复合材料机械手切削加工集成系统技术方案

本发明专利技术公开了复合材料机械手切削加工集成系统，其包括加工机器人，切削刀具组件，将切削刀具组件安装在加工机器人的机械手臂上的安装组件，以及通过伺服结构对切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构；连接结构包括与机械手臂固定连接的连接板，用于安装切削刀具组件的中间安装板，以及至少一个连接臂；还包括与连接结构固定连接的加工精度检测单元、与中间安装板固定连接的除尘单元、以及与除尘单元相连对切削刀具组件的刀头进行冷却的刀具冷却单元；其中，除尘装置的除尘罩本体通过自动装卸结构可拆卸的安装在软管安装板下方，切削刀具组件位于中间安装板下方部分被除尘罩本体包裹在其空腔内，切削刀具组件的刀头由除尘罩本体的吸尘口伸出。

Composite manipulator, cutting, machining, integrated system

The invention discloses a composite manipulator machining integrated system, including machining robot, cutting tool assembly, mechanical arm mounting assembly tool assembly is mounted on the processing robot, and is controlled by the servo structure processing path of the cutting tool assembly control structure; the connecting structure comprises a fixed connecting plate connected with the mechanical arm is arranged in the middle of the cutting tool assembly for mounting plate, and at least one connecting arm; also includes a connecting structure with fixed precision detection unit, and tool cooling unit intermediate mounting plate is fixedly connected and the dust removal unit, and the dust removal unit is connected to the cutter head of the cutting tool assembly for cooling; among them, dusting device cover body through the automatic loading and unloading structure can be detachably installed in the hose installation plate and cutting The cutting tool component is arranged below the middle mounting plate, and is partially wrapped in the cavity of the dust collecting cover body, and the cutter head of the cutting tool assembly is extended from the dust absorption opening of the dust cover body.

