一種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)及鉆銑生產(chǎn)線的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)及鉆銑生產(chǎn)線，涉及機(jī)電加工技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于諸如銑削加工中心和/或機(jī)器人自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)對(duì)諸如鋁制待加工工件的加工過(guò)程中，即通過(guò)利用諸如3D掃描等偵測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人軌跡的在線偵測(cè)和補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)待加工工件的精準(zhǔn)加工。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)及鉆銑生產(chǎn)線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及機(jī)電加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)及鉆銑生產(chǎn)線。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)自動(dòng)化、信息化的快速發(fā)展，制造業(yè)對(duì)機(jī)械制造和裝配技術(shù)的要求越來(lái) 越趨向于高質(zhì)量、高效率、低成本，而柔性化和信息化則為滿足上述要求的重要標(biāo)志之一， 尤其是在諸如飛機(jī)、汽車(chē)等行業(yè)中，由于其所采用的諸如鋁制結(jié)構(gòu)件孔的加工已經(jīng)從傳統(tǒng) 的手工鉆銑發(fā)展到專(zhuān)用自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)和銑削加工中心，甚至已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自動(dòng)鉆銑系 統(tǒng)來(lái)完成諸如鋁制結(jié)構(gòu)件的鉆銑削加工。
[0003] 銑削加工中心是當(dāng)前較為通用的加工方式，其雖然能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的加工，但其 也存在諸多缺陷，如：1)受銑削加工中心本身加工范圍限制，其只能加工中小型零件，無(wú)法 實(shí)現(xiàn)對(duì)大型諸如鋁制結(jié)構(gòu)件的加工操作;2)對(duì)于復(fù)雜曲面零部件，必須采用五軸加工中心， 且加工效率極低；3)成本投入大，為了兼容更大尺寸的零部件加工，往往需要大型加工中 心，甚至大型龍門(mén)式加工中心;4)占地面積大，不利于配合其他自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn) 線;5)柔性和靈活性均較差，且需要特定定制的工裝夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)不通過(guò)工件的加工。
[0004] 鑒于機(jī)器人具有諸如高靈活性、可達(dá)性、可以配合各種終端實(shí)現(xiàn)不同工藝的鉆削 和銑削等優(yōu)點(diǎn)，且結(jié)合快換系統(tǒng)，還能方便實(shí)現(xiàn)柔性加工，進(jìn)而使得機(jī)器人自動(dòng)鉆削系統(tǒng)成 為未來(lái)頗具潛力的加工方式。
[0005] 但是，由于機(jī)器人自身剛度的不足，其在加工操作過(guò)程中會(huì)造成振動(dòng)和變形等缺 陷，進(jìn)而使得加工精度無(wú)法得到有效保證，尤其是批量生產(chǎn)時(shí)，其加工精度則會(huì)更差，致使 產(chǎn)品的廢品率較高，從而增加了生產(chǎn)成本。
[0006] 例如，當(dāng)前的機(jī)器人自動(dòng)鉆削系統(tǒng)的主體一般包括:機(jī)器人及控制系統(tǒng)、控制處理 單元、專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端及外圍設(shè)備等部分，而專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端被固定于機(jī)器人的第六 軸，并以頭部工裝夾具方式進(jìn)行安裝，即整個(gè)鉆削過(guò)程由專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端來(lái)完成，而由于 機(jī)器人自身剛性的不足，會(huì)使得機(jī)器人自動(dòng)鉆削系統(tǒng)存在以下不足之處：
[0007] 1)機(jī)器人只能起到搬運(yùn)作用，即由于機(jī)器人只完成對(duì)待加工孔的定位操作，使得 本系統(tǒng)中僅能體現(xiàn)機(jī)器人的搬運(yùn)功能，而無(wú)法彰顯及充分利用機(jī)器人的諸如靈活性等優(yōu) 勢(shì)；
[0008] 2)專(zhuān)用鉆削執(zhí)行端削弱整個(gè)自動(dòng)銑削系統(tǒng)的剛度，即鉆削工藝由專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終 端完成，迫使鉆削執(zhí)行終端必須集成伺服系統(tǒng)（提供鉆削的軸向進(jìn)給)和以及預(yù)壓緊裝置 (提供壓緊力，主要用以削弱加工中的振動(dòng)，提高加工精度)等部件，進(jìn)而大幅度增加了機(jī)器 人頭部工裝部分的尺寸和質(zhì)量，其會(huì)進(jìn)一步的削弱整個(gè)自動(dòng)鉆削系統(tǒng)的剛度；
[0009] 3)無(wú)法完成諸如腰孔銑削等操作，使得功能受限；由于專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端僅配置 鉆削軸向進(jìn)給伺服，進(jìn)而使得需要另兩個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的腰孔加工成為不可能，進(jìn)而限制 了新功能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用；
[0010] 4)預(yù)壓緊裝置無(wú)法適應(yīng)工件壁厚變化，造成新的加工誤差;這主要是由于遵照一 般加工過(guò)程的順序，在鉆削開(kāi)始之前，機(jī)器人需以預(yù)定姿態(tài)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，而集成于專(zhuān)用 鉆削執(zhí)行終端的預(yù)壓緊裝置自動(dòng)與加工工件接觸并施加壓緊力(事先預(yù)設(shè))后，才能開(kāi)始鉆 肖Ij;而由于壓緊力勢(shì)所造成工件的變形，其會(huì)降低加工精度，且由于壓緊力為預(yù)設(shè)壓緊力， 進(jìn)而使得其無(wú)法適應(yīng)工件各鉆孔位置壁厚差異，最終會(huì)造成局部孔，進(jìn)而會(huì)進(jìn)一步的降低 加工精度；
[0011] 5)離線補(bǔ)償；即由于當(dāng)前機(jī)器人自動(dòng)鉆削系統(tǒng)均采用外部的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行機(jī)器人 鉆孔的誤差補(bǔ)償，來(lái)確保加工精度達(dá)到要求，但這種補(bǔ)償方式是一次性補(bǔ)償，其存在極大的 不確定性，例如：由于測(cè)量只針對(duì)特定樣件，其無(wú)法消除工件間的尺寸差別，也無(wú)法消除不 同工件定位到工裝上的定位誤差;而由于長(zhǎng)期生產(chǎn)造成的系統(tǒng)誤差無(wú)法消除，只有等到出 現(xiàn)不合格件，才能去修正誤差，進(jìn)而還會(huì)造成誤時(shí)誤工等生產(chǎn)成本的增加；
[0012] 6)無(wú)法消除機(jī)器人剛度不足所產(chǎn)生的誤差;這是由于機(jī)器人剛度不足所造成的誤 差補(bǔ)償量不是固定值或者成線性變化的，離線補(bǔ)償方式反而會(huì)造成部分孔的過(guò)度補(bǔ)償，造 成加工誤差，所以當(dāng)前系統(tǒng)無(wú)法對(duì)機(jī)器人剛度不足所產(chǎn)生的誤差完全消除；
