大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置和控制方法

1.本发明涉及大型航天器零件加工技术领域，具体而言，涉及一种大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置和所述大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的控制方法。


背景技术：

2.随着人类深空探测活动的不断深入，航天器的质量和尺寸在不断上升，其对运载火箭运输能力的要求也在逐渐提升。重型运载火箭作为一种强大的运载工具，是大规模深空探测、空间资源开发利用的核心装备。超大直径贮箱筒段是此类运载火箭的核心零件，此类零件具有尺寸超大、型面复杂、材料去除率大等特点，同时具有极高的形位精度和表面质量要求。
3.相关技术中的大型回转类零件内壁的加工，采用大型专用机床加工，资源冲突现象时有发生，严重影响型号任务的研制进度，而且大型回转类零件内壁零件的加工面积大，加工特征复杂，专用机床加工效率低下。
4.此外，相关技术中的加工装备多选用转台等传统工装进行装夹，装夹过程中需要大量的人工找正，耗时耗力，在装夹与加工过程中零件稳定性差，极易产生变形颤振，难以保证加工质量。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置，该大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高、零件固定稳定等优点。
6.本发明还提出一种所述大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的控制方法。
7.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置，所述大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置包括：整周夹紧组件，所述整周夹紧组件包括多个夹具，多个所述夹具沿待加工零件的周向间隔设置，每个所述夹具包括夹具基座、夹具径向动平台、中部定位装置和顶部定位装置，多个所述夹具基座沿所述待加工零件的周向间隔设置，所述夹具基座上设有沿所述待加工零件的径向定向的夹具径向导轨，所述夹具径向动平台可滑动地设在所述夹具径向导轨上，所述中部定位装置包括相对所述夹具径向动平台可沿所述待加工零件径向移动的中部定位件、驱动所述中部定位件的中部驱动装置和用于根据所述中部驱动装置的电流控制所述中部驱动装置的中部电流反馈控制装置，所述中部驱动装置设在所述夹具径向动平台上，所述顶部定位装置设在所述夹具径向动平台上，所述中部定位装置用于对所述待加工零件的中部进行定位，所述顶部定位装置用于对所述待加工零件的顶部进行定位；协同定位组件，所述协同定位组件包括协同桁架、内环形轨道和外环形轨道，所述外环形轨道设在所述待加工零件的径向内侧，所述内环形轨道设在所述外环形轨道径向内侧，所述协同桁架可转动地设在所
述外环形轨道内；多个加工定位组件，多个所述加工定位组件沿所述外环形轨道的周向排列，每个所述加工定位组件包括加工基座、加工径向动平台、加工竖向动平台和加工并联定位装置，所述加工基座可滑动地设在所述外环形轨道和所述内环形轨道上，多个所述加工基座均与所述协同桁架相连，所述加工基座上设有沿所述外环形轨道的径向定向的加工径向轨道，所述加工径向动平台可滑动地设在所述加工径向轨道上，所述加工径向动平台上设有加工竖向轨道，所述加工竖向动平台可滑动地设在所述加工竖向轨道上，所述加工并联定位装置设在所述加工竖向动平台上；多个加工装置，多个所述加工装置一一对应地设在多个所述加工并联定位装置上。
8.根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置，具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高、零件固定稳定等优点。
9.另外，根据本发明上述实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置还可以具有如下附加的技术特征：
10.根据本发明的一个实施例，所述的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置，其特征在于，还包括用于驱动所述协同桁架转动的桁架驱动装置、用于驱动多个所述加工径向动平台的多个加工径向驱动装置、用于驱动多个所述加工竖向动平台的多个加工竖向驱动装置、用于驱动多个所述夹具径向动平台的夹具径向驱动装置。
