铣削装置包括六轴关节型串联工业机器人、及设置在六轴关节型串联工业机器人末端的高速电主轴、探针和激光传感器；加工工件包括铣削工件、激光划线工件和激光钻孔工件，铣削工件、激光划线工件和激光钻孔工件均安装在移动平台上。本发明集成普通工业机器人、高速电主轴及加工工件等，可解决大型船舶槽面的精加工等作业任务中存在的成本高、加工过程复杂、效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及一种船舶加工装置及定位方法，特别是涉及一种大型船舶槽面加工装置及定位方法，属于工业制造技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，工业机器人在自动化生产领域已得到了广泛的应用，如搬运、焊接、喷漆等生产制造过程。然而利用工业机器人进行槽面工件的铣削加工是目前正在发展的一种研究方向和方法。

工业机器人应用于铣削加工领域具有成本低、自动化程度高、柔性好、安装空间小等优点，能方便地实现铣削加工工具头在空间的各种位置和姿态，可以满足自由曲面法向钻孔等复杂加工的要求。比如在文献“Arobotic system for rapid prototyping”(Tse WC,Chen Y H.Proceedings of the 1997IEEE International Conference on Roboticsand Automation,Piscataway,USA:IEEE,1997,1815-1820.)中，采用六轴工业机器人来直接铣削石蜡和泡沫材料原型。文献“High-speed end milling of an articulated robotand its characteristics”(Matsuoka S I,Shimizu K,Yamazaki N,et al,Journal ofMaterials Processing Technology,1999,95(1-3):83-89)采用机器人高速铣削加工铝合金工件。文献“面向大型制件的机器人快速原型系统”(陈永华，谢万章，胡亦农，中国机械工程，1997，8(5):42-44)提出面向大型制件的机器人快速原型系统，并对机器人切割的无干涉路径算法进行了研究。和传统数控机床相比，切削机器人具有自由度多、工作范围广、运动灵活等优点，能加工具有复杂细节和复杂外形的零件。对于加工同样工作面积的机器人比数控机床能节省40％的空间，同时按照机器人的费用比安装大型机械工具的价钱要低。目前，工业机器人的制孔、铣面、钻铆、切割等加工方法已经在汽车、航空制造等领域得到了应用。

然而，工业机器人应用于大型船舶槽面加工系统及方法，包括机器人定位系统和坐标转换技术，还未见技术层面的报导。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种大型船舶槽面加工装置及定位方法，解决现有技术中采用如CNC五轴高速数控加工中心而存在的成本高、加工过程复杂、效率低下的问题。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种大型船舶槽面加工装置，包括设置在船舶槽面并在其上滑动的移动平台、及设置在所述移动平台上的六轴关节型工业机器人铣削装置和加工工件；所述六轴关节型工业机器人铣削装置包括六轴关节型串联工业机器人、及设置在所述六轴关节型串联工业机器人末端的高速电主轴、探针和激光传感器；所述加工工件包括铣削工件、激光划线工件和激光钻孔工件，所述铣削工件、所述激光划线工件和所述激光钻孔工件均安装在所述移动平台上。

优选的，所述探针安装在所述六轴关节型串联工业机器人的末端，用于探测工作台面上的四个加工基准点，确定加工基准面及工件坐标系。

优选的，所述激光传感器安装于所述六轴关节型串联工业机器人末端的法兰盘上，用于测量加工基准面的划线初始点与划线方向，将划线初始点与划线方向转换为所述六轴关节型串联工业机器人的坐标系。