[0013] 7)經(jīng)濟(jì)性和柔性較差;這是由于專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端是屬于專(zhuān)用定制設(shè)備，其本身 的定制費(fèi)用，以及其大質(zhì)量造成的機(jī)器人的負(fù)載加大等所產(chǎn)生的費(fèi)用都使其經(jīng)濟(jì)性變差， 而且對(duì)于占和大比例且精度要求相對(duì)低的孔而言，專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端顯得多余;另外，自 動(dòng)鉆削系統(tǒng)受專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端的限制，對(duì)同一工件的不同孔組需采用不同的工序，甚至 需要更換執(zhí)行終端才能完成，降低加工效率和柔性；同時(shí)，自動(dòng)鉆削系統(tǒng)對(duì)諸如腰孔等無(wú)法 兼容加工，而且造成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍受限，降低其柔性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014] 針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)及方法、鉆銑生產(chǎn)線，可 應(yīng)用于諸如銑削加工中心和/或機(jī)器人自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)對(duì)諸如鋁制待加工工件的加工過(guò)程 中，即通過(guò)利用諸如3D掃描等偵測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人軌跡的在線偵測(cè)和補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì) 待加工工件的精準(zhǔn)加工。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：
[0016] -種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，可應(yīng)用于對(duì)固定在加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作， 所述系統(tǒng)包括：
[0017] 機(jī)器人，設(shè)置于臨近所述加工臺(tái)的位置處；
[0018] 鉆銑模塊，與所述機(jī)器人連接；
[0019] 掃描檢測(cè)模塊，設(shè)置于臨近所述加工臺(tái)的位置處；
[0020] 在線補(bǔ)償處理模塊，分別與所述機(jī)器人和所述掃描檢測(cè)模塊通信連接；
[0021 ]其中，所述機(jī)器人作為對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作的定位主體和/或 進(jìn)給主體，以驅(qū)使所述鉆銑模塊對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作;并且
[0022] 所述掃描檢測(cè)模塊獲取并發(fā)送所述鉆銑模塊對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削 操作時(shí)的加工位置信息至所述在線補(bǔ)償處理模塊，所述在線補(bǔ)償處理模塊接收并根據(jù)所述 加工位置信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述機(jī)器人的定位和/或進(jìn)給參數(shù)，以修正所述鉆銑模塊對(duì)所述待 加工工件進(jìn)行的所述鉆/銑削操作。
[0023] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中：
[0024] 所述鉆銑模塊還分別與所述掃描檢測(cè)模塊和所述在線補(bǔ)償處理模塊連接；
[0025] 其中，所述掃描檢測(cè)模塊獲取并發(fā)送所述鉆銑模塊對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述 鉆/銑削操作時(shí)實(shí)際切削參數(shù)信息至所述在線補(bǔ)償處理模塊，所述在線補(bǔ)償處理模塊接收 并根據(jù)所述實(shí)際切削參數(shù)信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述鉆銑模塊的切削參數(shù)，以修正所述鉆銑模塊對(duì) 所述待加工工件進(jìn)行的所述鉆/銑削操作。
[0026] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中所述掃描檢測(cè)模塊包括：
[0027] 掃描設(shè)備，設(shè)置于所述加工臺(tái)的上方，并與所述在線補(bǔ)償處理模塊連接，以獲取并 發(fā)送固定在所述加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)的所述加工位置信息至所 述在線補(bǔ)償處理模塊；以及
[0028] 傳感設(shè)備，設(shè)置于所述鉆銑模塊上，并與所述在線補(bǔ)償處理模塊連接，以獲取并發(fā) 送所述鉆銑模塊進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)的所述實(shí)際切削參數(shù)信息至所述在線補(bǔ)償處理模 塊；
[0029] 其中，所述在線補(bǔ)償處理模塊對(duì)接收的所述加工位置信息和所述實(shí)際切削參數(shù)信 息進(jìn)行分析處理后，輸出補(bǔ)償信息至所述機(jī)器人和所述鉆銑模塊，以對(duì)所述待加工工件進(jìn) 行的所述鉆/銑削操作進(jìn)行修正。
[0030] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中所述掃描設(shè)備包括：
[0031] 白光掃描儀或3D相機(jī)，以獲取并發(fā)送固定在所述加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行所述 鉆/銑削操作時(shí)的加工圖像數(shù)據(jù)至所述在線補(bǔ)償處理模塊；
[0032] 其中，所述加工圖像數(shù)據(jù)包含有進(jìn)行所述鉆/銑削操作的位置處的位置信息，所述 在線補(bǔ)償處理模塊根據(jù)所述加工圖像數(shù)據(jù)獲取所述加工位置信息。
[0033] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中所述傳感設(shè)備包括：
[0034] 力學(xué)傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器，以獲取并發(fā)送所述鉆銑模塊進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí) 的所述實(shí)際切削參數(shù)信息至所述在線補(bǔ)償處理模塊。
[0035] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中：
[0036] 所述實(shí)際切削參數(shù)信息包括所述鉆銑模塊進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)的切削力、切 削速度和進(jìn)給量。
[0037] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中所述鉆銑模塊包括：
[0038] 伺服電主軸，分別與所述機(jī)器人和所述傳感設(shè)備機(jī)械連接；
[0039] 刀柄/刀具，與所述伺服電主軸機(jī)械連接；以及
[0040] 所述伺服電主軸與所述在線補(bǔ)償處理模塊通信連接，所述傳感設(shè)備與所述刀柄/ 刀具連接；
[0041]其中，所述伺服電主軸驅(qū)動(dòng)所述刀柄/刀具對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操 作，所述在線補(bǔ)償處理模塊通過(guò)所述伺服電主軸實(shí)時(shí)調(diào)整所述刀柄/刀具進(jìn)行的所述鉆/銑 削操作。
[0042]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中所述在線補(bǔ)償處理模塊包括：
[0043]工控機(jī)，分別與傳感設(shè)備、所述掃描設(shè)備和所述機(jī)器人通信連接；