11.根据本发明的一个实施例，还包括桁架基座，所述桁架驱动装置包括桁架驱动电机、桁架驱动齿轮轴，所述桁架驱动齿轮轴与所述协同桁架相连，所述桁架驱动电机设在所述桁架基座上且与所述桁架驱动齿轮轴直接相连；或所述桁架驱动装置包括桁架驱动丝杠、桁架驱动电机、桁架驱动齿轮轴和桁架驱动臂，所述桁架驱动齿轮轴与所述协同桁架相连，所述桁架驱动臂与所述桁架驱动齿轮轴相连，所述桁架驱动丝杠与所述桁架驱动臂的螺母螺纹配合，所述桁架驱动电机设在所述桁架基座上且与所述桁架驱动丝杠传动连接；或所述桁架驱动装置包括桁架驱动液压杆、桁架驱动齿轮轴和桁架驱动臂，所述桁架驱动齿轮轴与所述协同桁架相连，所述桁架驱动臂与所述桁架驱动齿轮轴相连，所述桁架驱动液压杆与所述桁架驱动臂可转动地相连，所述桁架驱动液压杆设在所述桁架基座上；或所述桁架驱动装置包括端面齿圈、桁架驱动电机、桁架驱动齿轮和桁架动平台，所述桁架基座为环形，所述端面齿圈设在所述桁架基座上，所述桁架驱动电机设在所述桁架动平台上，所述桁架动平台与所述协同桁架相连，所述桁架驱动齿轮与所述桁架驱动电机传动连接且与所述端面齿圈啮合；或所述桁架驱动装置包括桁架驱动电机、桁架驱动丝杠、桁架驱动滑块、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、桁架驱动臂和桁架驱动齿轮轴，所述桁架驱动电机设在所述桁架基座上，所述桁架驱动丝杠与所述桁架驱动电机传动连接，所述桁架驱动滑块与所述桁架驱动丝杠螺纹配合，所述第一连杆与所述第二连杆可转动地相连且连接位置位于所述第一连杆和所述第二连杆的中心处，所述第一连杆的一端与所述桁架驱动电机可转动地相连且另一端与所述第三连杆可转动地相连，所述第二连杆的一端与所述桁架驱动滑块可转动地相连且另一端与所述第四连杆可转动地相连，所述第三连杆和所述第四连杆均与所述桁架驱动臂可转动地相连，所述桁架驱动臂与所述桁架驱动齿轮轴相连，所述桁架驱动齿轮轴与所述协同桁架相连。
12.根据本发明的一个实施例，所述夹具径向驱动装置包括夹具径向驱动丝杠和夹具径向驱动电机，所述夹具径向驱动电机设在所述夹具基座上，所述夹具径向驱动丝杠与所
述夹具径向驱动电机传动连接且与所述夹具径向动平台的螺母螺纹配合；所述加工径向驱动装置包括加工径向驱动丝杠和加工径向驱动电机，所述加工径向驱动电机设在所述加工基座上，所述加工径向驱动丝杠与所述加工径向驱动电机传动连接且与所述加工径向动平台的螺母螺纹配合；所述加工竖向驱动装置包括加工竖向驱动丝杠和加工竖向驱动电机，所述加工竖向驱动电机设在所述加工径向动平台上，所述加工竖向驱动丝杠与所述加工竖向驱动电机传动连接且与所述加工竖向动平台的螺母螺纹配合。
13.根据本发明的一个实施例，所述中部定位件为中部压板，所述中部驱动装置为中部直线电机，所述中部压板适于贴合所述待加工零件的外表面，所述中部直线电机设在所述夹具径向动平台上且与所述中部压板传动连接；或所述中部定位件包括中部压板和多个自适应吸盘，所述中部驱动装置为中部直线电机，多个所述自适应吸盘在所述中部压板上阵列排布且均适于吸附在所述待加工零件的外表面，所述中部直线电机设在所述夹具径向动平台上且与所述中部压板传动连接，所述自适应吸盘包括壳体、衔铁、电磁铁、弹簧、吸盘主体、吸盘球头，所述吸盘主体和所述吸盘球头相连，所述吸盘球头通过球副配合在所述壳体内，所述衔铁在贴合所述吸盘球头的贴合位置和远离所述吸盘球头的远离位置之间可移动地设在所述壳体内，所述弹簧设在所述壳体内且常驱动所述衔铁向所述贴合位置移动，所述电磁铁设在所述壳体内且在通电时将所述衔铁吸附至所述远离位置；或所述夹具径向动平台上可升降地设有升降连接板，所述中部驱动装置为多个夹具并联定位装置，所述中部定位件为多个自适应吸盘，多个所述夹具并联定位装置在所述升降连接板上阵列排布，所述夹具并联定位装置包括夹具并联定位基座、多个夹具并联定位支链和夹具并联定位支架，所述夹具并联定位基座设在所述升降连接板上，每个所述夹具并联定位支架上阵列排布有多个所述自适应吸盘，所述夹具并联定位支链包括驱动杆和活动杆，所述活动杆可沿轴向移动地配合在所述驱动杆内，所述驱动杆驱动所述活动杆，所述驱动杆与所述夹具并联定位基座通过球副连接，所述活动杆与所述夹具并联定位支架通过球副连接，所述自适应吸盘包括壳体、衔铁、电磁铁、弹簧、吸盘主体、吸盘球头，所述吸盘主体和所述吸盘球头相连，所述吸盘球头通过球副配合在所述壳体内，所述衔铁在贴合所述吸盘球头的贴合位置和远离所述吸盘球头的远离位置之间可移动地设在所述壳体内，所述弹簧设在所述壳体内且常驱动所述衔铁向所述贴合位置移动，所述电磁铁设在所述壳体内且在通电时将所述衔铁吸附至所述远离位置。
