一种自动化螺旋铣孔装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102794491A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102794491A(43)申请公布日2012.11.28(21)申请号201210300281.3B23Q17/00(2006.01)(22)申请日2012.08.22(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人柯臻铮黄小东黄浦缙潘泽民柯映林(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人张法高(51)Int.Cl.B23C3/00(2006.01)B23Q3/00(2006.01)B23Q5/40(2006.01)B23Q15/22(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称一种自动化螺旋铣孔装置及其方法(57)摘要本发明公开了一种自动化螺旋铣孔装置及其方法。装置包括底座、主轴滑座、外偏心套筒、内偏心套筒、力矩电机、圆光栅、电主轴、压脚、工业相机、直线光栅、4个激光距离传感器、伺服电机、滚珠丝杠副、同步带等；其中，内、外偏心套筒的内、外轮廓的轴线采用偏置设计，内偏心套筒安装在外偏心套筒内部，外偏心套筒的内轮廓轴线与内偏心套筒的外轮廓轴线重合。本发明通过控制内、外偏心套筒间的相对转角实现刀具径向偏置；主轴进给采用双光栅反馈，保证锪窝深度的精确性；采用工业相机检测工件上的预制孔位置，通过4个激光距离传感器检测制孔位置的法矢，与工业机器人、数控机床等自动化数控装备配合使用，可实现高精度、高效率的自动化制孔。CN102794ACN102794491A权利要求书1/2页1.一种自动化螺旋铣孔装置，其特征在于包括底座（1）、安装法兰（2）、滚珠丝杠副（3）、螺母座（4）、第一伺服电机（5）、直线导轨（6）、辅助支撑座（7）、防转螺杆（8）、过孔滑环（9）、滑环套筒（10）、圆光栅（11）、圆光栅安装盘（12）、力矩电机（13）、内偏心套筒（14）、外偏心套筒（15）、主轴滑座（16）、电主轴（17）、刀具（18）、螺旋防护套（19）、压脚压头（20）、排屑管（21）、压脚（22）、工业相机（23）、第一直线光栅（24）、气缸（25）、气缸转接头（26）、第二直线光栅（27）、第二伺服电机（28）、同步带（29）、激光距离传感器（30）、小同步带轮（31）、大同步带轮（32）；安装法兰（2）、滚珠丝杠副（3）、第一伺服电机（5）、气缸（25）、第一直线光栅（24）、第二直线光栅（27）和工业相机（23）安装在底座（1）上，主轴滑座（16）通过螺母座（4）安装在滚珠丝杠副（3）上，滚珠丝杠副（3）与第一伺服电机（5）相连，第一伺服电机（5）带动滚珠丝杠副（3）旋转能推动主轴滑座（16）沿直线导轨（6）做进给运动，主轴滑座（16）内部设有外偏心套筒（15），外偏心套筒（15）、圆光栅安装盘（12）、滑环套筒（10）通过螺栓固联，主轴滑座（16）外侧安装第二伺服电机（28），第二伺服电机（28）通过小同步带轮（31）、同步带（29）、大同步带轮（32）带动外偏心套筒（15）旋转，外偏心套筒（15）内部设有内偏心套筒（14），力矩电机（13）安装在外偏心套筒（15）和内偏心套筒（14）之间，圆光栅（11）安装在圆光栅安装盘（12）内，力矩电机（13）带动内偏心套筒（14）相对外偏心套筒（15）旋转，内偏心套筒（14）内设有电主轴（17），电主轴（17）上安装刀具（18），过孔滑环（9）安装在滑环套筒（10）上，并通过防转螺杆（8）与辅助支撑座（7）相连接，辅助支撑座（7）可随主轴滑座（16）在直线导轨（6）上移动；压脚（22）通过气缸转接头（26）与气缸（25）顶杆相连，在气缸（25）的推动下可沿直线导轨（6）运动，压脚（22）上设有四个激光距离传感器（30）、压脚压头（20）、排屑管（21）和螺旋防护罩（19）。2.根据权利要求1所述的一种自动化螺旋铣孔装置，其特征在于所述的外偏心套筒（15）、内偏心套筒（14）的内、外轮廓轴线间的距离为5mm。3.根据权利要求1所述的一种自动化螺旋铣孔装置，其特征在于所述的第一直线光栅（24）和第二直线光栅（27）为绝对式直线光栅，为第一伺服电机（5）的位置反馈元件。4.一种使用如权利要求1所述装置的自动化螺旋铣孔方法，其特征在于它的步骤如下：1）将自动化螺旋铣孔装置固定在自动化数控装备上；2）由自动化数控装备将自动化螺旋铣孔装置移动到工件上预制孔的理论位置，使用安装在底座（1）前部的工业相机（23）检测预制孔的位置偏差，根据所测量的位置偏差和工件理论坐标得出实际制孔位置的坐标，再将自动化螺旋铣孔装置移动到实际制孔位置；3）自动化螺旋铣孔装置移动到实际制孔位置后，由4个激光距离传感器（30）检测工件表