[0044] PMC/PLC設(shè)備，分別與所述工控機(jī)、所述伺服電主軸和所述機(jī)器人通信連接；
[0045]其中，所述補(bǔ)償信息包括刀具位置補(bǔ)償量、刀具姿態(tài)補(bǔ)償量、鉆削速度和切削力； 所述工控機(jī)對(duì)從所述掃描設(shè)備獲取的所述加工位置信息和從所述傳感設(shè)備獲取的所述實(shí) 際切削參數(shù)信息進(jìn)行分析處理后，輸出所述刀具位置補(bǔ)償量和所述刀具姿態(tài)補(bǔ)償量至所述 機(jī)器人，并通過(guò)所述PMC/PLC設(shè)備輸出所述鉆削速度和所述切削力至所述伺服電主軸，以對(duì) 所述待加工工件進(jìn)行的所述鉆/銑削操作進(jìn)行修正。
[0046]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)還包括：
[0047] 機(jī)器人控制器，分別與所述機(jī)器人、所述工控機(jī)和所述PMC/PLC設(shè)備連接；
[0048]其中，所述補(bǔ)償信息還包括補(bǔ)償加工位置信息，所述PMC/PLC設(shè)備根據(jù)從所述工控 機(jī)接收的所述補(bǔ)償加工位置信息并通過(guò)所述機(jī)器人控制器來(lái)控制所述機(jī)器人對(duì)所述鉆/銑 削操作的位置進(jìn)行修正。
[0049] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)中：
[0050] 所述待加工工件為鋁制結(jié)構(gòu)件。
[0051 ]本申請(qǐng)還提供了一種鉆銑生產(chǎn)線，所述生產(chǎn)線包括：
[0052] 上料子生產(chǎn)線、至少一個(gè)鉆銑子生產(chǎn)線和去毛刺加工子生產(chǎn)線，且所述鉆銑子生 產(chǎn)線包括上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)；
[0053]其中，所述上料子生產(chǎn)線將待加工工件固定至加工臺(tái)上，所述鉆銑子生產(chǎn)線對(duì)固 定在所述加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作，所述去毛刺加工子生產(chǎn)線去除對(duì)經(jīng)所 述鉆銑子生產(chǎn)線進(jìn)行鉆/銑削操作后的待加工工件進(jìn)行去毛刺操作。
[0054]本申請(qǐng)還提供了一種自動(dòng)鉆銑方法，包括：
[0055]將待加工工件固定至加工臺(tái)上；
[0056] 利用機(jī)器人驅(qū)動(dòng)鉆銑模塊對(duì)所述待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作；
[0057] 掃描檢測(cè)模塊獲取所述鉆/銑削操作的加工位置信息和實(shí)際切削參數(shù)信息；
[0058]在線補(bǔ)償處理模塊根據(jù)所述加工位置信息和所述實(shí)際切削參數(shù)信息對(duì)所述鉆/銑 削操作進(jìn)行修正。
[0059] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中：
[0060] 所述在線補(bǔ)償處理模塊對(duì)所述鉆/銑削操作進(jìn)行修正包括對(duì)機(jī)器人位置/姿態(tài)在 線補(bǔ)償和/或?qū)η邢鲄?shù)實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0061 ]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中：
[0062] 所述對(duì)機(jī)器人位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償?shù)牟襟E包括對(duì)批量待加工工件在線位置/姿態(tài) 在線補(bǔ)償和對(duì)同批待加工工件的加工位置校正;所述方法中：
[0063] 將待加工工件固定在加工臺(tái)上后，若該待加工工件為新一批的工件，則進(jìn)行所述 對(duì)批量待加工工件在線位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償;否則，進(jìn)行所述對(duì)同批待加工工件的加工位置 校正；
[0064] 其中，對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作的過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行所述對(duì)切削參 數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0065] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中：
[0066] 所述掃描檢測(cè)模塊包括白光掃描儀/3D相機(jī)，所述對(duì)批量待加工工件在線位置/姿 態(tài)在線補(bǔ)償包括：
[0067] 利用所述白光掃描儀/3D相機(jī)獲取所述待加工工件上至少三個(gè)基準(zhǔn)孔的孔位信 息，以獲取所述鉆/銑削操作的實(shí)際加工位置信息；
[0068] 判斷所述實(shí)際加工位置信息是否在誤差允許范圍內(nèi)，
[0069] 若不在所述誤差允許范圍內(nèi)，則進(jìn)行報(bào)警；
[0070] 否則，則基于所述至少三個(gè)基準(zhǔn)孔的實(shí)際加工位置信息建立新的坐標(biāo)系，并基于 所述新的坐標(biāo)系對(duì)后續(xù)進(jìn)行的所述鉆/銑削操作進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0071 ]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中所述對(duì)同批待加工工件的加工位 置校正包括：
[0072]獲取所述鉆/銑削操作已經(jīng)加工完成孔的位置信息偏差，以生成包括各孔補(bǔ)償位 置信息的補(bǔ)償表A;
[0073] 獲取上一批待加工工件上已經(jīng)加工完成孔的位置信息偏差，以生成包括上一批待 加工工件上各孔補(bǔ)償位置信息的補(bǔ)償表B;
[0074]獲取當(dāng)前批待加工工件上已經(jīng)加工完成孔的位置信息偏差，以生成包括當(dāng)前批待 加工工件上各孔補(bǔ)償位置信息的補(bǔ)償表C;
[0075] 基于所述補(bǔ)償表A、所述補(bǔ)償表B和所述補(bǔ)償表C，獲取并根據(jù)后續(xù)各孔的位置補(bǔ)償 信息對(duì)當(dāng)前待加工工件進(jìn)行位置補(bǔ)償及所述鉆/銑削操作。
[0076] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中所述對(duì)同批待加工工件的加工位 置校正時(shí)：
[0077] 基于所述補(bǔ)償表A、所述補(bǔ)償表B和所述補(bǔ)償表C，并利用公式獲取所述后續(xù)各孔的 位置補(bǔ)償信息，且設(shè)當(dāng)前待加工工件所需加工的孔位置信息理論值為P n,Q(Xn,Q，yn,()， Zn,〇)， 所述補(bǔ)償表A對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值為〃 ？1^(〃^^，〃5^，〃^/〇，所述補(bǔ)償表8對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值為〃？1^(〃 Xn, B，〃 yn, B，〃 Zn, B )，所述補(bǔ)償表(3對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值為〃 Pn, C (〃 Xn, C，〃 yn, C，〃 Zn, C );
[0078] 其中，所述公式為：
[0079] Pl1d □ Pk,〇 □ A/ Pn Α □ Pn B D AcP1,c ；
[0080] 所述λΑ、所述λΒ和所述心均為常數(shù)，所述Pn>1為當(dāng)前待加工工件上的第 n孔，且n為整 數(shù)。
[0081 ]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中：
[0082]當(dāng)對(duì)第一批的第一個(gè)待加工工件進(jìn)行加工時(shí)，λΛ Dl，Aff □:Ac □〇;
[0083] 當(dāng)對(duì)第一批的其他待加工工件進(jìn)行加工時(shí)，λΑ=λΒ = Ac = O.5;
