一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种尖轨自动化铣磨抛复合加工系统进行铣磨抛复合加工系统及其方法，包括工业六轴机器人

【技术实现步骤摘要】
一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统及方法


[0001]本专利技术涉及特长异型工件自动化加工
，具体而言，涉及一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统及方法
。

技术介绍

[0002]尖轨是道岔的核心部件，承担着列车变轨转线的重要职能
。
尖轨成型主要采用数控铣削进行加工，但是成型后尖轨棱边会存在尖锐棱角
、
毛刺
、
残留片状铣屑等问题
。
由于尖轨特长
(
最大超过
40m)
以及复杂变化的形貌特征，目前全部由人工使用角磨机完成打磨抛光等工序，存在着打磨质量一致性差
、
效率低和漏打磨等问题
。
使用工业机器人代替人工打磨能够大幅度提高零件的加工效率和表面质量，但其工作范围较小难以满足尖轨的加工需求
。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统：
[0004]包括工业六轴机器人
、
线激光测量系统
、
浮动式加工单元
、
控制系统
、
机器人第七轴系统；
[0005]所述工业六轴机器人设置在所述机器人第七轴系统上，所述线激光测量系统和浮动式加工单元设置在所述工业六轴机器人上；
[0006]所述工业六轴机器人用于根据尖轨的目标廓形以及加工余量调整位姿，带动所述线激光测量系统或者浮动式加工单元到达目标位置；所述工业六轴机器人的数量可根据实际需求添加或者减少，并且每个所述工业六轴机器人可单独控制，能协同完成对尖轨端面和不同棱边的加工
。
[0007]所述线激光测量系统用于对尖轨进行三维扫描并生成点云数据；
[0008]所述浮动式加工单元用于根据尖轨的目标廓形以及加工余量实现对尖轨表面的加工；
[0009]所述控制系统用于处理所述浮动式加工单元
、
工业六轴机器人
、
机器人第七轴系统通讯信息获得机器人的加工路径和尖轨的加工余量以及给工业六轴机器人指派相应任务；
[0010]所述机器人第七轴系统用于根据尖轨的目标廓形以及加工余量带动所述工业六轴机器人相对尖轨进行水平移动以实现所述工业六轴机器人带动所述浮动式加工单元移动到尖轨加工的目标位置
。
[0011]在上述方案的基础上，所述浮动式加工单元包括力控浮动电主轴
、
连接法兰和加工工具；
[0012]所述力控浮动电主轴通过所述连接法兰设置在所述工业六轴机器人上，所述力控浮动电主轴用于实现所述加工工具对尖轨的铣磨抛复合加工时的浮动效果；
[0013]所述加工工具设置在所述力控浮动电主轴上；
[0014]所述连接法兰用于连接所述浮动电主轴和所述工业六轴机器人
。
[0015]在上述方案的基础上，所述控制系统包括工业
PC、
机器人控制柜和控制台；
[0016]所述工业
PC
用于处理所述线激光系统生成的点云数据，拟合尖轨曲面，并计算加工余量；
[0017]所述机器人控制柜用于控制所述工业六轴机器人各关节运动；
[0018]所述控制台用于根据尖轨曲面及加工余量规划加工路径
。
[0019]在上述方案的基础上，所述机器人第七轴系统包括直线电机模组
、
风琴罩
、
内藏支架
、
机器人工作台；
[0020]所述直线电机模组用于驱动所述工业六轴机器人进行水平方向长距离的移动；
[0021]所述风琴罩用于所述直线电机模组的防尘；
[0022]所述内藏支架用于放置所述机器人控制柜；
[0023]所述机器人工作台用于提供工业六轴机器人的工作平台
。
[0024]在上述方案的基础上，所述内藏支架还用于放置空气压缩机，用于为所述浮动式加工单元提供气源
。
[0025]在上述方案的基础上，所述工业六轴机器人设置在所述直线电机模组上，所述工业
PC
和所述内藏支架均设置在所述直线电机模组上，所述机器人控制柜和所述空气压缩机设置在所述内藏支架上，所述控制台设置在所述机器人控制台的前方，使得系统进行加工作业时，所述直线电机模组能带动所述工业六轴机器人
、
所述内藏支架
、
所述机器人控制柜和所述空气压缩机一起运动
。
[0026]在上述方案的基础上，所述机器人工作台上开有滑槽，用于所述内藏式支架跟随所述直线电机模组和所述工业六轴机器人一起移动
。