14.根据本发明的一个实施例，顶部定位装置包括顶部压板、顶部径向电机、顶部竖向动平台、顶部竖向电机和用于根据所述顶部径向电机的电流控制所述顶部径向电机的顶部电流反馈控制装置，所述顶部竖向动平台可沿竖直方向移动地设在所述夹具径向动平台上，所述顶部竖向电机设在所述夹具径向动平台上且与所述顶部竖向动平台传动连接，所述顶部径向电机设在所述顶部竖向动平台上，所述顶部压板与所述顶部径向电机传动连接且沿所述待加工零件的径向可移动，所述顶部压板适于贴合所述待加工零件的内表面；或所述夹具径向动平台上可升降地设有升降连接板，所述顶部定位装置包括多个夹具并联定位装置、多个支撑架、多个内顶杆、多个外顶杆、多个顶杆驱动装置和用于根据所述顶杆驱动装置的电流控制所述顶杆驱动装置的顶部电流反馈控制装置，所述升降连接板可升降地设在所述夹具径向动平台上，多个夹具并联定位装置沿所述待加工零件的周向间隔地设在所述升降连接板上，所述夹具并联定位装置包括夹具并联定位基座、多个夹具并联定位支
链和夹具并联定位支架，所述夹具并联定位基座设在所述升降连接板上，多个所述支撑架一一对应地且可升降地与多个所述夹具并联定位支架相连，所述夹具并联定位支链包括驱动杆和活动杆，所述活动杆可沿轴向移动地配合在所述驱动杆内，所述驱动杆驱动所述活动杆，所述驱动杆与所述夹具并联定位基座通过球副连接，所述活动杆与所述夹具并联定位支架通过球副连接，每个所述支撑架上设有多个沿所述待加工零件的周向间隔的所述内顶杆和多个沿所述待加工零件的周向间隔的所述外顶杆，所述内顶杆和所述外顶杆均沿所述待加工零件的径向可移动，所述内顶杆适于贴合所述待加工零件的内表面，所述外顶杆适于贴合所述待加工零件的外表面，多个所述顶杆驱动装置分别与多个所述内顶杆和多个所述外顶杆传动连接，所述顶杆驱动装置包括顶杆直线电机、顶杆驱动杆和顶杆连杆，所述顶杆直线电机安装在所述支撑架上，所述顶杆驱动杆可沿轴向移动地设在所述顶杆直线电机内且被所述顶杆直线电机驱动，所述顶杆连杆的一端与所述内顶杆或所述外顶杆可转动地相连且另一端与所述顶杆驱动杆可转动地相连。
15.根据本发明的一个实施例，所述的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置还包括下部定位装置，所述下部定位装置为环形支撑基座，所述环形支撑基座上适于放置所述待加工零件，所述环形支撑基座的上端面设有防止所述待加工零件脱离所述环形支撑基座的止挡沿；或所述下部定位装置包括下部径向动平台、下部安装座、多个内顶柱、多个外顶柱、多个内直线电机、多个外直线电机、支撑平台、下部竖直驱动装置，所述夹具径向动平台上设有下部定位径向轨道，所述下部径向动平台可滑动地设在所述下部定位径向轨道上，所述夹具径向动平台上设有下部定位径向电机，所述下部定位径向电机上传动连接有下部定位径向丝杠，所述下部定位径向丝杠与所述下部径向动平台的螺母螺纹配合，所述下部安装座安装在所述下部径向动平台上，多个所述内直线电机在所述下部安装座上阵列排布，多个所述外直线电机在所述下部安装座上阵列排布，多个所述内顶柱一一对应地配合在多个所述内直线电机内且被所述内直线电机驱动沿所述待加工零件的径向移动，多个所述外顶柱一一对应地配合在多个所述外直线电机内且被所述外直线电机驱动沿所述待加工零件的径向移动，所述内顶柱适于贴合所述待加工零件的内表面且所述外顶柱适于贴合所述待加工零件的外表面，所述下部竖直驱动装置设在所述下部径向动平台上，所述支撑平台与所述下部竖直驱动装置传动连接且被所述下部竖直驱动装置驱动沿竖直方向移动，所述支撑平台适于支撑所述待加工零件。
16.根据本发明的一个实施例，所述加工并联定位装置包括加工并联定位支架和多个加工支链，所述加工支链分别与所述加工并联定位支架和所述加工装置相连，所述加工并联定位支架与所述加工竖向动平台相连。
17.根据本发明的一个实施例，所述加工支链包括中空电机和滚珠丝杠，所述中空电机与所述滚珠丝杠传动连接且通过所述中空电机的转动带动所述滚珠丝杠沿中心轴线转动且沿轴向移动，所述中空电机通过第一加工铰链与所述加工并联定位支架相连，所述滚珠丝杠通过第二加工铰链与所述加工装置相连，所述加工支链为五个，五个所述第二加工铰链中的四个为双转动副铰链且一个为单转动副铰链，五个所述第一加工铰链均为双转动副铰链。
18.根据本发明的第二方面的实施例提出一种根据本发明的第一方面的实施例所述的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的控制方法，包括以下步骤：
