[发明专利]一种螺旋铣制孔装置及方法

权利要求书

1.一种螺旋铣制孔装置，其特征在于，该装置包括支撑单元、压紧单元、进给单元和铣孔单元，其中，

支撑单元包括固定底座（2）与安装法兰（1），固定底座（2）通过与安装法兰（1）连接，将整个装置与机械臂末端或数控机床连接；固定底座（2）上铺设直线导轨（6），用于压紧单元、进给单元的直线移动；

压紧单元包括压紧气缸（32）和压紧头（33），压紧气缸（32）固定在固定底座（2）上，压紧头（33）通过压紧头滑块副（34）安装在直线导轨（6）上，在压紧气缸（32）的推动下，顶紧待铣孔产品；

进给单元包括进给伺服电机（3）、滚珠丝杠副（4）、外部套筒安装座（7）和滑块副（5），进给伺服电机（3）安装在固定底座（2）上，滚珠丝杠副（4）的丝杠与伺服电机（3）输出轴连接，滚珠丝杠副（4）的螺母与铣孔单元固定连接；外部套筒安装座（7）与铣孔单元固定连接，并通过滑块副（5）安装在直线导轨（6）上，通过进给伺服电机（3）驱动滚珠丝杠副（4）相对转动，推动外部套筒安装座（7）带动铣孔单元进行轴向进给运动；

铣孔单元包括公转控制单元和机加单元，公转控制单元包括公转伺服电机（29）、公转半径调节伺服电机（30）、外偏心套筒旋转带轮（12）、内偏心套筒旋转带轮（15）、以及由外至内安装的外部套筒（8）、外偏心套筒（10）、内偏心套筒（18）和电主轴套筒（20），机加单元包括电主轴（21）和夹头（27），电主轴（21）位于电主轴套筒（20）内部并与其固定连接，夹头（27）固定在电主轴（21）上，位于电主轴（21）的前端，用于固定刀具（28），在电主轴（21）的带动下使刀具（28）自转；公转伺服电机（29）通过同步带驱动内偏心套筒旋转带轮（15）转动，内偏心套筒旋转带轮（15）带动内偏心套筒（18）转动，内偏心套筒（18）带动电主轴套筒（20）转动，进而带动刀具（28）绕待制孔点轴线公转；公转半径调节伺服电机（30）通过同步带驱动外偏心套筒旋转带轮（12）转动，外偏心套筒旋转带轮（12）转动带动外偏心套筒（10）转动，外偏心套筒（10）与内偏心套筒（18）在转动时通过相位拟合共同确定公转半径；

所述公转控制单元还包括电主轴套筒压板（22）、内偏心套筒压板（16）、第一浮动机构（24）、第二浮动机构（25）和电主轴浮动连接杆（23），电主轴套筒（20）与电主轴套筒压板（22）连接，电主轴套筒压板（22）通过第二浮动机构（25）与电主轴浮动连接杆（23）连接，用于抵消内偏心套筒（18）带给电主轴（21）的自转运动，仅保留电主轴（21）的公转运动；电主轴浮动连接杆（23）通过滑动副与铣孔单元壳体连接，铣孔单元壳体与固定底座（2）固连；

内偏心套筒（18）与内偏心套筒压板（16）固定连接，内偏心套筒压板（16）与第二浮动机构（25）固定连接，第二浮动机构（25）与第一浮动机构（24）通过第一滑动组件滑动连接，第一浮动机构（24）与内偏心套筒旋转带轮（15）通过第二滑动组件滑动连接，第一滑动组件为两组且成直线安装在第二浮动机构（25）与第一浮动机构（24）上，第二滑动组件为两组且成直线安装在第一浮动机构（24）与内偏心套筒旋转带轮（15）上，第一滑动组件和第二滑动组件以十字交叉结构排布。

2.根据权利要求1所述的螺旋铣制孔装置，其特征在于，所述压紧头（33）上固定有压力脚（35），所述压力脚（35）为圆环形，用于压紧待铣孔产品，压力脚（35）圆环中心为待铣孔点中心。

3.根据权利要求2所述的螺旋铣制孔装置，其特征在于，所述压紧头（33）上安装有至少三个激光测距传感器（36），安装位置呈圆周分布并处于同一安装平面。

4.根据权利要求1所述的螺旋铣制孔装置，其特征在于，所述固定底座（2）上安装有直线光栅（31），为绝对式直线光栅，为进给伺服电机（3）的位置反馈元件，用于测量电主轴（21）的轴向进给量。