[0084] 當(dāng)對(duì)其他批次的待加工工件進(jìn)行加工時(shí)，λΑΠ 0.1，Aa D0.3，[]0.6。
[0085] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中：
[0086] 所述掃描檢測(cè)模塊包括安裝在伺服主軸上的力傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器，所述對(duì)切削 參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整包括：
[0087] 對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)，通過(guò)利用所述力傳感器實(shí)時(shí)反饋當(dāng) 前鉆/銑削操作的切削力，并利用所述旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前鉆/銑削操作的鉆削速度；
[0088] 所述在線補(bǔ)償處理模塊根據(jù)接收的所述切削力和所述鉆削速度計(jì)算并輸出進(jìn)給 量；
[0089] 實(shí)時(shí)判定所述切削力和/或所述鉆削速度和/或所述進(jìn)給量是否超出預(yù)設(shè)值，若超 出，則調(diào)整所述鉆銑模塊的實(shí)際切削參數(shù)后繼續(xù)加工。
[0090] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的自動(dòng)鉆銑方法中所述在線補(bǔ)償處理模塊包括工控 機(jī)和PMC/PLC設(shè)備：
[0091] 所述工控機(jī)對(duì)從所述掃描檢測(cè)模塊獲取的加工位置信息和實(shí)際切削參數(shù)信息進(jìn) 行分析處理后，輸出刀具位置補(bǔ)償量和刀具姿態(tài)補(bǔ)償量至所述機(jī)器人，并通過(guò)所述PMC/PLC 設(shè)備輸出鉆削速度和切削力至所述伺服電主軸，以對(duì)所述待加工工件進(jìn)行的所述鉆/銑削 操作進(jìn)行修正。
[0092] 上述實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)或者有益效果：
[0093] 1)能夠?qū)崿F(xiàn)以機(jī)器人作為鉆削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主體進(jìn)行加工，進(jìn)而有效提高加工的效率 和柔性；
[0094] 2)能夠有效改變專(zhuān)用鉆削執(zhí)行終端的弊端，即本申請(qǐng)中的鉆銑系統(tǒng)及方法在能 夠?qū)崿F(xiàn)鉆削的同時(shí)，又可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于諸如腰孔加工等類(lèi)型的銑削加工；
[0095] 3)能夠有效解決對(duì)不同壁厚的加工問(wèn)題，且能夠?qū)η邢鲄?shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和控 制；
[0096] 4)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)加工過(guò)程中誤差的在線檢測(cè)和快速實(shí)時(shí)補(bǔ)償；
[0097] 5)能夠?qū)C(jī)器人由于剛度不足而造成誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償；
[0098] 6)本申請(qǐng)中的鉆銑系統(tǒng)即方法具有良好的經(jīng)濟(jì)性和柔性，且還取消了大量定制設(shè) 備，僅以通用設(shè)備作為基準(zhǔn)并結(jié)合所在的生產(chǎn)線系統(tǒng)，就可以更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)和柔 性生產(chǎn)，進(jìn)而大大降低了加工操作的難度及成本。
【附圖說(shuō)明】
[0099] 通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型及其特 征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未可以按 照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。
[0100] 圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0101] 圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)的工作流程示意圖；
[0102] 圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑方法中機(jī)器人位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償?shù)牧鞒淌疽鈭D；
[0103] 圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑方法中切削參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整的流程示意圖；
[0104] 圖5是本申請(qǐng)實(shí)施例中利用自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)進(jìn)行鉆/銑削操作后測(cè)試孔沿X軸的位置 信息與未采用自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)進(jìn)行鉆/銑削操作后測(cè)試孔沿X軸的位置信息的對(duì)比圖；
[0105] 圖6是本申請(qǐng)實(shí)施例中利用自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)進(jìn)行鉆/銑削操作后測(cè)試孔沿Y軸的位置 信息與未采用自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)進(jìn)行鉆/銑削操作后測(cè)試孔沿Y軸的位置信息的對(duì)比圖；
[0106] 圖7是本申請(qǐng)實(shí)施例中利用自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)進(jìn)行鉆/銑削操作后測(cè)試孔沿Z軸的位置 信息與未采用自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)進(jìn)行鉆/銑削操作后測(cè)試孔沿Z軸的位置信息的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0107] 下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但是不作為本實(shí)用 新型的限定。
[0108] 實(shí)施例一
[0109] 圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，本實(shí)施例中 一種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，可應(yīng)用于諸如對(duì)固定在加工臺(tái)上的待加工工件(如鋁制結(jié)構(gòu)件等)進(jìn)行 諸如鉆/銑削等操作，所述系統(tǒng)可包括：
[oho] 機(jī)器人（即工業(yè)機(jī)器人），可固定設(shè)置在臨近上述加工臺(tái)的位置處，以便于利用該 機(jī)器人對(duì)待加工工件進(jìn)行諸如鉆/銑削等操作；
[0111]鉆銑模塊，與上述的機(jī)器人連接（即可機(jī)械連接固定在上述的機(jī)器人上），可使得 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)該鉆銑模塊對(duì)待加工工件進(jìn)行諸如鉆/銑削等操作；
[0112] 掃描檢測(cè)模塊，設(shè)置于臨近上述加工臺(tái)的位置處及鉆銑模塊上，以用于獲取待加 工工件上加工操作的位置信息及鉆銑模塊的實(shí)時(shí)切削參數(shù)等；
