[发明专利]一种多并联共融的大曲面零件加工装备和加工方法

权利要求书

1.一种多并联共融的大曲面零件加工装备，其特征是：包括并联承载装置(2)、混联机器人装置(4)、研抛一体化装置和共融控制检测系统，并联承载装置(2)和混联机器人装置(4)固定安装在安装底座(1)上；

所述的并联承载装置(2)包括支撑底座(2-1)、四条UPU驱动链(2-2)、转盘平台(2-3)和约束支撑链(2-4)，四条UPU驱动链(2-2)均匀分布连接在转盘平台(2-3)和支撑底座(2-1)之间，UPU驱动链(2-2)的两端分别通过U型副Ⅰ(2-2-1)和U型副Ⅱ(2-2-3)与支撑底座(2-1)和支撑平台(2-3-1)连接，约束支撑链(2-4)分布在转盘平台(2-3)和支撑底座(2-1)的中心位置，其下端固定在支撑底座(2-1)上，上端通过虎克铰链与转盘平台(2-3)连接，毛坯件(3)装夹在转盘平台(2-3)上；

所述的混联机器人装置(4)包括支撑架(4-1)、三条UPS驱动链(4-2)、动平台(4-3)、UP约束支链(4-5)和二自由度旋转头，三条UPS驱动链(4-2)均匀布置在动平台(4-3)和支撑架(4-1)之间，UPS驱动链(4-2)上端通过球铰链(4-2-5)与动平台(4-3)相连；UP约束支链(4-5)分布在动平台(4-3)和支撑架(4-1)的中心位置，其上端与动平台(4-3)固定连接，下端通过U型副Ⅳ与支撑架(4-1)连接；二自由度旋转头(4-4)通过转盘轴承(4-4-3)与动平台(4-3)连接，研抛一体化装置安装在二自由度旋转头(4-4)上；

所述的共融控制检测系统包括交互显示器、工控机、运动控制卡、伺服驱动器、视觉处理器、通讯模块、视觉摄像机(9)、温度传感器(7)、三维成像扫描仪(10)、光栅尺、姿态陀螺仪和激光跟踪仪(6)，视觉摄像机(9)安装在二自由度旋转头(4-4)的外部，检测工作过程中的人员位置情况，同时将检测结果通过视觉处理器传递到工控机上；温度传感器(7)安装在转盘平台(2-3)上，其温度信息通过通讯模块传递到工控机上，并在交互显示器上实时显示；三维成像扫描仪(10)安装在磨抛光一体化装置(5)的后方，进行加工前的毛坯件(3)的扫描建模；两个姿态陀螺仪分别安装在转盘平台(2-3)和动平台(4-3)上，检测工作过程中的位姿变化；在UPU驱动链(2-2)和UPS驱动链(4-2)上均安装有光栅尺，实时检测UPU驱动链(2-2)和UPS驱动链(4-2)的长度变化；激光跟踪仪(6)布置在安装底座(1)上，跟踪定位磨抛光一体化装置(5)末端的空间位置；光栅尺、姿态陀螺仪以及激光跟踪仪(6)实时检测执行部件的运动情况，并通过通信模块传递到工控机上，工控机将这些反馈信号与预定参数进行对比，同时生成加工补偿程序再次输入到运动控制卡上，运动控制卡驱动伺服驱动器带动UPS驱动链(4-2)和UPU驱动链(2-2)的运动。

2.根据权利要求1所述的一种多并联共融的大曲面零件加工装备，其特征是：所述的UPU驱动链(2-2)包括U型副Ⅰ(2-2-1)、伺服电动缸(2-2-2)和U型副Ⅱ(2-2-3)，所述的转盘平台(2-3)包括支撑平台(2-3-1)、旋转装置(2-3-2)和夹具(2-3-3)，伺服电动缸(2-2-2)的两端分别通过U型副Ⅰ(2-2-1)和U型副Ⅱ(2-2-3)与支撑底座(2-1)和支撑平台(2-3-1)固定连接，旋转装置(2-3-2)安装在支撑平台(2-3-1)上，夹具(2-3-3)又固定在旋转装置(2-3-2)上，毛坯件(3)由夹具(2-3-3)装夹和固定，在支撑平台(2-3-1)安装有第一姿态陀螺仪(8-1)和温度传感器(7)；所述的约束支撑链(2-4)包括U型副Ⅲ(2-4-1)和支撑柱(2-4-2)，支撑柱(2-4-2)下端固定在支撑底座(2-1)上，其上端通过U型副Ⅲ(2-4-1)连接在支撑平台(2-3-1)下部。

3.根据权利要求2所述的一种多并联共融的大曲面零件加工装备，其特征是：所述的伺服电动缸(2-2-2)由滚珠丝杠副代替。

4.根据权利要求2所述的一种多并联共融的大曲面零件加工装备，其特征是：所述的U型副Ⅰ(2-2-1)和U型副Ⅱ(2-2-3)均为虎克铰链或者球铰链。