專利名稱：大型殼體件的孔加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種孔加工裝置，尤其是涉及一種大型殼體件的孔加工裝置。
背景技術(shù)：
目前，在大型殼體件的殼體上加工孔時，由于其體積龐大，不能將其放到數(shù)控機床 上進行加工，因此，只能在放置大型殼體件的場地進行現(xiàn)場加工。如在大型的球殼體、圓筒 形殼體、圓錐形殼體或其它異型殼體的加工中，需要在加工中對殼體上的各加工孔進行精 確定位，保證各加工孔的大小、位置與預(yù)先設(shè)計的位置一致，而現(xiàn)有的任何加工設(shè)備均不能 有效保證定位精確性，從而也就無法保證孔加工出來后的位置精確性。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可在大型殼體件上對孔進行準(zhǔn)確定 位的大型殼體件的孔加工裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是大型殼體件的孔加工裝置，包 括切割頭與支撐機構(gòu)，在切割頭上連接有可驅(qū)動切割頭作旋轉(zhuǎn)運動并保證切割頭的軸線與 被加工孔母線平行的旋轉(zhuǎn)機械手，旋轉(zhuǎn)機械手與支撐機構(gòu)之間設(shè)置有驅(qū)動切割頭作進給運 動的進給結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)機械手上設(shè)置有接收裝置，殼體件內(nèi)腔中設(shè)置有追蹤接收裝置位置 的激光測量裝置，激光測量裝置連接有控制旋轉(zhuǎn)機械手旋轉(zhuǎn)位置的控制系統(tǒng)。進一步的是，所述支撐機構(gòu)包括支撐軸以及設(shè)置在支撐軸上的回轉(zhuǎn)盤，進給結(jié)構(gòu) 設(shè)置在回轉(zhuǎn)盤上。進一步的是，激光測量裝置設(shè)置在回轉(zhuǎn)盤上。進一步的是，所述回轉(zhuǎn)盤設(shè)置在支撐軸的側(cè)面，支撐軸的軸線垂直于回轉(zhuǎn)盤的軸 線；在支撐軸底部設(shè)置有驅(qū)動支撐軸旋轉(zhuǎn)的支撐軸回轉(zhuǎn)盤。進一步的是，所述進給結(jié)構(gòu)采用可伸縮的進給機械手。進一步的是，所述回轉(zhuǎn)盤的軸線與支撐軸的軸線重合，回轉(zhuǎn)盤沿支撐軸的軸向滑 動配合在支撐軸上。進一步的是，所述進給結(jié)構(gòu)為滑動配合在回轉(zhuǎn)盤上的數(shù)控水平移動臂。進一步的是，所述切割頭采用水刀制作。本實用新型的有益效果是通過設(shè)置的接收裝置以及激光測量裝置，在加工前，支 撐機構(gòu)置入到大型殼體件內(nèi)，將被加工的大型殼體件的理論數(shù)模導(dǎo)入測量設(shè)備軟件中，使 用測量系統(tǒng)建立起坐標(biāo)系后，測量出旋轉(zhuǎn)機械手的實際位置，并計算出實際位置與理論位 置的差值(理論位置應(yīng)是旋轉(zhuǎn)機械手的旋轉(zhuǎn)軸線與預(yù)先設(shè)計孔的軸線重合)，將該值反饋 至控制系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)機械手位置進行修正、補償，使旋轉(zhuǎn)機械手的旋轉(zhuǎn)軸線與預(yù)先設(shè)計孔的 軸線重合，再進行加工，從而消除減小旋轉(zhuǎn)機械手的定位誤差，精確確定加工位置，達到高 精度的加工要求，尤其適合在大型殼體類產(chǎn)品的加工中推廣應(yīng)用。
圖1為本實用新型加工球體時的其中一種優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型加工球體時的另一種優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型加工筒型體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為旋轉(zhuǎn)機械手1、進給機械手2、切割頭3、支撐軸4、回轉(zhuǎn)盤5、接收裝置 6、激光測量裝置7、數(shù)控水平移動臂8、支撐軸回轉(zhuǎn)盤9。