大连理工大学刘海波获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种大型薄壁壳体加工产线的智能上料方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121403108B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511999772.5,技术领域涉及:B23Q7/04;该发明授权一种大型薄壁壳体加工产线的智能上料方法是由刘海波;王晨儒;段学恒;刘天然;赵润辉;吴军;李特;王永青设计研发完成,并于2025-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种大型薄壁壳体加工产线的智能上料方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种大型薄壁壳体加工产线的智能上料方法,属于薄壁壳体的自动化生产技术领域。该方法基于机床在机测量技术,利用触发式测头获取当前大型薄壁壳体的姿态及位置。通过桁架机器人夹爪对产品的姿态及位置进行调整,保证大型薄壁壳体的轴心与机床工作台的轴心基本重合,以确保产品上料后的装夹精度。本发明针对大型薄壁壳体由于尺寸大易变形带来的自动装夹困难的问题,有效解决了当前大型薄壁壳体自动化上料装不准、装不正的问题,提高了产品的自动化装夹精度,同时对产品的种类有着较大的适应性,为大型薄壁壳体的高精度加工做好基础。
本发明授权一种大型薄壁壳体加工产线的智能上料方法在权利要求书中公布了:1.一种大型薄壁壳体加工产线的智能上料方法,其特征在于,具体步骤如下: S1:桁架机器人2将大型薄壁壳体1搬运至机床工作台32的指定位置,机床3从刀库31调取触发式测头33,并运动至指定位置准备进行测量; S2:机床3利用触发式测头33采集大型薄壁壳体1一侧法兰端面四个象限点的坐标;利用采集的坐标分别计算出大型薄壁壳体1轴线与机床工作台32轴线在XOY平面内的角度偏差θ1及在XOZ平面内的角度偏差θ2;大型薄壁壳体1在XOY平面内的旋转由C轴旋转电机24直接驱动实现,桁架机器人2根据角度偏差θ1,通过C轴旋转电机24旋转对应角度完成大型薄壁壳体1在XOY平面内的姿态调整;大型薄壁壳体1在XOZ平面内的旋转通过电缸21伸长实现,桁架机器人2需根据自身结构,将角度偏差θ2换算成电缸21的伸长长度Δl,由电缸21驱动实现大型薄壁壳体1在XOZ平面内的姿态调整;XOY是指与机床工作台32台面平行的水平面,其中Y方向是大型薄壁壳体1轴线方向; S2.1、大型薄壁壳体轴线姿态测量; 大型薄壁壳体1到位后,通过触发式测头33测量大型薄壁壳体1一侧法兰端面四个象限点的坐标;四个象限点分别为a1、b1、c1、d1,其坐标分别为x11,y11,z11、x12,y12,z12、x13,y13,z13及x14,y14,z14;根据测量结果,大型薄壁壳体1轴线与机床工作台32轴线在XOY平面内的角度偏差为θ1: 1; 大型薄壁壳体1轴线与机床工作台32轴线在XOZ平面内的角度偏差为θ2: 2; S2.2、大型薄壁壳体轴线姿态调整; 机床3测量完成调整数据,上传至总控系统;由总控系统将数据传递至桁架机器人2的PLC中,桁架机器人2带动大型薄壁壳体1完成姿态调整: 大型薄壁壳体1以及夹取它的薄壁件夹爪23在XOY平面内的旋转通过C轴旋转电机24直接驱动实现,桁架机器人2通过直接旋转角度偏差θ1以实现大型薄壁壳体在XOY平面内的调整; 大型薄壁壳体1以及夹取它的薄壁件夹爪23在XOZ平面内的旋转由电缸21驱动实现,其中薄壁件夹爪23的顶板中心与末端旋转机构22中部铰接,末端旋转机构22上端与C轴旋转电机24输出端连接;末端旋转机构22侧面设置末端旋转机构铰支座221,薄壁件夹爪23的顶板一端设置薄壁夹爪铰支座231;电缸21的上下两端分别与末端旋转机构铰支座221及薄壁夹爪铰支座231铰接,通过电缸21的伸长实现薄壁件夹爪23的转动; 所以需要将大型薄壁壳体1轴线与机床工作台32轴线在XOZ平面内的角度偏差θ2换算为电缸21的伸长长度Δl: 3; 其中,l1为电缸初始长度,l2为发生旋转后电缸的长度,m为薄壁件夹爪旋转点到电缸上端与末端旋转机构铰支座连接点的距离,n为薄壁件夹爪旋转点到电缸下端与薄壁夹爪铰支座连接点的距离,角度β为旋转后m与n之间的夹角,该角度β为: 4; 其中,角度α为初始状态下,m与n之间的夹角; S3:机床3利用触发式测头33采集大型薄壁壳体1一侧法兰内壁四个象限点的坐标,分别计算出大型薄壁壳体1轴线与机床工作台32轴线之间的Y方向的位置偏差Δy及Z方向的位置偏差Δz;桁架机器人2根据位置偏差Δy和位置偏差Δz,通过桁架机器人2自身运动轴驱动零件运动,实现大型薄壁壳体1位置的调整; S3.1、大型薄壁壳体轴线位置测量; 通过触发式测头33测量大型薄壁壳体1内壁四个象限点的坐标;四个象限点分别为a2、b2、c2、d2,其坐标分别为y21,z21、y22,z22、y23,z23及y24,z24;由此求出大型薄壁壳体1端面回转中心在Y-Z平面内的坐标为O1y1,z1,其中y1为: 5; z 1为: 6; 提前测量机床工作台32回转中心,并储存在机床3自身数控系统内;获取机床工作台32回转中心在Y-Z平面内的坐标为O0x0,y0;大型薄壁壳体1轴线与机床工作台32轴线在Y方向的位置偏差为Δy: 7; 大型薄壁壳体1轴线与机床工作台32轴线在Z方向的位置偏差为Δz: 8; S3.2、大型薄壁壳体轴线位置调整; 机床3测量完成调整数据,上传至总控系统;由总控系统将数据传递至桁架机器人2的PLC中,桁架机器人2通过自身运动轴,带动大型薄壁壳体1沿Y轴及Z轴运动,完成位置调整; S4:机床3利用触发式测头33获取大型薄壁壳体1的轴向位置,机床工作台32上自定心卡盘34移动至对应装夹位置,完成大型薄壁壳体1自定心装夹。
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