[发明专利]一种大型法兰端面现场加工智能机床

说明书

本发明提供一种大型法兰端面现场加工智能机床，机床固定在加工平台上，加工平台连接法兰，机床包括：底座系统、旋臂系统、准直调平系统、机器视觉传感器以及刀具系统；其中：旋臂系统包括旋转支臂、旋转轴、液压动力装置、液压杆、支撑轮、连接箱；底座系统包括调平基座和机床底座；准直调平系统包括激光准直仪主机与准直仪标靶；机器视觉传感器包括工业相机和线结构光激光器；刀具系统包括铣刀和刀具箱；调平基座通过旋转轴连接旋转支臂；旋转支臂从旋转中心到末端依次连接激光准直仪主机、液压动力装置、连接箱、刀具箱以及准直仪标靶；连接箱的下部依次连接液压杆和支撑轮；刀具箱的下部连接铣刀，刀具箱的一侧面连接机器视觉传感器。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体而言，尤其涉及一种大型法兰端面现场加工智能机床。

背景技术

随着我国重大基础设施和国防工业的发展，在航空、船舶、水电、核电、风电、海上平台，以及一些大型科学设施，如风洞、核聚变装置、散裂中子源等行业，超大构件的应用愈加广泛。这些大型工件中用于连接和密封的法兰具有尺寸大、重量大、加工精度要求高、难以移动等特点，一直是制造和加工领域中的难点和研究热点。

目前超大构件的加工方法大体可以分为整体加工法、分段制造法和分段加工与整体制造联合法。其中：

整体加工法是采用专用机床对整体制造或焊接后的大型法兰进行现场整体加工，具有加工精度高、适用性广等突出优点，是保证大型法兰加工质量的最佳选择。但是其传统的加工工艺往往是采用回转机架的结构来加工大型法兰结构件的端面,机架末端固定一台二轴机床，通过调整桁架回转中心与法兰中心重合，保持机床沿法兰圆周方向进给，对法兰进行铣削、磨削及抛光加工。该设备安装调整难度较大，自动化程度低，整体可靠性差。此外，回转臂中心轴存在的间隙会随回转臂长度的增加而放大，严重影响了加工精度。

分段制造法加工精度难以保证而且可靠性低。此外受焊接热变形等影响，法兰端面的平面度变差，气密性不易保证。

分段加工与整体制造联合法运用可移动式小型机床对大型法兰分别逐段加工，该方法非常依赖于测量精度，但是受机床尺寸的限制，加工区域有限，难以加工大型法兰上表面区域。

总之，随着现在各种大型设备应用，需加工的法兰直径不断增大，现有的设备及工艺在加工精度方面已经不能满足当下的加工需求。

发明内容

根据上述提出的技术问题，本发明提供一种大型法兰端面现场加工智能机床。本发明采用的技术手段如下：

一种大型法兰端面现场加工智能机床，包括：底座系统、旋臂系统、准直调平系统、机器视觉测量系统以及刀具系统；其中：

所述旋臂系统包括旋转支臂、旋转轴、液压动力装置、液压杆、支撑轮以及连接箱；

所述底座系统包括调平基座和机床底座；

所述准直调平系统包括激光准直仪主机与准直仪标靶；

所述机器视觉测量系统为机器视觉传感器；

所述刀具系统包括铣刀和刀具箱；

所述调平基座通过所述旋转轴连接所述旋转支臂；所述旋转支臂从旋转中心到末端依次连接所述激光准直仪主机、液压动力装置、连接箱、刀具箱以及准直仪标靶；所述连接箱的下部依次连接所述液压杆和支撑轮；所述刀具箱的下部连接所述铣刀，所述刀具箱的一侧面连接所述机器视觉传感器。

进一步地，所述大型法兰端面现场加工智能机床安装固定在加工平台上，加工平台连接法兰。

进一步地，所述准直调平系统用于控制液压杆的升降；所述液压杆可伸缩调整所述支撑轮的高度，当旋转支臂发生偏移，所述激光准直仪主机产生偏移信号，经上位机处理启动所述液压动力装置，调整所述液压杆高度，使所述旋转支臂水平；