[发明专利]一种变径壳体内焊缝随形磨抛加工机器人

说明书

本发明提供一种变径壳体内焊缝随形磨抛加工机器人，属于特种移动加工机器人加工领域，包括机器人外壳、双排周向伺服运动机构、气动变径机构和加工机构。所述机器人外壳为机器人的结构件。所述双排周向伺服运动机构共有三组，成120度间隔周向分布，可以直/锥形壳体内行走及姿态调整；所述气动变径机构共有三组，成120度间隔周向分布，可以适应壳体内径变化，使机器人在壳体内柔性运动及加工状态高刚性保持；所述加工机构有三个自由度，实现对变径壳体内焊缝区域的随形磨抛加工。本发明能够进入操作空间受限的变径壳体中，能够适应变径、直/锥形壳体，完成对壳体内焊缝区域的随形磨抛加工。

技术领域

本发明属于特种机器人加工领域，涉及一种变径壳体内焊缝随形磨抛加工机器人。

背景技术

壳体、管道是航空航天、能源动力等领域广泛采用的一类典型结构件。较长的壳体一般采用多段拼装焊接工艺，在焊接环带内外两侧都会形成焊缝熔渣。焊缝熔渣影响零件表面质量和使用性能，需要去除。然而，受操作空间限制，壳体内部焊缝的高质量去除一直是壳体制造难题之一。针对壳体（尤其是小口径、较长壳体）内焊缝高质量磨抛加工难题，设计移动式的自动加工机器人极有必要。

杨克己等人在申请号为201610975350.9的中国发明专利中公开了一种基于模块化设计的潜入式管道焊缝打磨机器人，基于模块化的思想设计该机器人，可以适应直径在340mm至420mm之间的管道，对管道焊缝进行打磨。冀世军等人在申请号为201610817328.1的中国发明专利中公开了一种适应不同管径的螺旋式管道内壁打磨与抛光机器人，该打磨机器人将螺旋驱动轮和磨削组件结合在一起，实现对管道内壁的磨抛。但是上述机器人无法自适应具有锥度管道，同时也不能根据管道的实际几何特征来对管道进行随形磨抛。

发明内容

本发明针对变径壳体内焊缝高精度磨抛加工难题，设计了一种可以适应变径、直或锥形壳体内焊缝随形磨抛加工的特种移动加工机器人。设计了双排周向伺服运动机构，可以实现直/锥形壳体内行走及姿态调整；设计了气动变径机构，可以实现壳体内柔性运动及加工状态高刚性保持；设计了具有焊缝测量和双电主轴的高精度三轴伺服加工机构，可以实现焊缝不规则区域的随形磨抛加工。 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种变径壳体内焊缝随形磨抛加工机器人，所述的机器人包括机器人外壳1、三组双排周向伺服运动机构2、气动变径机构3、加工机构4。所述机器人外壳1作为机器人的结构件，用于电机、气缸等的安装。所述双排周向伺服运动机构2实现机器人在直/锥形壳体内的行走。所述气动变径机构3使得机器人可以适应壳体内径的变化，在壳体内柔性运动以及加工状态高刚性保持。所述加工机构4用于完成对变径壳体内焊缝的随形磨抛加工。所述机器人能够进入直/锥形壳体内，适应壳体内径变化，对壳体内焊缝进行随形磨抛加工。

所述机器人外壳1为六棱柱薄壁结构，主要包括壳体1.1和位于壳体1.1上的第一后车板1.2、第一中车板1.3、第二中车板1.4和防护板1.5。所述第一后车板1.2安装在机器人外壳1的后面，为圆形板状结构；第一中车板1.3位于第一后车板1.2和第二中车板1.4之间，为六边形板状结构，用于安装轴向移动电机4.1；所述第二中车板1.4位于第一中车板1.3前方，为六边形板状结构，用于安装第一丝杠安装座4.4；所述防护板1.5安装在外壳的周向外侧。