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1至圖4所示，本實用新型的大型殼體件的孔加工裝置，包括切割頭3與支撐 機構(gòu)，在切割頭3上連接有可驅(qū)動切割頭3作旋轉(zhuǎn)運動并保證切割頭3的軸線與被加工孔 母線平行的旋轉(zhuǎn)機械手1，旋轉(zhuǎn)機械手1與支撐機構(gòu)之間設(shè)置有驅(qū)動切割頭3作進給運動的 進給結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)機械手1上設(shè)置有接收裝置6，殼體件內(nèi)腔中設(shè)置有追蹤接收裝置6位置 的激光測量裝置7，激光測量裝置7連接有控制旋轉(zhuǎn)機械手1旋轉(zhuǎn)位置的控制系統(tǒng)。加工 前，支撐機構(gòu)置入到大型殼體件內(nèi)，將被加工的大型殼體件的理論數(shù)模導(dǎo)入測量設(shè)備軟件 中，使用測量系統(tǒng)建立起坐標(biāo)系后，測量出旋轉(zhuǎn)機械手1的實際位置，并計算出實際位置與 理論位置的差值(理論位置應(yīng)是旋轉(zhuǎn)機械手1的旋轉(zhuǎn)軸線與預(yù)先設(shè)計孔的軸線重合)，將該 值反饋至控制系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)機械手1位置進行修正、補償，使旋轉(zhuǎn)機械手1的旋轉(zhuǎn)軸線與預(yù)先 設(shè)計孔的軸線重合，再進行加工，從而消除減小旋轉(zhuǎn)機械手1的定位誤差，精確確定加工位 置，達到高精度的加工要求。定位好以后，旋轉(zhuǎn)機械手1驅(qū)動切割頭3旋轉(zhuǎn)，同時，進給結(jié)構(gòu) 驅(qū)動切割頭3前進實現(xiàn)對孔的切削加工。在上述實施方式中，支撐機構(gòu)可采用固定設(shè)置的支撐架結(jié)構(gòu)，但此時，只能在大型 殼體件內(nèi)相對固定的位置進行孔的加工。作為優(yōu)選實施方式，所述支撐機構(gòu)包括支撐軸4 以及設(shè)置在支撐軸4上的回轉(zhuǎn)盤5，進給結(jié)構(gòu)設(shè)置在回轉(zhuǎn)盤5上。則通過轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)盤5，可 帶動進給結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機械手1以及切割頭3轉(zhuǎn)動，從而可擴大切割頭3在大型殼體件內(nèi)的切 削加工范圍。在以上的實施方式中，激光測量裝置7可設(shè)置在大型殼體件內(nèi)的任意位置，只要 能有效追蹤接收裝置6的位置即可。作為優(yōu)選方式，激光測量裝置7設(shè)置在回轉(zhuǎn)盤5上，可 在回轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)動過程中隨回轉(zhuǎn)盤5 —起轉(zhuǎn)動，從而能達到對接收裝置6更好的追蹤效果。作為回轉(zhuǎn)設(shè)置的其中一種優(yōu)選方式，所述回轉(zhuǎn)盤5設(shè)置在支撐軸4的側(cè)面，支撐軸 4的軸線垂直于回轉(zhuǎn)盤5的軸線；在支撐軸4底部設(shè)置有驅(qū)動支撐軸4旋轉(zhuǎn)的支撐軸回轉(zhuǎn) 盤9。該結(jié)構(gòu)形式適合球殼體的孔加工，如圖1所示，回轉(zhuǎn)盤5可在豎向平面內(nèi)作圓周運動， 從而實現(xiàn)切割頭3對球殼體經(jīng)度上孔的切削加工。而通過設(shè)置的支撐軸回轉(zhuǎn)盤9，使得支撐 軸4可作水平面上的圓周運動，從而實現(xiàn)切割頭3對球殼體緯度上孔的切削加工。在該方 式中，驅(qū)動切割頭3作進給運動的進給結(jié)構(gòu)可采用齒輪齒條機構(gòu)等實現(xiàn)，作為優(yōu)選方式，所 述進給結(jié)構(gòu)采用可伸縮的進給機械手2，即通過進給機械手2的伸縮運動實現(xiàn)切割頭3的進 給與回退。作為回轉(zhuǎn)設(shè)置的另一種優(yōu)選方式，所述回轉(zhuǎn)盤5的軸線與支撐軸4的軸線重合，回