[0113] 在線補(bǔ)償處理模塊，分別與上述的機(jī)器人、鉆銑模塊及掃描檢測(cè)模塊通信連接，且 該在線補(bǔ)償處理模塊中存儲(chǔ)有待加工工件上加工位置的標(biāo)準(zhǔn)信息等參考數(shù)據(jù)；以獲取上述 的待加工工件上加工操作的位置信息及鉆銑模塊的實(shí)時(shí)切削參數(shù)等數(shù)據(jù)，并根據(jù)自身存儲(chǔ) 的參考數(shù)據(jù)對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，輸出補(bǔ)償信息等分別至機(jī)器人及鉆銑模塊，以 使得機(jī)器人和鉆銑模塊能夠根據(jù)獲取的補(bǔ)償信息進(jìn)行修正，進(jìn)而使得后續(xù)進(jìn)行的諸如鉆/ 銑削等操作符合預(yù)期的設(shè)定。
[0114] 具體的，如圖1所示，在利用機(jī)器人驅(qū)動(dòng)鉆銑模塊對(duì)固定在工作臺(tái)上的待加工工件 進(jìn)行諸如鉆/銑削等操作時(shí)，機(jī)器人可作為對(duì)待加工工件進(jìn)行上述諸如鉆/銑削等操作的定 位主體和/或進(jìn)給主體(如可基于X/Y/Z軸坐標(biāo)系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)等），以驅(qū)使鉆銑模塊對(duì)待加工工 件進(jìn)行諸如鉆/銑削等加工操作;在實(shí)際的加工操作中，掃描檢測(cè)模塊可獲取并發(fā)送鉆銑模 塊對(duì)待加工工件進(jìn)行諸如鉆/銑削等加工操作時(shí)的加工位置信息至在線補(bǔ)償處理模塊，在 線補(bǔ)償處理模塊接收并根據(jù)加工位置信息可實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人的定位和/或進(jìn)給參數(shù)，以修 正鉆銑模塊對(duì)待加工工件進(jìn)行的諸如鉆/銑削等加工操作同時(shí)，上述的掃描檢測(cè)模塊還可 獲取并發(fā)送鉆銑模塊對(duì)待加工工件進(jìn)行諸如鉆/銑削等加工操作時(shí)的實(shí)際切削參數(shù)信息至 在線補(bǔ)償處理模塊，而該在線補(bǔ)償處理模塊可接收并根據(jù)上述的實(shí)際切削參數(shù)信息實(shí)時(shí) 調(diào)整鉆銑模塊的切削參數(shù)，以修正鉆銑模塊對(duì)待加工工件進(jìn)行的諸如鉆/銑削等加工操作。
[0115] 優(yōu)選的，上述的掃描檢測(cè)模塊可包括設(shè)置于加工臺(tái)上方的掃描設(shè)備（如白光掃描 儀或3D相機(jī)等能夠?qū)崿F(xiàn)3D掃描的儀器），以方便對(duì)固定在加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行圖像 掃描等操作，且該掃描設(shè)備可與上述的在線補(bǔ)償處理模塊連接，以將獲取的諸如圖像信息 等發(fā)送該在線補(bǔ)償處理模塊，進(jìn)而便于在線補(bǔ)償處理模塊對(duì)圖像信息進(jìn)行處理等操作。
[0116] 優(yōu)選的，上述的掃描檢測(cè)模塊還可包括設(shè)置于鉆銑模塊上的傳感設(shè)備（如設(shè)在鉆 銑模塊上的力學(xué)傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器等傳感器），以實(shí)時(shí)的獲取鉆銑模塊進(jìn)行諸如鉆/銑削 等加工操作時(shí)諸如實(shí)際切削參數(shù)信息等數(shù)據(jù)，且該傳感設(shè)備還與在線補(bǔ)償處理模塊連接， 以將獲取的上述諸如實(shí)際切削參數(shù)信息等數(shù)據(jù)發(fā)送至在線補(bǔ)償處理模塊，進(jìn)而便于在線補(bǔ) 償處理模塊對(duì)述諸如實(shí)際切削參數(shù)信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等操作并輸出諸如補(bǔ)償信息等數(shù) 據(jù)，機(jī)器人和鉆銑模塊根據(jù)接收的諸如補(bǔ)償信息等數(shù)據(jù)對(duì)待加工工件進(jìn)行的諸如鉆/銑削 等加工操作進(jìn)行修正。
[0117] 優(yōu)選的，上述的實(shí)際切削參數(shù)信息可包括鉆銑模塊進(jìn)行諸如鉆/銑削等加工操作 時(shí)的切削力、切削速度和進(jìn)給量等信息，上述的補(bǔ)償信息可包括諸如刀具位置補(bǔ)償量、刀具 姿態(tài)補(bǔ)償量、鉆削速度、切削力和補(bǔ)償加工位置信息等信息。
[0118] 優(yōu)選的，上述的鉆銑模塊可包括:分別與機(jī)器人和傳感設(shè)備機(jī)械連接的伺服電主 軸、與伺服電主軸機(jī)械連接的刀柄/刀具、分別與傳感設(shè)備、掃描設(shè)備和機(jī)器人通信連接的 工控機(jī)(IPC)及分別與工控機(jī)、伺服電主軸和機(jī)器人通信連接的PMC/PLC設(shè)備;另外，上述的 伺服電主軸還與在線補(bǔ)償處理模塊通信連接，傳感設(shè)備還與所述刀柄/刀具連接，以使得伺 服電主軸驅(qū)動(dòng)刀柄/刀具對(duì)待加工工件進(jìn)行諸如鉆/銑削等加工操作，而在線補(bǔ)償處理模塊 則通過(guò)伺服電主軸實(shí)時(shí)調(diào)整刀柄/刀具進(jìn)行的諸如鉆/銑削等加工操作；同時(shí)，工控機(jī)對(duì)從 掃描設(shè)備獲取的加工位置信息和從傳感設(shè)備獲取的實(shí)際切削參數(shù)信息進(jìn)行分析處理后，輸 出刀具位置補(bǔ)償量和刀具姿態(tài)補(bǔ)償量至機(jī)器人，并通過(guò)PMC/PLC設(shè)備輸出鉆削速度和切削 力至伺服電主軸，以對(duì)待加工工件進(jìn)行的鉆/銑削操作進(jìn)行修正。
[0119]優(yōu)選的，上述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)還包括分別與機(jī)器人、工控機(jī)和PMC/PLC設(shè)備連接的 機(jī)器人控制器，即上述的PMC/PLC設(shè)備可根據(jù)從工控機(jī)接收的補(bǔ)償加工位置信息并通過(guò)機(jī) 器人控制器來(lái)控制機(jī)器人對(duì)諸如鉆/銑削等加工操作的位置進(jìn)行修正。
[0120]圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)的工作流程示意圖；如圖2所示，首先，將待加 工工件(如鋁制結(jié)構(gòu)件等）固定在加工臺(tái)上后，可利用機(jī)器人上機(jī)械連接的伺服電主軸驅(qū)動(dòng) 與該伺服電主軸機(jī)械連接的刀柄/刀具對(duì)待加工工件進(jìn)行諸如鉆削等加工操作；而分別與 伺服電主軸和刀柄/刀具均機(jī)械連接的力傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器等傳感設(shè)備則將進(jìn)行上述的 加工操作的實(shí)際切削參數(shù)(如切削力、切削速度、進(jìn)給量等參數(shù))實(shí)時(shí)反饋至工控機(jī)(IPC)。 [0121]同時(shí)，設(shè)置在待加工工件上方的諸如白光掃描儀/3D相機(jī)等掃描設(shè)備則獲取當(dāng)前 待加工工件的諸如圖形信息(包括加工位置信息)等圖像并傳送至上述的工控機(jī)。
[0122] 其次，工控機(jī)則根據(jù)接收的上述圖像等數(shù)據(jù)生成諸如刀具位置補(bǔ)償量、刀具姿態(tài) 補(bǔ)償量等補(bǔ)充信息至機(jī)器人控制器，以使得該機(jī)器人控制器能控制機(jī)器人對(duì)刀柄/刀具等 鉆銑工具進(jìn)行在線位置補(bǔ)償;而工控機(jī)和PMC/PLC設(shè)備則根據(jù)接收的實(shí)際切削參數(shù)等數(shù)據(jù) 輸出諸如鉆削速度、鉆削力等補(bǔ)償信息至伺服電主軸，以調(diào)整刀柄/刀具等鉆銑工具的諸如 鉆/銑削等加工動(dòng)作，而PMC/PLC設(shè)備還輸出諸如進(jìn)給量至機(jī)器人控制器，以控制刀柄/刀具 等鉆銑工具進(jìn)行諸如鉆/銑削等加工動(dòng)作的進(jìn)給量等。
[0123] 實(shí)施例二
[0124] 本申請(qǐng)還提供了一種鉆銑生產(chǎn)線，包括：
[0125] 上料子生產(chǎn)線、至少一個(gè)鉆銑子生產(chǎn)線和去毛刺加工子生產(chǎn)線，且鉆銑子生產(chǎn)線 上述實(shí)施例一中的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)；