[0027]在上述方案的基础上，还包括滑触线，所述滑触线设置在所述机器人第七轴系统上，所述滑触线用于所述尖轨自动化铣磨抛复合加工系统的工作提供电源
。
[0028]在上述方案的基础上，所述加工工具可替换，如圆角铣刀
、
砂轮
、
千叶轮等，实现对尖轨进行铣削
、
磨削和抛光工艺；
[0029]在上述方案的基础上，提出一种特长异型多机器人尖轨铣磨抛复合加工系统进行铣磨抛复合加工的方法，包括下述步骤：
[0030]线激光测量系统对尖轨进行三维扫描并生成点云数据；
[0031]根据工艺要求，选择浮动式加工单元中的加工工具；
[0032]控制系统根据点云数据拟合尖轨型面廓形，根据型面廓形计算尖轨加工余量；
[0033]生成工业六轴机器人配合机器人第七轴系统的加工路径，分配任务给指定的工业六轴机器人；
[0034]机器人第七轴系统根据加工路径带动工业六轴机器人移动，多个机器人开始协同作业，通过调整自身位姿带动浮动式加工单元运动，共同完成尖轨端面和不同棱边的加工
。
[0035]工序完成后，可根据需求更换加工工具进行前道工序，或线激光测量系统再次进行扫描，确认加工后的尖轨满足工艺要求后，完成尖轨铣磨抛复合加工
。
[0036]本专利技术的有益效果：
[0037]本专利技术提出了一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统及方法，可以提高尖
轨的加工质量及生产效率，解决尖轨实际生产中表面质量一致性差
、
效率低和漏打磨等问题
。
附图说明
[0038]本专利技术有如下附图：
[0039]图1为本专利技术提供的尖轨自动化铣磨抛复合加工系统的结构示意图；
[0040]图2为本专利技术同时加工尖轨不同棱边的结构示意图；
[0041]图3为本专利技术加工尖轨端面的结构示意图；
[0042]图4为本专利技术提供的浮动式加工单元进行铣削加工的结构示意图；
[0043]图5为本专利技术提供的浮动式加工单元进行磨削加工的结构示意图；
[0044]图6为本专利技术提供的浮动式加工单元进行抛光加工的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统，其特征在于，包括工业六轴机器人
、
线激光测量系统
、
浮动式加工单元
、
控制系统
、
机器人第七轴系统；所述工业六轴机器人设置在所述机器人第七轴系统上，所述线激光测量系统和浮动式加工单元设置在所述工业六轴机器人上；所述工业六轴机器人用于根据尖轨的目标廓形以及加工余量调整位姿，带动所述线激光测量系统或者浮动式加工单元到达目标位置；所述线激光测量系统用于对尖轨进行三维扫描并生成点云数据；所述浮动式加工单元用于根据尖轨的目标廓形以及加工余量实现对尖轨表面的加工；所述控制系统用于处理所述浮动式加工单元
、
工业六轴机器人
、
机器人第七轴系统通讯信息获得机器人的加工路径和尖轨的加工余量以及给工业六轴机器人指派相应任务；所述机器人第七轴系统用于根据尖轨的目标廓形以及加工余量带动所述工业六轴机器人相对尖轨进行水平移动以实现所述工业六轴机器人带动所述浮动式加工单元移动到尖轨加工的目标位置
。2.
根据权利要求1所述的一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统，其特征在于，所述浮动式加工单元包括力控浮动电主轴
、
连接法兰和加工工具；所述力控浮动电主轴通过所述连接法兰设置在所述工业六轴机器人上，所述力控浮动电主轴用于实现所述加工工具对尖轨的铣磨抛复合加工时的浮动效果；所述加工工具设置在所述力控浮动电主轴上；所述连接法兰用于连接所述浮动电主轴和所述工业六轴机器人
。3.
根据权利要求1所述的一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统，其特征在于，所述控制系统包括工业
PC、
机器人控制柜和控制台；所述工业
PC
用于处理所述线激光系统生成的点云数据，拟合尖轨曲面，计算加工余量；所述机器人控制柜用于控制所述工业六轴机器人各关节运动；所述控制台用于根据尖轨曲面及加工余量规划加工路径
。4.
根据权利要求1所述的一种尖轨多机器人自动化铣磨抛复合加工系统，其特征在于，所述机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊文刚，李建勇，徐康，余航，吴志伟，刘月明，聂蒙，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：