本发明专利技术公开了一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置，包括检测模块、机器人模块和上下料模块,检测模块包含位于检测平台上的测头、顶塞、V形块、挡板和第一滑轨，V形块其上放置含能柱状材料，由至少两个V形结构组成，位于V形块上方的测头为球头结构，测头与位移传感器相连，测得测头在垂直于检测平台方向运动的位移，获得含能柱状材料直径；顶塞置于第一滑轨上，与位移传感器连接，顶塞沿第一滑轨运动，获得含能柱状材料长度；机器人模块用于夹取含能柱状材料；上下料模块包括不合格品收集箱、合格品收集箱、上料滑台、机械手、下料滑台、储料盒、第二滑轨和第三滑轨。
【技术实现步骤摘要】
一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置
本专利技术涉及一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置，属于航天火工装置装配领域。
技术介绍
含能柱状材料是一种典型的航天火工装置固体小火箭的主装药，为固态物质。工作时，点火器点燃点火药盒，再通过点火药盒点燃含能柱状材料，含能柱状材料燃烧产生高温高压的燃气，把化学能转化为热能，燃气经喷管膨胀加速，热能转化为动能，以极高的速度从喷管排除从而产生推力推动导弹或火箭向前飞行。含能柱状材料广泛应用于航天飞行器的各个领域，发挥着举足轻重的作用。现阶段，其主要采用手工方式在普通车床上进行加工，加工完成后采用游标卡尺进行检测，主要存在以下问题：1)含能柱状材料加工过程存在安全隐患，本质安全性不高，同时还存在职业健康隐患。含能柱状材料为含能非金属材料，受工艺方式限制，车削过程中只能采用控制切削参数的方式进行温度控制。2)含能柱状材料加工效率低。在生产过程中，为控制含能柱状材料加工质量，同时兼顾安全性，导致含能柱状材料加工效率不高；同时，切削含能柱状材料时升温产生有毒有害气体、粉尘使得操作者产生不适，故目前操作人员每天仅能工作不到4小时，生产任务紧急时，只能依靠轮班、加班及紧急抽调人员操作才能勉强满足现场量产的需求。3)含能柱状材料检测手段落后。含能柱状材料加工完成后，由于含能柱状材料在固体小火箭中的重要性，需全数检测其尺寸。目前，首件加工完成后，将含能柱状材料放置于温度(20～35)℃条件下保温2h后，采用游标卡尺测量内、外径及长度的手工方式全数测量含能柱状材料尺寸，合格后才允许继续加工。一批含能柱状材料加工完成后，同样需放置于温度(20～35)℃条件下静置2h后，对含能柱状材料进行检测。采用手工检测的方式已不能满足日益增长的生产需求，急需解决手工检测效率低、检测手段落后的问题。4)含能柱状材料加工过程由于温升易产生变形。含能柱状材料在车削加工过程中，车削加工时车削摩擦力必然使得含能柱状材料升温，而由于含能柱状材料粘弹体蠕变特性，温度上升使含能柱状材料尺寸产生变形，加工时间越长，产生的累积温升越大，从而导致含能柱状材料尺寸变形量越大，使得含能柱状材料加工尺寸与预计的加工尺寸值有明显差异，可相差0.2mm左右，加工过程的温升导致变形量已超过含能柱状材料本身部分尺寸的公差。现阶段仅能通过采用经验丰富的操作者进行加工。每批加工前，需采用工艺件进行工艺试车，试车完成后在(20～35)℃温度下静置两小时后再测量含能柱状材料尺寸，合格后才允许继续加工，但含能柱状材料最终尺寸在加工过程中难于量化控制，存在全批超差的风险。综上，航天火工装置用含能柱状材料存在本质安全性不高，加工效率低，检测手段落后，容易发生变形超差等问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对目前航天火工装置用含能柱状材料加工过程中存在的本质安全性不高，加工效率低，检测手段落后，容易发生变形超差等不足，提出了采用自动加工方式进行加工及检测，不仅使得加工一致性得到了保证，提高了加工及检测效率，降低了劳动强度，还从根本上实现了人机隔离，杜绝了操作安全风险。