[发明专利]一种螺旋铣孔装置和方法

权利要求书

1.一种螺旋铣孔装置，包括：自转轴(1)、偏心调整轴(2)、公转轴(3)、调整带轮(4)、公转带轮(5)和控制系统，其特征在于：

还包括调整轴检测光栅尺(6)、公转轴检测光栅尺(7)、第一固定件(8)和第二固定件(9)；所述调整轴检测光栅尺(6)包括调整轴检测光栅主尺(601)和调整轴检测光栅尺读数头(602)；所述调整轴检测光栅主尺(601)设置在调整带轮(4)上，所述调整轴检测光栅尺读数头(602)设置在第一固定件(8)上，所述第一固定件(8)连接在公转轴(3)上；所述公转轴检测光栅尺(7)包括公转轴检测光栅主尺(701)和公转轴检测光栅尺读数头(702)；所述公转轴检测光栅主尺(701)设置在公转带轮(5)上，所述公转轴检测光栅尺读数头(702)设置在第二固定件(9)上，所述第二固定件(9)连接在支撑壳体(10)上；

所述自转轴(1)左端外表面设置自转轴左端外滚道(101)；所述偏心调整轴(2)左端内外表面分别设置调整轴左端内滚道(201)和调整轴左端外滚道(202)；所述公转轴(3)左端内表面设置公转轴内滚道(301)；所述自转轴左端外滚道(101)与调整轴左端内滚道(201)之间形成左端第一层轴承滚道；所述调整轴左端外滚道(202)和公转轴内滚道(301)形成左端第二层轴承滚道；

所述自转轴(1)右端外表面设置自转轴右端外滚道(102)；所述偏心调整轴(2)右端连接第一端盖(11)，所述第一端盖(11)内表面设置第一端盖内滚道(1101)，所述第一端盖内滚道(1101)与所述自转轴右端外滚道(102)形成右端第一层轴承滚道；

所述偏心调整轴(2)右端外表面设置调整轴右端外滚道(203)；所述公转轴(3)右端连接第二端盖(12)，所述第二端盖(12)内表面设置第二端盖内滚道(1201)，所述第二端盖内滚道(1201)与调整轴右端外滚道(203)形成右端第二层轴承滚道；

所述左端第一层轴承滚道、左端第二层轴承滚道、右端第一层轴承滚道、右端第二层轴承滚道内均沿圆周方向均匀卡装滚动体(13)。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋铣孔装置，其特征在于：所述左端第一层轴承滚道、左端第二层轴承滚道、右端第一层轴承滚道、右端第二层轴承滚道均与深沟球轴承的轴承滚道的形状或角接触球轴承的轴承滚道形状相适配。

3.一种具有螺旋铣孔装置的关节臂机器人，其特征在于：包括设置在关节臂机器人末端的如权利要求1或2任一所述的螺旋铣孔装置。

4.一种具有螺旋铣孔装置的数控加工中心，其特征在于：包括设置在加工中心的主轴末端，或者螺旋铣孔装置的底座可以连接在加工中心的Z轴位置的如权利要求1或2任一所述的螺旋铣孔装置。

5.一种使用权利要求1所述螺旋铣孔装置的铣孔方法，其特征在于：其步骤如下：

【1】启动装置，根据预先设计的孔径大小，预设偏心调整轴(2)转动角度为θ；调整电机(14)通过十字滑块组(26)驱动偏心调整轴(2)开始转动，调整轴检测光栅尺(6)检测到偏心调整轴(2)实际转动角度为θ₁，调整轴检测光栅尺(6)反馈转动角度信号给控制系统；

当θ₁＝θ时，则进入步骤2；当θ₁>θ时，控制系统收到调整轴检测光栅尺(6)反馈转动角度信号，经过计算θ₁与θ的差值，依据差值指令驱动调整电机(14)正转，通过十字滑块组(26)驱动偏心调整轴(2)转动角度差值△θ，其中△θ＝θ₁-θ；

当θ₁<θ时，控制系统收到调整轴检测光栅尺(6)反馈转动角度信号，经过计算θ₁与θ的差值，依据差值指令驱动调整电机(14)反转，通过十字滑块组(26)驱动偏心调整轴(2)转动角度差值△θ，其中△θ＝θ₁-θ；

【2】调整完毕，本装置依据程序继续运行，公转电机(15)驱动公转轴(3)转动，调整电机(14)通过十字滑块组(26)驱动偏心调整轴(2)转动；

【3】公转轴检测光栅尺(7)检测到公转轴(3)的角速度为ω₁，调整轴检测光栅尺(6)检测到偏心调整轴(2)的角速度为ω₂，公转轴检测光栅尺(7)和调整轴检测光栅尺(6)同步反馈偏心调整轴(2)和公转轴(3)的角速度信号给控制系统；

当ω₁＝ω₂时，直接进入步骤4；

当ω₁≠ω₂时，为了保证偏心调整轴(2)已经调整好的转动角度θ不变，只对公转轴(3)的角速度ω₁进行调整；控制系统重新输出指令至公转电机(15)驱动公转轴(3)进行修正，直至ω₁＝ω₂；

【4】开始铣削工序。