【技术实现步骤摘要】
复合材料机械手切削加工集成系统
本专利技术涉及机械手加工领域，具体地说，涉及一种复合材料机械手切削加工集成系统。
技术介绍
随着机电一体化技术的不断发展，机电融合技术的推广与应用提高了控制系统的智能化程度，高新技术的推广使得远程无人操控系统得到了快速发展，进而增强机电装置的机械化属性，机械臂应运而生，随着机械臂的不断发展，机械臂的应用已经越来越广泛，机械臂可把任一物件或工具按空间位姿（位置和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。但是在加工过程中，不仅需要对机械手夹持刀具对被加工件进行切削，还需要对被加工件的加工精度进行测量、进行除尘以及对刀具进行冷却等。但是，目前的机械臂的功能一般比较单一化，一般机械臂只能完成夹持刀具进行加工的任务，而加工精度测量、除尘以及冷却等都需要另外单独设置，而这些部件的单独设置不仅占用了比较大的空间，还影响了加工的方便性。因此，现需提供一种复合材料机械手切削加工集成系统，以便满足机械手自动加工、检测、冷却等集成处理的目的，提高机械加工的方便性，减少占用空间，降低成本。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种适用于机械手的复合材料机械手切削加工集成系统，以及一种机械手切削加工检测方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种复合材料机械手切削加工集成系统，其包括加工机器人，切削刀具组件，将所述切削刀具组件安装在所述加工机器人的机械手臂上的安装组件，以及通过伺服结构对所述切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构；所述连接结构包括与所述机械手臂固定连接的连接板，用于安装所述切削刀具组件的中间安装板，以及将所述连接板与所述中间安装板连接成一体的至少一个连接臂；还包括与所述连接结构固定连接的加工精度检测单元、与所述中间安装板固定连接的除尘单元、以及与所述除尘单元相连对所述切削刀具组件的刀头进行冷却的刀具冷却单元；其中，所述除尘装置的除尘罩本体通过自动装卸结构可拆卸的安装在所述软管安装板下方，当所述机械手臂通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体后，所述切削刀具组件位于所述中间安装板下方部分被所述除尘罩本体包裹在其空腔内，且所述切削刀具组件的刀头由所述除尘罩本体的吸尘口伸出。所述切削刀具组件包括安装在所述中间安装板的第二通孔内的电机主轴，连接在所述电机主轴下方的刀柄和刀头；当所述机械手臂通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体后，所述刀柄位于所述除尘罩本体的空腔内，且所述刀头由所述除尘罩本体的吸尘口伸出。所述自动装卸结构包括：除尘罩支撑支架，用于支撑未安装或拆卸后的所述除尘罩本体，所述除尘罩支撑支架上设有用于限位所述除尘罩本体的若干限位销；除尘罩连接圆环，活动套设在所述除尘罩本体外，所述除尘罩连接圆环上成型有若干限位孔、若干第一穿过孔以及若干第二螺纹孔，其中，所述限位孔与所述限位销配合对所述除尘罩本体进行限位，第一螺杆自下向上依次穿过所述第一穿过孔、弹簧并嵌入所述除尘罩本体的上端凸缘上的第一螺纹孔中且二者螺纹配合固定，第二螺杆穿过所述除尘罩本体的上端凸缘上的第二穿过孔并嵌入所述除尘罩连接圆环上的所述第二螺纹孔中且二者螺纹配合固定；以及除尘罩连接板，固定连接在所述除尘软管安装板下方，所述除尘罩连接板上成型有第二中间通孔、若干相互连通的第一螺帽孔和第二螺帽孔，其中，所述第一螺帽孔为通孔，所述第二螺帽孔内成型有U型台阶面；所述机械手臂通过挤压放置在所述除尘罩支撑支架上的所述除尘罩本体和旋转所述除尘罩连接板，使得所述除尘罩本体上的所述第二螺杆从所述第一螺帽孔滑入所述第二螺帽孔且螺帽与所述U型台阶面相抵，完成所述除尘罩本体的自动安装；或者使得所述除尘罩本体上的所述第二螺杆的螺帽与所述U型台阶面分离且由所述第二螺帽孔滑入第一螺帽孔，完成所述除尘罩本体的自动拆卸。所述加工精度检测单元包括固定在所述连接结构上的检测安装板、安装在所述检测安装板上的检测头、以及误差评定系统；其中，所述检测头与所述数控结构相连，所述检测头根据预设程序对被加工件进行检测，并将检测结果反馈至所述误差评定系统，所述误差评定系统将检测结果与给定的误差预设范围进行比较，若检测结果超出预设范围，所述数控结构生成新的加工路径，所述切削刀具组件对所述被加工件进行再次加工。所述除尘罩支撑支架包括架体，设置在架体上用于放置所述除尘罩本体的罩体支撑结构，以及设置在所述架体上的刀库。所述刀具冷却单元包括安装在所述除尘罩本体上的冷却管以及安装在软管安装板上的连通所述冷却管和冷却泵的管接头，其中，所述管接头与所述冷却管之间为螺纹可拆卸连接，所述冷却管的出口设于所述除尘罩本体的吸尘口处；当所述机械手臂通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体后，所述切削刀具组件的刀头由所述除尘罩本体的吸尘口伸出对被加工件进行加工，所述刀具冷却单元通过所述冷却管对所述刀头进行气冷。还包括切削力检测单元，所述切削力检测单元包括旋转测力仪和与所述除尘罩连接板可拆卸连接的测力仪安装板，所述旋转测力仪的转子与所述切削刀具组件的电机主轴同轴套设，所述旋转测力仪的定子与所述测力仪安装板固定连接；检测所述切削刀具组件的切削力时，所述机械手臂通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体卸下，所述切削刀具组件的所述电机主轴卸下刀柄和刀头，安装所述测力仪安装板并将所述旋转测力仪的转子固定套设在所述电机主轴外，所述切削力检测单元进行检测。还包括设于工作台上的用于固定被加工件的工件装夹单元，所述工件装夹单元包括成型在模具上的若干真空孔、与所述真空孔连通的真空吸盘、以及抽真空结构，所述抽真空结构通过所述真空吸盘和所述真空孔将放置在所述模具上的被加工件吸附固定。所述连接板上成型有多个第一通孔，多个连接螺杆穿过多个所述第一通孔将所述连接板与所述机械手臂的法兰固定连接；所述中间安装板上成型有多个第三螺纹孔，所述除尘软管安装板的上端面成型有位置相应和数量相应的第四螺母孔，连接螺杆在所述第三螺纹孔和所述第四螺母孔的配合下将所述中间安装板和所述除尘软管安装板固定连接。所述中间安装板呈环形扣合状，其包括用于安装切削刀具组件的电机主轴的第二通孔、第一扣合部和第二扣合部，所述切削刀具组件的电机主轴安装在所述第二通孔内，并通过所述第一扣合部和所述第二扣合部的扣合被紧固在所述第二通孔内。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：在本专利技术中，在机械手臂上同时设置有所述切削加工单元、加工精度检测单元、除尘单元以及刀具冷却单元，其满足机械手自动加工、检测、冷却等集成处理的目的，提高机械加工的方便性，减少占用空间，降低成本；另外，在所述切削刀具组件的所述刀头对被加工件进行加工的同时，所述除尘装置可以同时去除加工产生的粉尘，从而保护环境和工人健康；而当需要更换刀具时，首先所述机械手臂通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体卸下，然后就可以进行正常的刀具更换，当刀具更换完毕后，所述机械手臂再次通过所述自动装卸结构将所述除尘罩本体安装上即可；综上，本专利技术不仅可以及时去除粉尘、保护环境和工人健康，而且其可以同步除尘且不干涉所述切削刀具组件的换刀过程。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。其中，图1是本专利技术所述的复合材料机械手切削加工集成系统示意图；图2是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合材料机械手切削加工集成系统，其包括加工机器人，切削刀具组件，将所述切削刀具组件安装在所述加工机器人的机械手臂（2）上的安装组件，以及通过伺服结构对所述切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构；其特征在于：所述连接结构包括与所述机械手臂（2）固定连接的连接板（24），用于安装所述切削刀具组件的中间安装板（25），以及将所述连接板（24）与所述中间安装板（25）连接成一体的至少一个连接臂（26）；还包括与所述连接结构固定连接的加工精度检测单元、与所述中间安装板（25）固定连接的除尘单元、以及与所述除尘单元相连对所述切削刀具组件的刀头（33）进行冷却的刀具冷却单元；其中，所述除尘装置的除尘罩本体（3）通过自动装卸结构可拆卸的安装在所述软管安装板（1）下方，当所述机械手臂（2）通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体（3）后，所述切削刀具组件位于所述中间安装板（25）下方部分被所述除尘罩本体（3）包裹在其空腔内，且所述切削刀具组件的刀头（33）由所述除尘罩本体（3）的吸尘口伸出。