本专利技术的技术解决方案是：一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置；包括检测模块、机器人模块和上下料模块；检测模块包含位于检测平台上的测头、顶塞、V形块、挡板和第一滑轨；V形块其上放置含能柱状材料，由至少两个V形结构组成，V形结构间隔大于机器人模块的双V形夹爪宽度；挡板作为量具初始位基准；位于V形块上方的测头为球头结构，测头与位移传感器相连，测得测头在垂直于检测平台方向运动的位移，获得含能柱状材料直径；第一滑轨与V型块的V形面中心线平行，顶塞置于第一滑轨上，与位移传感器连接，顶塞沿第一滑轨运动，获得含能柱状材料长度；机器人模块用于夹取含能柱状材料；上下料模块包括不合格品收集箱、合格品收集箱、上料滑台、机械手、下料滑台、储料盒、第二滑轨和第三滑轨；第二滑轨和第三滑轨垂直设置；机械手可沿第三滑轨滑动，以夹持含能柱状材料；上料滑台与下料滑台分别置于两个平行的第二滑轨上，上料滑台及下料滑台均采用V型块方式放置含能柱状材料，上料滑台及下料滑台可相对第二滑轨运动。工作时，机械手夹持储料盒中的待加工含能柱状材料放入上料滑台中，上料滑台携带待加工含能柱状材料进入待料区，机器人模块夹持待加工含能柱状材料送入加工车床车削，加工后机器人模块夹持加工后含能柱状材料送入检测模块，经检测模块判断后，将合格与不合格指令传递给机械手，机器人模块将已检测的含能柱状材料送入下料滑台，机械手根据接收到信号将已检测的含能柱状材料放入相应的不合格品收集箱或合格品收集箱中，机械手将合格品收集箱中的已检测的含能柱状材料夹持放入储料盒中。车削时，可以一次车削完毕待加工含能柱状材料的外圆及端面；也可以先按照整个流程先加工待加工含能柱状材料的外圆，再按照整个流程加工待加工含能柱状材料的端面。V型块的V形面与挡板垂直，垂直度不大于0.01mm。机器人模块包括六轴机器人、双V形夹爪和顶杆，双V形夹爪与顶杆螺接于六轴机器人上，双V形夹爪的V形面尺寸与含能柱状材料外径相匹配，以夹取含能柱状材料。不合格品收集箱、合格品收集箱、机械手、上料滑台、下料滑台在零点时位于同一直线上，且直线度误差不大于5mm。还包括胀芯顶套，胀芯顶套位于顶塞尾部，加工含能柱状材料时，顶在含能柱状材料端面上。车削按照预先设定的工艺参数进行，工艺参数包括背吃刀量、进给速度、转速、含能柱状材料变形量、风冷的风量及报警温度。储料盒内部宽度可调节，且内部宽度大于含能柱状材料长度。通过气缸带动往复运动翻转机构翻转实现含能柱状材料的自动上料。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术实现了采用自动加工方式进行加工及检测，不仅使得加工一致性得到了保证，提高了加工及检测效率，降低了劳动强度，还从根本上实现了人机隔离，杜绝了操作安全风险；(2)原加工过程中工艺参数由操作人员根据经验定，采用自动加工装置后，需提供的工艺参数为背吃刀量、进给速度、转速、含能柱状材料变形量、风冷的风量及报警温度。通过工艺手段及计算，获取了各工艺参数，一次输入含能柱状材料加工参数后，以后批次加工中均可保证随时调用；(3)本专利技术通过选取某含能柱状材料进行对比测试的试验结果进行分析，本专利技术在工程范围内可行。附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术检测模块结构图；图3为本专利技术V型块结构图；图4为本专利技术机器人模块结构图；图5为本专利技术双V形夹爪及顶杆结构图；图6为本专利技术上下料模块结构图；图7为本专利技术储料盒结构图；图8为本专利技术翻转架构结构图；图9为本专利技术上料滑台及下料滑台结构图；图10为本专利技术典型含能柱状材料结构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置，含能柱状材料形状如图10所示，包括检测模块、机器人模块和上下料模块,如图2所示，检测模块包含位于检测平台上的测头11、顶塞14、V形块16、挡板17和第一滑轨19，V型块16的V形面与挡板17垂直，垂直度不大于0.01mm。