[0126] 具體的，上料子生產(chǎn)線將待加工工件固定至加工臺(tái)上后，鉆銑子生產(chǎn)線對(duì)固定在 加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作，去毛刺加工子生產(chǎn)線去除對(duì)經(jīng)鉆銑子生產(chǎn)線進(jìn) 行鉆/銑削操作后的待加工工件進(jìn)行去毛刺操作。
[0127] 實(shí)施例三
[0128] 圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑方法中機(jī)器人位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償?shù)牧鞒淌疽鈭D； 圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑方法中切削參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整的流程示意圖；如圖1~4所示，本 申請(qǐng)還提供了一種自動(dòng)鉆銑方法，可基于上述實(shí)施例一和/實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，包括：
[0129] 將待加工工件固定至加工臺(tái)上；
[0130] 利用機(jī)器人驅(qū)動(dòng)鉆銑模塊對(duì)待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作；
[0131]掃描檢測(cè)模塊獲取鉆/銑削操作的加工位置信息和實(shí)際切削參數(shù)信息；
[0132] 在線補(bǔ)償處理模塊根據(jù)加工位置信息和實(shí)際切削參數(shù)信息對(duì)鉆/銑削操作進(jìn)行修 正。
[0133] 優(yōu)選的，在線補(bǔ)償處理模塊對(duì)鉆/銑削操作進(jìn)行修正包括對(duì)機(jī)器人位置/姿態(tài)在線 補(bǔ)償和/或?qū)η邢鲄?shù)實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0134] 優(yōu)選的，對(duì)機(jī)器人位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償?shù)牟襟E包括對(duì)批量待加工工件在線位置/姿 態(tài)在線補(bǔ)償和對(duì)同批待加工工件的加工位置校正;方法中：
[0135] 將待加工工件固定在加工臺(tái)上后，若該待加工工件為新一批的工件，則進(jìn)行對(duì)批 量待加工工件在線位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償;否則，進(jìn)行對(duì)同批待加工工件的加工位置校正；
[0136] 其中，對(duì)待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作的過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行對(duì)切削參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0137] 優(yōu)選的，掃描檢測(cè)模塊包括白光掃描儀/3D相機(jī)，對(duì)批量待加工工件在線位置/姿 態(tài)在線補(bǔ)償包括：
[0138] 利用白光掃描儀/3D相機(jī)獲取待加工工件上至少三個(gè)基準(zhǔn)孔的孔位信息，以獲取 鉆/銑削操作的實(shí)際加工位置信息；
[0139] 判斷實(shí)際加工位置信息是否在誤差允許范圍內(nèi)，
[0140]若不在誤差允許范圍內(nèi)，則進(jìn)行報(bào)警；
[0141] 否則，則基于至少三個(gè)基準(zhǔn)孔的實(shí)際加工位置信息建立新的坐標(biāo)系，并基于新的 坐標(biāo)系對(duì)后續(xù)進(jìn)行的鉆/銑削操作進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0142] 優(yōu)選的，上述的自動(dòng)鉆銑方法中對(duì)同批待加工工件的加工位置校正包括：
[0143] 獲取鉆/銑削操作已經(jīng)加工完成孔的位置信息偏差，以生成包括各孔補(bǔ)償位置信 息的補(bǔ)償表A;
[0144] 獲取上一批待加工工件上已經(jīng)加工完成孔的位置信息偏差，以生成包括上一批待 加工工件上各孔補(bǔ)償位置信息的補(bǔ)償表B;
[0145] 獲取當(dāng)前批待加工工件上已經(jīng)加工完成孔的位置信息偏差，以生成包括當(dāng)前批待 加工工件上各孔補(bǔ)償位置信息的補(bǔ)償表C;
[0146] 基于補(bǔ)償表A、補(bǔ)償表B和補(bǔ)償表C，獲取并根據(jù)后續(xù)各孔的位置補(bǔ)償信息對(duì)當(dāng)前待 加工工件進(jìn)行位置補(bǔ)償及鉆/銑削操作。
[0147] 優(yōu)選的，上述的自動(dòng)鉆銑方法中對(duì)同批待加工工件的加工位置校正時(shí)：
[0148] 基于補(bǔ)償表A、補(bǔ)償表B和補(bǔ)償表C，并利用公式獲取后續(xù)各孔的位置補(bǔ)償信息，且 設(shè)當(dāng)前待加工工件所需加工的孔位置信息理論值為? 11,〇(&,()，711,()，^,())，補(bǔ)償表4對(duì)應(yīng)的補(bǔ) 償值為〃？0(〃^^』，〃^/〇，補(bǔ)償表8對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值為〃? 1^(〃^^，〃5^，〃21^)，補(bǔ)償表〇 對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值為 〃Pn,C(〃Xn,C，〃yn, C，〃zn,c);
[0149] 其中，公式為：
[01 50] Ki □ Pnfl □ λ/ D V Ρη,Β □ ；
[0151] λΑ、λΒ和λ(；均為常數(shù)，Pn,；L為當(dāng)前待加工工件上的第η孔，且η為整數(shù)。
[0152] 例如，當(dāng)對(duì)第一批的第一個(gè)待加工工件進(jìn)行加工時(shí)，可設(shè)Ql，λΒ DAe DO ;當(dāng)對(duì) 第一批的其他待加工工件進(jìn)行加工時(shí)，可設(shè)λΑ = λ Β = λ(； = 0.5;當(dāng)對(duì)其他批次的待加工工件 進(jìn)行加工時(shí)，可設(shè)λΑ []0.1，Λλ [10·3，ΛΑ []0.6。
[0153] 優(yōu)選的，掃描檢測(cè)模塊包括安裝在伺服主軸上的力傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器，對(duì)切削 參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整包括：
[0154] 對(duì)待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作時(shí)，通過(guò)利用力傳感器實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前鉆/銑削操作 的切削力，并利用旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前鉆/銑削操作的鉆削速度；
[0155] 在線補(bǔ)償處理模塊根據(jù)接收的切削力和鉆削速度計(jì)算并輸出進(jìn)給量；
[0156] 實(shí)時(shí)判定切削力和/或鉆削速度和/或進(jìn)給量是否超出預(yù)設(shè)值，若超出，則調(diào)整鉆 銑模塊的實(shí)際切削參數(shù)后繼續(xù)加工。
[0157] 具體的，可基于上述實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中自動(dòng)鉆銑方法可包括機(jī)器人 位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償和切削參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整等步驟。
[0158] 進(jìn)一步的，如圖3所示，上述的機(jī)器人位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償?shù)牟襟E可以細(xì)分為批量 工件在線位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償和同批工件的孔位校正，即：
