[发明专利]一种面向大型复杂结构件的吸附式加工装置

说明书

本发明公开了一种面向大型复杂结构件的吸附式加工装置包括：吸附装置，吸附装置包括支撑架和吸附器，用于吸附目标构件，其中，吸附器可以调整自身角度，并提供吸力；五自由度并联模块，五自由度并联模块包括机架、第一至第五支链和主轴，通过第一至第五支链直线运动，以实现五自由度的转动。该装置具有占地空间小、集成化高、拆装方便、加工灵活、效率高的优点，可满足进行大型复杂结构件的加工需求。

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及一种面向大型复杂结构件的吸附式加工装置。

背景技术

大型复杂零件主要包括复杂结构和复杂曲面两大类，通常具有尺寸大、形状复杂、位置精度和表面质量要求高并伴有薄壁结构等共性特征。典型的大型复杂零件包括大型航空薄壁件、空间站大型舱体结构件、重型燃气轮机组件、大型风机叶片、船舰螺旋桨等，对国家安全至关重要，其高效高质量制造是亟待解决的难题。大型复杂结构件对加工制造基础装置的加工能力提出了严峻的挑战。一方面，由于工件尺寸和质量大，存在拆装、运输、再调试困难等问题，且此类零件的尺寸往往超出普通加工中心的加工能力(尤其是工作空间)，另一方面，开发针对某些部件的大型专用加工装置，成本极高且利用率低，造成资源浪费以及生产成本的剧增。另外，对于此类大型装置的后期故障维修，同样存在不便拆卸以及难于运输到加工现场等问题。

现有技术中，加工大型复杂零件的主要手段是采用龙门式多轴数控机床加工，由于工件尺寸大，故而需要的加工机床也尺寸大，造价昂贵。而且存在着若干不足：加工模式固定，通常不具备柔性及并行加工能力；加工对象相对单一，不具备可重构性，不适应复杂及多样化加工作业环境；加工效率较低。传统的龙门式多轴数控机床已经不能满足航空航天、能源和国防等行业的制造需求。

与串联机构不同，并联机构是由两个或多个运动学支链构成的闭环并能够控制终端实现一定输出运动的机构。由于具有结构紧凑、运动部件质量小、刚度高、动态响应特性好、单位重量上承载能力大、易于实现高速运动等优点，并联机构成为模块化设计的理想选择。五自由度并联机构是并联机构中非常重要的一类，但五自由度并联机构的成功应用案例极少。

然而，现有技术仍存在一些关键技术问题需要解决，如五支链带来的运动学以及结构复杂性、刚度，尤其是加工大型复杂结构件时加工装置体积庞大，不能做到小型化、便捷化加工等问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种面向大型复杂结构件的吸附式加工装置，具有占地空间小、集成化高、拆装方便、加工灵活、效率高的优点。

为达到上述目的，本发明的实施例提出了一种面向大型复杂结构件的吸附式加工装置，包括：吸附装置，所述吸附装置包括支撑架和吸附器，用于吸附目标构件，其中，所述吸附器可以调整自身角度并提供吸力；五自由度并联模块，所述五自由度并联模块包括机架、第一至第五支链和主轴，通过第一至第五支链直线运动，以实现五自由度的转动。

本发明实施例的一种面向大型复杂结构件的吸附式加工装置，通过吸附目标构件并通过第一至第五支链直线运动，以实现五自由度的转动，具有占地空间小、集成化高、拆装方便、加工灵活、效率高的优点，可满足进行大型复杂结构件的加工需求。

另外，根据本发明上述实施例的一种面向大型复杂结构件的吸附式加工装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述五自由度并联模块的机架通过五根独立的连杆与所述主轴连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述五自由度并联模块的第一至第五支链包括电机、连杆和关节，所述五自由度并联模块的五根连杆由五个驱动电机分别单独驱动，以进行直线运动。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述五自由度并联模块能够进行立式加工到卧式加工的相互转变