[发明专利]一种人机隔离自动化铣削整形加工系统及方法

说明书

本发明提供一种人机隔离自动化铣削整形加工系统及方法，加工系统包括控制系统、视觉系统、桁架机械手、端盖拆卸机、铣削整形加工机及螺纹清理机；加工时，首先控制系统控制桁架机械手将待整形发动机搬运至端盖拆卸机上；其次，控制端盖拆卸机对发动机进行定位锁紧，并拆除两端端盖后控制桁架机械手搬运拆除端盖的发动机至铣削整形加工机对发动机进行铣削加工；最后桁架机械手搬运端面整形结束的发动机至螺纹清理机对发动机两端端面进行清理。首次将人机隔离、全流程自动化、信息化引入到铣削整形加工系统领域中，应用前景非常广阔。

技术领域

本发明属于自动化加工领域，具体涉及一种人机隔离自动化铣削整形加工系统及方法。

背景技术

固体推进剂装药整型普遍应用于火工品行业，用于浇注完成的发动机端面整形加工过程。固体推进剂浇注固化成型后，要对其端面及型腔面进行修整，称之为“整形”。随着导弹武器对固体推进剂能量性能要求的不断提高，药型及药面形状也越来越复杂。其次，固体推进剂中应用了各种形式的聚合物材料，对各种因素产生的热应力、摩擦力、冲击力、静电积累等十分敏感，很容易发生爆燃事故。这些因素都使得固体推进剂的整形加工难度系数与危险系数都大大增加。

目前，在火工品行业中，复合固体推进剂装药整型工序采用半自动化车床整形和手工切削整形结合的方式进行，大部分产品整形完全依靠手工完成。主要工艺过程是将发动机固定，由1、2名操作人员，沿着已固化脱模后的推进剂内腔，用非金属材料或铍青铜做的简易工具一点点地进行径向、轴向修整，一边修整，一边测量，以近似达到所要求的复杂立体型面。这种用人工修整复杂型面的方法其精度一致性是无法保证的，稍有不慎引起“过切”，就会酿成损失。人工拆端盖，拆卸扭矩无法精确控制，扭矩大小因人而异，不能定量控制，危险系数较高。人工清理，清理过程利用清理刀具将螺纹根部残药刮掉，操作安全性和清理一致性较低。整个整型过程人工控制因素较多，安全程度低。而且，这种整形方法，操作人员与发动机直接接触，存在事故隐患，容易发生爆燃事故，对加工人员造成伤亡。通过对国内外固体推进剂事故进行统计，整形过程事故率高达28％。

发明内容

为了提高整形精度及保证整形过程的人员安全，本发明提供一种人机隔离自动化铣削整形加工系统，采用全自动化机械整形，工作阶段无人员参与，从而在根本上保证了人员安全。减少了人为因素，也整体降低了整形事故发生率。

本发明的技术解决方案是：一种人机隔离自动化铣削整形加工系统，其特征在于：包括控制系统、视觉系统、桁架机械手、端盖拆卸机、铣削整形加工机及螺纹清理机；所述视觉系统用于采集待整形发动机位置信息及端面信息；所述桁架机械手用于精确搬运待搬运对象至目标位置；所述端盖拆卸机用于拆除待整形发动机两端的端盖；所述铣削整形加工机包括铣削主轴刀具，用于对拆除端盖的发动机两端按照要求进行铣削加工；所述螺纹清理机包括清理主轴刀具，用于清理铣削加工后的发动机螺纹缝隙残留药；

控制系统中存储加工程序，加工程序在处理器中运行时，实现以下过程：

步骤一、根据视觉系统采集的待整形发动机位置信息，控制桁架机械手将待整形发动机搬运至端盖拆卸机上；

步骤二、控制端盖拆卸机对发动机进行定位锁紧，并按照设定参数拆除两端端盖；

步骤三、控制桁架机械手搬运拆除端盖的发动机至铣削整形加工机，铣削整形加工机对发动机进行定位锁紧，根据视觉系统处理的铣削主轴刀具与待整形发动机端面位置信息，控制铣削整形加工机中的铣削主轴刀具按照图纸要求对发动机两端端面进行铣削加工；

步骤四、桁架机械手搬运端面整形结束的发动机至螺纹清理机；螺纹清理机对发动机进行定位锁紧，根据视觉系统处理的清理主轴刀具与待清理发动机端面位置信息，控制螺纹清理机的清理主轴刀具按照图纸要求对发动机两端端面进行清理。