还包括胀芯顶套13，胀芯顶套13位于顶塞14尾部，加工含能柱状材料外圆时时，使用两个胀芯顶套13小外圆分别插入含能柱状材料两端的内孔中，并顶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置，其特征在于，包括检测模块、机器人模块和上下料模块；检测模块包含位于检测平台上的测头(11)、顶塞(14)、V形块(16)、挡板(17)和第一滑轨(19)；V形块(16)其上放置含能柱状材料，由至少两个V形结构组成，V形结构间隔大于机器人模块的双V形夹爪(41)宽度；挡板(17)作为量具初始位基准；位于V形块(16)上方的测头(11)为球头结构，测头(11)与位移传感器相连，测得测头(11)在垂直于检测平台方向运动的位移，获得含能柱状材料直径；第一滑轨(19)与V型块(16)的V形面中心线平行，顶塞(14)置于第一滑轨(19)上，与位移传感器连接，顶塞(14)沿第一滑轨(19)运动，获得含能柱状材料长度；机器人模块用于夹取含能柱状材料；上下料模块包括不合格品收集箱(21)、合格品收集箱(22)、上料滑台(23)、机械手(24)、下料滑台(25)、储料盒(26)、第二滑轨(27)和第三滑轨(28)，第二滑轨(27)和第三滑轨(28)垂直设置；机械手(24)可沿第三滑轨(28)滑动，以夹持含能柱状材料；上料滑台(23)与下料滑台(25)分别置于两个平行的第二滑轨(27)上，上料滑台(23)及下料滑台(25)均采用V型块方式放置含能柱状材料，上料滑台(23)及下料滑台(25)可相对第二滑轨(27)运动。...
【技术特征摘要】
1.一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置，其特征在于，包括检测模块、机器人模块和上下料模块；检测模块包含位于检测平台上的测头(11)、顶塞(14)、V形块(16)、挡板(17)和第一滑轨(19)；V形块(16)其上放置含能柱状材料，由至少两个V形结构组成，V形结构间隔大于机器人模块的双V形夹爪(41)宽度；挡板(17)作为量具初始位基准；位于V形块(16)上方的测头(11)为球头结构，测头(11)与位移传感器相连，测得测头(11)在垂直于检测平台方向运动的位移，获得含能柱状材料直径；第一滑轨(19)与V型块(16)的V形面中心线平行，顶塞(14)置于第一滑轨(19)上，与位移传感器连接，顶塞(14)沿第一滑轨(19)运动，获得含能柱状材料长度；机器人模块用于夹取含能柱状材料；上下料模块包括不合格品收集箱(21)、合格品收集箱(22)、上料滑台(23)、机械手(24)、下料滑台(25)、储料盒(26)、第二滑轨(27)和第三滑轨(28)，第二滑轨(27)和第三滑轨(28)垂直设置；机械手(24)可沿第三滑轨(28)滑动，以夹持含能柱状材料；上料滑台(23)与下料滑台(25)分别置于两个平行的第二滑轨(27)上，上料滑台(23)及下料滑台(25)均采用V型块方式放置含能柱状材料，上料滑台(23)及下料滑台(25)可相对第二滑轨(27)运动。2.如权利要求1所述的一种航天火工装置用含能柱状材料自动加工及检测装置，其特征在于，工作时，机械手(24)夹持储料盒(26)中的待加工含能柱状材料放入上料滑台(23)中，上料滑台(23)携带待加工含能柱状材料进入待料区，机器人模块夹持待加工含能柱状材料送入加工车床车削，加工后机器人模块夹持加工后含能柱状材料送入检测模块，经检测模块判断后，将合格与不合格指令传递给机械手(24)，机器人模块将已检测的含能柱状材料送入下料滑台(25)，机械手(24)根据接收到信号将已检测的含能柱状材料放入相应的不合格品收集箱(21)或合格品收集箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉强，高禄江，龚读，谭福建，郭翔，文京东，
申请(专利权)人：四川航天川南火工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。