[0159] 步驟Sl，當(dāng)待加工工件到位并鎖定后（即固定在加工臺(tái)后），若本工件是新一批的 工件，則進(jìn)行批量工件在線位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償，否則僅進(jìn)行同批工件的孔位校正，并在鉆 削過(guò)程中進(jìn)行切削參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0160] 步驟S2，進(jìn)行批量工件在線位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償時(shí)，可利用白光掃描儀/3D相機(jī)等 設(shè)備掃描基準(zhǔn)孔，以獲取孔位信息，若基準(zhǔn)孔實(shí)際位置超出鉆削允許的誤差值，則報(bào)警，即 表明待加工工件有問(wèn)題或者裝配有問(wèn)題;否則，則根據(jù)三個(gè)基準(zhǔn)孔的孔位生成新的用戶坐 標(biāo)系作為加工程序新的用戶坐標(biāo)系，然后，鉆削至少3個(gè)以上孔(所在平面與基準(zhǔn)平面平行） 用于校核新的用戶坐標(biāo)系，并通過(guò)掃描并校核孔的誤差值，若合格則取新的用戶坐標(biāo)系作 為以后工件加工的用戶坐標(biāo)系，若不合格則報(bào)警。
[0161] 步驟S3,進(jìn)行同批工件的孔位校正時(shí)，可在系統(tǒng)測(cè)試穩(wěn)定生產(chǎn)后，統(tǒng)計(jì)各孔的位置 信息偏差生成各孔位置信息的補(bǔ)償表A;根據(jù)上一批完工工件的檢測(cè)獲得位置偏差結(jié)果生 成孔位置信息的補(bǔ)償表B;若當(dāng)前工件進(jìn)行加工時(shí)，將兩張補(bǔ)償表所獲得的補(bǔ)償值以一定的 系數(shù)關(guān)系累加獲得各個(gè)孔的位置補(bǔ)償值，然后進(jìn)行補(bǔ)償并鉆削加工；當(dāng)前工件加工結(jié)束后， 通過(guò)白光掃描/3D相機(jī)掃描在線檢測(cè)獲得所有孔的位置信息偏差值，生成補(bǔ)償表C，作為第 三張補(bǔ)償表對(duì)孔位置進(jìn)行補(bǔ)償，提高孔的加工精度。
[0162] 例如，可設(shè)當(dāng)前工件所需加工的孔位置信息理論值為Pn,o(Xn,Q， yn,()，Zn,())G&# yn,c/'zn,c)，則 [0163]
[0164] 進(jìn)一步的，如圖4所示，在進(jìn)行機(jī)器人位置/姿態(tài)在線補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，亦可對(duì)切削參數(shù) 進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，具體的：
[0165] 首先，于工件到位并鎖定后，開(kāi)始鉆削操作；
[0166] 其次，在鉆削過(guò)程開(kāi)始后，通過(guò)安裝在伺服主軸上的力傳感器實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前鉆削 的鉆削力，及旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)反饋鉆削速度，并計(jì)算后得到進(jìn)給量；
[0167] 之后，實(shí)時(shí)判定切削力或主軸轉(zhuǎn)速是否超出允許值，若超出，則調(diào)整相應(yīng)參數(shù)后繼 續(xù)加工，否則，按當(dāng)前參數(shù)繼續(xù)加工;其中，切削參數(shù)的調(diào)整原則可設(shè)為:若切削力大于設(shè)定 值，則將伺服主軸轉(zhuǎn)速降低10%，若切削力小于等于設(shè)定值則將伺服主軸鉆速提高10% ;若 主軸轉(zhuǎn)速超出允許值，則根據(jù)切削力大小計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速值，并取轉(zhuǎn)速允許值和計(jì)算值的最 小值作為新的主軸轉(zhuǎn)速。
[0168]最后，將最終的切削力和伺服轉(zhuǎn)速存為切削力/伺服鉆速表，作為下一待加工工件 的參照允許值。
[0169]需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)的實(shí)施例一至三之間可相互依存，即三個(gè)實(shí)施例之間可互 相配合實(shí)施，故每個(gè)實(shí)施例中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)均在其余實(shí)施例中均依然有效，而為了 減少重復(fù)，不再贅述的部分，不應(yīng)，理解為對(duì)實(shí)施例中技術(shù)方案的限制。
[0170] 下面，為了更加具體的體現(xiàn)本申請(qǐng)記載的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)及方法、鉆銑生產(chǎn)線的優(yōu) 選性，可選用多個(gè)測(cè)試待加工的鋁制結(jié)構(gòu)件，需要對(duì)其外側(cè)加工17個(gè)孔、內(nèi)側(cè)加工16個(gè)孔及 正面開(kāi)設(shè)45孔（包括2個(gè)腰型孔和4個(gè)螺紋深孔），多次試驗(yàn)后獲知，（僅以位置信息為 (2805，-745,1161)的測(cè)試孔為例，且允許加工誤差±0.05mm)，分別采用傳統(tǒng)的鉆削系統(tǒng)及 方法與本申請(qǐng)實(shí)施例中的鉆銑系統(tǒng)及方法對(duì)三批共45個(gè)工件測(cè)試待加工的鋁制結(jié)構(gòu)件進(jìn) 行鉆削加工，可獲得如圖5~7所示數(shù)據(jù)圖，比較圖5~7可知：
[0171] 1)本申請(qǐng)實(shí)施例中的鉆銑系統(tǒng)及方法獲得孔的位置誤差更小，且均在允許加工誤 差內(nèi)，而傳統(tǒng)的鉆銑系統(tǒng)及方法獲得的孔的誤差都比較大，且有很多超出誤差允許的值；
[0172] 2)相較于傳統(tǒng)的鉆銑系統(tǒng)及方法，本申請(qǐng)實(shí)施例中的鉆銑系統(tǒng)及方法獲得的孔均 為合格孔，而傳統(tǒng)鉆銑系統(tǒng)及方法獲得的孔則出現(xiàn)了較多的不合格孔；
[0173] 3)本申請(qǐng)實(shí)施例中的鉆銑系統(tǒng)及方法獲得的孔誤差集中，而傳統(tǒng)鉆銑系統(tǒng)及方法 獲得的孔則誤差凌亂；
[0174] 4)本申請(qǐng)實(shí)施例中的鉆銑系統(tǒng)及方法獲得的孔不受工件批次影響，而傳統(tǒng)鉆銑系 統(tǒng)及方法獲得的孔則影響明顯。
[0175] 綜上所述，本申請(qǐng)記載的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)及方法、鉆銑生產(chǎn)線，均可應(yīng)用于諸如銑削 加工中心和/或機(jī)器人自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)對(duì)諸如鋁制待加工工件的加工過(guò)程中，即通過(guò)利用諸 如3D掃描等偵測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人軌跡的在線偵測(cè)和補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)待加工工件的精準(zhǔn) 加工。
[0176] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實(shí)施例可以實(shí) 現(xiàn)所述變化例，在此不予贅述。這樣的變化例并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅 述。