4轉(zhuǎn)盤5沿支撐軸4的軸向滑動配合在支撐軸4上。該結(jié)構(gòu)形式適合大型球殼體、圓筒形殼 體、圓錐形殼體及異形筒殼體的孔加工，如圖2所示與圖3所示，通過回轉(zhuǎn)盤5的旋轉(zhuǎn)，可實 現(xiàn)切割頭3在該殼體內(nèi)對其四周的孔進行切削加工。而通過回轉(zhuǎn)盤5在支撐軸4上的軸向 移動，可實現(xiàn)切割頭3在該筒形殼體內(nèi)對殼體上下位置的孔進行切削加工。在該方式中，驅(qū) 動切割頭3作進給運動的進給結(jié)構(gòu)同樣可采用齒輪齒條機構(gòu)等實現(xiàn)，作為優(yōu)選方式，所述 進給結(jié)構(gòu)為滑動配合在回轉(zhuǎn)盤5上的數(shù)控水平移動臂8，通過移動該數(shù)控水平移動臂8即可 實現(xiàn)切割頭3的進給與回退運動。 在以上的實施方式中，切割頭3可采用電主軸銑削頭或其它切割頭進行切削加 工，作為優(yōu)選方式，所述切割頭3采用水刀制作。水刀對200mm以下厚度的被加工件具有很 高的切割加工精度，從而能有效保證大型殼體件內(nèi)孔的加工切削精度。
權(quán)利要求1.大型殼體件的孔加工裝置，其特征是包括切割頭(3)與支撐機構(gòu)，在切割頭(3)上 連接有可驅(qū)動切割頭(3)作旋轉(zhuǎn)運動并保證切割頭(3)的軸線與被加工孔母線平行的旋轉(zhuǎn) 機械手(1)，旋轉(zhuǎn)機械手(1)與支撐機構(gòu)之間設(shè)置有驅(qū)動切割頭(3)作進給運動的進給結(jié) 構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)機械手(1)上設(shè)置有接收裝置(6)，殼體件內(nèi)腔中設(shè)置有追蹤接收裝置(6)位置 的激光測量裝置(7)，激光測量裝置(7)連接有控制旋轉(zhuǎn)機械手(1)旋轉(zhuǎn)位置的控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的大型殼體件的孔加工裝置，其特征是所述支撐機構(gòu)包括支撐 軸以及設(shè)置在支撐軸(4)上的回轉(zhuǎn)盤(5)，進給結(jié)構(gòu)設(shè)置在回轉(zhuǎn)盤( 上。
3.如權(quán)利要求2所述的大型殼體件的孔加工裝置，其特征是激光測量裝置(7)設(shè)置 在回轉(zhuǎn)盤(5)上。
4.如權(quán)利要求3所述的大型殼體件的孔加工裝置，其特征是所述回轉(zhuǎn)盤( 設(shè)置在 支撐軸(4)的側(cè)面，支撐軸(4)的軸線垂直于回轉(zhuǎn)盤( 的軸線；在支撐軸(4)底部設(shè)置有 驅(qū)動支撐軸(4)旋轉(zhuǎn)的支撐軸回轉(zhuǎn)盤(9)。
5.如權(quán)利要求4所述的大型殼體件的孔加工裝置，其特征是所述進給結(jié)構(gòu)采用可伸 縮的進給機械手(2)。
6.如權(quán)利要求3所述的大型殼體件的孔加工裝置，其特征是所述回轉(zhuǎn)盤(5)的軸線 與支撐軸的軸線重合，回轉(zhuǎn)盤( 沿支撐軸的軸向滑動配合在支撐軸(4)上。
7.如權(quán)利要求6所述的大型殼體件的孔加工裝置，其特征是所述進給結(jié)構(gòu)為滑動配 合在回轉(zhuǎn)盤( 上的數(shù)控水平移動臂(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項權(quán)利要求所述的大型殼體件的孔加工裝置，其特征 是所述切割頭(3)采用水刀制作。
專利摘要本實用新型公開了一種大型殼體件的孔加工裝置，具有在大型殼體件上對孔進行準(zhǔn)確定位的特點。該大型殼體件的孔加工裝置，包括切割頭與支撐機構(gòu)，在切割頭上連接有可驅(qū)動切割頭作旋轉(zhuǎn)運動并保證切割頭的軸線與被加工孔母線平行的旋轉(zhuǎn)機械手，旋轉(zhuǎn)機械手與支撐機構(gòu)之間設(shè)置有驅(qū)動切割頭作進給運動的進給結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)機械手上設(shè)置有接收裝置，殼體件內(nèi)腔中設(shè)置有追蹤接收裝置位置的激光測量裝置，激光測量裝置連接有控制旋轉(zhuǎn)機械手旋轉(zhuǎn)位置的控制系統(tǒng)。使得可對旋轉(zhuǎn)機械手位置進行修正、補償，從而消除減小旋轉(zhuǎn)機械手的定位誤差，精確確定加工位置，達到高精度的加工要求，尤其適合在大型殼體類產(chǎn)品的加工中推廣應(yīng)用。
文檔編號B23Q15/22GK201900510SQ20102066526
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者劉慧琳, 史蘇存, 宋玉剛, 段玲 申請人:二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司