[发明专利]一种薄壁件镜像铣削随动顶撑装置及方法

权利要求书

1.一种薄壁件镜像铣削随动顶撑装置，其特征在于，包括主顶撑臂(4)，主顶撑臂(4)周围均布有若干辅助顶撑臂(7)，与主顶撑臂(4)分别与顶撑臂旋转箱(3)连接，主顶撑臂(4)与辅助顶撑臂(7)分别由安装在顶撑臂旋转箱(3)上的第二伺服电机(14)和第四伺服电机(11)控制，实现主顶撑臂(4)与辅助顶撑臂(7)独立的旋转运动，各辅助顶撑臂(7)同步运动；

旋转传动箱(505)固定在主顶撑臂(4)另一端上，与主顶撑臂(4)构成第一关节，前端传动箱(506)与旋转传动箱(505)铰接作为第二关节，第一伺服电机(10)控制前端传动箱(506)旋转，主顶撑头(6)与前端传动箱(506)连接作为第三关节，第三伺服电机(13)控制主顶撑头(6)的转动，如此实现主顶撑头(6)在空间的运动同时受三个伺服电机的控制，即有三个自由度；

辅助顶撑头旋转箱(8)固定在辅助顶撑臂(7)另一端上，与辅助顶撑臂(7)构成独立分支第一关节，辅助顶撑头(9)与辅助顶撑头旋转箱(8)铰接作为独立分支第二关节，第五伺服电机(12)控制辅助顶撑头(9)的转动，如此实现各个辅助顶撑头(9)在空间的运动同时受两个伺服电机的控制，即有两个自由度；

薄壁件镜像铣削随动顶撑装置通过工控机和运动控制卡控制高精度伺服电机，主顶撑头(6)前端安装压力传感器(15)与测厚仪(17)，能将测得的信息反馈给运动控制卡，并转换成相应的控制信息控制薄壁件镜像铣削随动顶撑装置移动；辅助顶撑头(9)上安装激光传感器(16)也将顶撑头位置信息反馈给运动控制卡。

2.一种如权利要求1所述薄壁件镜像铣削随动顶撑装置的顶撑方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，加工准备时机械臂形顶撑装置的主顶撑头(6)与加工刀具(1)处于薄壁工件(2)正反两侧成镜像布置，刀具的轴线、主顶撑头(6)的轴线与薄壁工件(2)的法线在同一条直线上；位于主顶撑头(6)前端内部的压力传感器(15)检测加工前主顶撑头紧挨工件时的压力值，以此作为参考压力值F；

第二，辅助顶撑头(9)紧挨工件以参考压力值F缓慢移动；安装在辅助顶撑头(9)侧部的激光位移传感器(16)，在随着辅助顶撑头(9)移动时会实时检测并记录零件与辅助顶撑头(9)接触部位区域轮廓的坐标，通过对多个规划点检测数据的处理及拟合，得到当前加工位置周围设定范围内的零件实际曲面；

第三，在工件加工前，机械臂形顶撑装置按已有的顶撑移动程序缓慢向工件靠近，当内部压力传感器(15)得到设定的压力数值，即主顶撑头(6)已处于实际的顶撑状态，记录当前顶撑装置的主顶撑头(6)实际坐标位置；

第四，工件加工的同时，位于主顶撑头(6)前端的测厚仪(17)对薄壁工件(2)进行实时厚度检测，顶撑移动程序计算厚度补偿值，对工件加工刀位进行实时厚度补偿，调整整个薄壁件镜像铣削随动顶撑装置的顶撑头位置；

第五，顶撑移动程序根据补偿后的整个薄壁件镜像铣削随动顶撑装置顶撑头位置及空间曲面驱动整个薄壁件镜像铣削随动顶撑装置主顶撑头(6)及辅助顶撑头(9)移动到下一顶撑位置，并调整位姿，保证刀具的轴线、主顶撑头(6)的轴线与薄壁工件(2)的法线处在同一条直线上。