【技术特征摘要】
1.复合材料机械手切削加工集成系统，其包括加工机器人，切削刀具组件，将所述切削刀具组件安装在所述加工机器人的机械手臂（2）上的安装组件，以及通过伺服结构对所述切削刀具组件的加工路径进行控制的数控结构；其特征在于：所述连接结构包括与所述机械手臂（2）固定连接的连接板（24），用于安装所述切削刀具组件的中间安装板（25），以及将所述连接板（24）与所述中间安装板（25）连接成一体的至少一个连接臂（26）；还包括与所述连接结构固定连接的加工精度检测单元、与所述中间安装板（25）固定连接的除尘单元、以及与所述除尘单元相连对所述切削刀具组件的刀头（33）进行冷却的刀具冷却单元；其中，所述除尘装置的除尘罩本体（3）通过自动装卸结构可拆卸的安装在所述软管安装板（1）下方，当所述机械手臂（2）通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体（3）后，所述切削刀具组件位于所述中间安装板（25）下方部分被所述除尘罩本体（3）包裹在其空腔内，且所述切削刀具组件的刀头（33）由所述除尘罩本体（3）的吸尘口伸出。2.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成系统，其特征在于：所述切削刀具组件包括安装在所述中间安装板（25）的第二通孔（28）内的电机主轴（34），连接在所述电机主轴（34）下方的刀柄和刀头（33）；当所述机械手臂（2）通过自动装卸结构连接安装所述除尘罩本体（3）后，所述刀柄位于所述除尘罩本体（3）的空腔内，且所述刀头（33）由所述除尘罩本体（3）的吸尘口伸出。3.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成系统，其特征在于：所述自动装卸结构包括：除尘罩支撑支架（7），用于支撑未安装或拆卸后的所述除尘罩本体（3），所述除尘罩支撑支架（7）上设有用于限位所述除尘罩本体（3）的若干限位销（8）；除尘罩连接圆环（9），活动套设在所述除尘罩本体（3）外，所述除尘罩连接圆环（9）上成型有若干限位孔（10）、若干第一穿过孔（11）以及若干第二螺纹孔（14），其中，所述限位孔（10）与所述限位销（8）配合对所述除尘罩本体（3）进行限位，第一螺杆（15）自下向上依次穿过所述第一穿过孔（11）、弹簧（13）并嵌入所述除尘罩本体（3）的上端凸缘上的第一螺纹孔中且二者螺纹配合固定，第二螺杆（16）穿过所述除尘罩本体（3）的上端凸缘上的第二穿过孔（12）并嵌入所述除尘罩连接圆环（9）上的所述第二螺纹孔（14）中且二者螺纹配合固定；以及除尘罩连接板（17），固定连接在所述除尘软管安装板（1）下方，所述除尘罩连接板（17）上成型有第二中间通孔（18）、若干相互连通的第一螺帽孔（19）和第二螺帽孔（20），其中，所述第一螺帽孔（19）为通孔，所述第二螺帽孔（20）内成型有U型台阶面（21）；所述机械手臂（2）通过指定程序运动将所述防尘罩本体（3）放置在所述除尘罩支撑支架（7）上，旋转所述除尘罩连接板（17），使得所述除尘罩本体（3）上的所述第二螺杆（16）从所述第一螺帽孔（19）滑入所述第二螺帽孔（20）且螺帽与所述U型台阶面（21）相抵，完成所述除尘罩本体（3）的自动安装；或者使得所述除尘罩本体（3）上的所述第二螺杆（16）的螺帽与所述U型台阶面（21）分离且由所述第二螺帽孔（20）滑入第一螺帽孔（19），完成所述除尘罩本体（3）的自动拆卸。4.根据权利要求1所述的复合材料机械手切削加工集成系统，其特征在于：所述加工精度检测单元包括固定在所述连接结构上的检测安装板（35...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茂君，杨旭静，肖志，但敏超，莫富灏，韦凯，
申请(专利权)人：湖南大学，常州湖南大学机械装备研究院，
类型：发明
国别省市：湖南,43