[发明专利]一种深腔构件轨道爬行机器人式自动加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种深腔构件轨道爬行机器人式自动加工装置及方法，所述的装置包括装夹定位装置、输送系统、装夹工作台、加工工作台、自避让支撑系统、导轨定位抬起系统、夹紧系统、导轨、加工系统和数控系统；所述的深腔构件为长宽比大于2的构件。本发明解决了狭长深腔构件对加工工艺与方法的限制，实现了长跨距导轨在狭长深腔构件内的定位夹紧，提高了加工系统的刚性，减小了系统的变形与振动，一次装夹后全自动定位夹紧也保证了构件定位的准确性，提高了制孔工艺的加工精度与质量。本发明实现了从上料到加工等所有工序的完全自动化，并通过数控系统对工艺参数进行控制，大大提高了狭长深腔类产品的加工效率与加工质量稳定性。

技术领域

本发明属于航空航天加工领域，特别涉及一种深腔构件轨道爬行式自动加工装置及方法。

背景技术

航空航天领域大型构件一体式加工需求越来越多，如舱段与筒体等构件在整体成型后通常需要进行铣槽及制孔加工工艺，从而满足构件的连接装配要求，但此类构件的加工位置通常位于狭小空间的深腔内壁中，不便于自动化加工，通常采用工人手工加工的方式进行加工，构件内腔狭小，工人工作环境恶劣。

目前针对此类加工特征的加工工具大多针对特定的产品构件进行设计。如狭窄内腔结构加工的夹具设计，基本都依靠构件自身的结构特征进行支撑与夹紧，如壳体类零件工具倚靠内壁进行支撑，窄口类零件采用内外夹紧进行固定等；而针对深腔加工的自动化设备有两种主要的设计形式，悬臂式与贯穿式。悬臂式设备主要采用长悬臂结构深入内腔，并在悬臂上设置加工单元进行加工，此类设备需要考虑悬臂的刚度与变形，因此在需要大切削力及精确加工的场合难以满足要求；贯穿式加工设备则通常采用一横穿构件内腔的主轴作为设备主体，在主轴上设计夹紧定位及加工系统，此类设备在需要较大切削力及系统刚度的条件下应用较多，但由于主轴较为笨重，拆装工时较长，难以实现完全自动化加工，导致此类设备加工效率低下，在实际生产中使用较少。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种加工效率高、加工精度高、自动化程度高、适用范围广泛的深腔构件轨道爬行机器人式自动加工装置及方法，以解决悬臂式设备刚度不足的的问题，从而实现狭长深腔构件高质高效自动化加工。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种深腔构件轨道爬行机器人式自动加工装置，包括装夹定位装置、输送系统、装夹工作台、加工工作台、自避让支撑系统、导轨定位抬起系统、夹紧系统、导轨、加工系统和数控系统；所述的深腔构件为长宽比大于2的构件；

所述的装夹定位装置安装在输送系统上，输送系统安装在装夹工作台上，并与数控系统相连；装夹工作台与加工工作台连接，并通过地脚安装在地基上；所述的自避让支撑系统由多个相同结构的支撑单元组成，与导轨定位抬起系统及导轨一同安装在加工工作台上，并与数控系统相连；所述的加工系统安装在导轨上，并与数控系统相连；所述的夹紧系统安装在导轨上，并与数控系统相连；所述的自避让支撑系统在加工系统进入构件前支撑导轨，在导轨陆续进入构件的过程中，支撑单元陆续落下，直到加工系统完全进入构件。

所述的装夹工作台与加工工作台通过斜孔销与螺栓精确连接。

所述的夹紧系统和加工系统外设置防护及辅助监控系统。

所述的装夹定位装置包括装夹机构、装夹台底板、前限位块和后限位块；所述的装夹机构有多套，沿装夹台底板轴向布置；所述的前限位块和后限位块分别位于装夹台底板的前后两端；

所述的装夹机构为“凹”形机构，包括定位底板、楔形压板和自定心装置，所述的定位底板横跨在装夹台底板上，楔形压板和自定心装置各有两个，左右对称的安装在定位底板的两侧；