[0177] 以上對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局 限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方 式予以實(shí)施;任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可 利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修 改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本實(shí)用 新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等 同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于對(duì)固定在加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行鉆/銑 削操作，所述系統(tǒng)包括： 機(jī)器人，設(shè)置于臨近所述加工臺(tái)的位置處； 鉆銑模塊，與所述機(jī)器人連接； 掃描檢測(cè)模塊，設(shè)置于臨近所述加工臺(tái)的位置處； 在線補(bǔ)償處理模塊，分別與所述機(jī)器人和所述掃描檢測(cè)模塊通信連接； 其中，所述機(jī)器人作為對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作的定位主體和/或進(jìn)給 主體，以驅(qū)使所述鉆銑模塊對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作;并且 所述掃描檢測(cè)模塊獲取并發(fā)送所述鉆銑模塊對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作 時(shí)的加工位置信息至所述在線補(bǔ)償處理模塊，所述在線補(bǔ)償處理模塊接收并根據(jù)所述加工 位置信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述機(jī)器人的定位和/或進(jìn)給參數(shù)，以修正所述鉆銑模塊對(duì)所述待加工 工件進(jìn)行的所述鉆/銑削操作。2. 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中： 所述鉆銑模塊還分別與所述掃描檢測(cè)模塊和所述在線補(bǔ)償處理模塊連接； 其中，所述掃描檢測(cè)模塊獲取并發(fā)送所述鉆銑模塊對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑 削操作時(shí)實(shí)際切削參數(shù)信息至所述在線補(bǔ)償處理模塊，所述在線補(bǔ)償處理模塊接收并根 據(jù)所述實(shí)際切削參數(shù)信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述鉆銑模塊的切削參數(shù)，以修正所述鉆銑模塊對(duì)所述 待加工工件進(jìn)行的所述鉆/銑削操作。3. 如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中所述掃描檢測(cè)模塊包 括： 掃描設(shè)備，設(shè)置于所述加工臺(tái)的上方，并與所述在線補(bǔ)償處理模塊連接，以獲取并發(fā)送 固定在所述加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)的所述加工位置信息至所述在 線補(bǔ)償處理模塊；以及 傳感設(shè)備，設(shè)置于所述鉆銑模塊上，并與所述在線補(bǔ)償處理模塊連接，以獲取并發(fā)送所 述鉆銑模塊進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)的所述實(shí)際切削參數(shù)信息至所述在線補(bǔ)償處理模塊； 其中，所述在線補(bǔ)償處理模塊對(duì)接收的所述加工位置信息和所述實(shí)際切削參數(shù)信息進(jìn) 行分析處理后，輸出補(bǔ)償信息至所述機(jī)器人和所述鉆銑模塊，以對(duì)所述待加工工件進(jìn)行的 所述鉆/銑削操作進(jìn)行修正。4. 如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描設(shè)備包括： 白光掃描儀或3D相機(jī)，以獲取并發(fā)送固定在所述加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行所述鉆/ 銑削操作時(shí)的加工圖像數(shù)據(jù)至所述在線補(bǔ)償處理模塊； 其中，所述加工圖像數(shù)據(jù)包含有進(jìn)行所述鉆/銑削操作的位置處的位置信息，所述在 線補(bǔ)償處理模塊根據(jù)所述加工圖像數(shù)據(jù)獲取所述加工位置信息。5. 如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感設(shè)備包括： 力學(xué)傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器，以獲取并發(fā)送所述鉆銑模塊進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)的所 述實(shí)際切削參數(shù)信息至所述在線補(bǔ)償處理模塊。6. 如權(quán)利要求2~5中任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)際切削參數(shù) 信息包括所述鉆銑模塊進(jìn)行所述鉆/銑削操作時(shí)的切削力、切削速度和進(jìn)給量。7. 如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中所述鉆銑模塊包括： 伺服電主軸，分別與所述機(jī)器人和所述傳感設(shè)備機(jī)械連接； 刀柄/刀具，與所述伺服電主軸機(jī)械連接；以及 所述伺服電主軸與所述在線補(bǔ)償處理模塊通信連接，所述傳感設(shè)備與所述刀柄/刀具 連接； 其中，所述伺服電主軸驅(qū)動(dòng)所述刀柄/刀具對(duì)所述待加工工件進(jìn)行所述鉆/銑削操作， 所述在線補(bǔ)償處理模塊通過(guò)所述伺服電主軸實(shí)時(shí)調(diào)整所述刀柄/刀具進(jìn)行的所述鉆/銑削 操作。8. 如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中所述在線補(bǔ)償處理模塊 包括： 工控機(jī)，分別與傳感設(shè)備、所述掃描設(shè)備和所述機(jī)器人通信連接； PMC/PLC設(shè)備，分別與所述工控機(jī)、所述伺服電主軸和所述機(jī)器人通信連接； 其中，所述補(bǔ)償信息包括刀具位置補(bǔ)償量、刀具姿態(tài)補(bǔ)償量、鉆削速度和切削力；所述 工控機(jī)對(duì)從所述掃描設(shè)備獲取的所述加工位置信息和從所述傳感設(shè)備獲取的所述實(shí)際切 削參數(shù)信息進(jìn)行分析處理后，輸出所述刀具位置補(bǔ)償量和所述刀具姿態(tài)補(bǔ)償量至所述機(jī)器 人，并通過(guò)所述PMC/PLC設(shè)備輸出所述鉆削速度和所述切削力至所述伺服電主軸，以對(duì)所述 待加工工件進(jìn)行的所述鉆/銑削操作進(jìn)行修正。9. 如權(quán)利要求8所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括： 機(jī)器人控制器，分別與所述機(jī)器人、所述工控機(jī)和所述PMC/PLC設(shè)備連接； 其中，所述補(bǔ)償信息還包括補(bǔ)償加工位置信息，所述PMC/PLC設(shè)備根據(jù)從所述工控機(jī)接 收的所述補(bǔ)償加工位置信息并通過(guò)所述機(jī)器人控制器來(lái)控制所述機(jī)器人對(duì)所述鉆/銑削操 作的位置進(jìn)行修正。10. 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中： 所述待加工工件為鋁制結(jié)構(gòu)件。11. 一種鉆銑生產(chǎn)線，其特征在于，所述鉆銑生產(chǎn)線包括： 上料子生產(chǎn)線、至少一個(gè)鉆銑子生產(chǎn)線和去毛刺加工子生產(chǎn)線，且所述鉆銑子生產(chǎn)線 包括如權(quán)利要求1~10中任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)鉆銑系統(tǒng)； 其中，所述上料子生產(chǎn)線將待加工工件固定至加工臺(tái)上，所述鉆銑子生產(chǎn)線對(duì)固定在 所述加工臺(tái)上的待加工工件進(jìn)行鉆/銑削操作，所述去毛刺加工子生產(chǎn)線去除對(duì)經(jīng)所述鉆 銑子生產(chǎn)線進(jìn)行鉆/銑削操作后的待加工工件進(jìn)行去毛刺操作。
【文檔編號(hào)】B23Q17/24GK205437784SQ201521129203
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日
【發(fā)明人】吳鈺屾, 黃萬(wàn)永, 陸晨, 齊黨進(jìn), 錢(qián)暉, 童梁
【申請(qǐng)人】上海發(fā)那科機(jī)器人有限公司