19.s1、将所述待加工零件置于所述整周夹紧组件的径向内侧，通过驱动所述夹具径向动平台带动多个所述中部定位装置向内移动直至所述中部定位装置与所述待加工零件的外表面贴合；
20.s2、驱动所述顶部定位装置直至与所述待加工零件的贴合；
21.s3、采用所述加工定位组件驱动所述加工装置完成一个局部加工区域的待加工特征的加工；
22.s4、驱动所述协同桁架转动，带动所述加工定位组件移动到另一个所述局部加工区域；
23.s5、重复步骤s3和s4，直至完成所述待加工零件内壁的所有待加工特征的加工。。
24.根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的控制方法，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置，具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高、零件固定稳定等优点。
25.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
26.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1是根据本发明一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的结构示意图。
28.图2是根据本发明一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的结构示意图。
29.图3是根据本发明一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的下部定位装置的结构示意图。
30.图4是根据本发明一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的局部结构示意图。
31.图5是根据本发明一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的自适应吸盘的结构示意图。
32.图6是根据本发明一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的顶部定位装置的局部结构示意图。
33.图7是根据本发明另一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的结构示意图。
34.图8是根据本发明另一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的结构示意图。
35.图9是根据本发明另一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的结构示意图。
36.图10是根据本发明另一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的结构示意图。
37.图11是根据本发明另一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工
装置的结构示意图。
38.图12是根据本发明另一个具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的夹具的结构示意图。
39.图13是根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的局部结构示意图。
40.图14是根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的加工定位组件的结构示意图。
41.图15是根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的加工定位组件的加工并联定位装置的结构示意图。
42.图16是根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置的控制方法的流程图。
43.附图标记：大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1、夹具100、夹具基座110、夹具径向导轨111、夹具径向驱动电机112、夹具径向驱动丝杠113、夹具径向动平台120、升降连接板121、下部定位径向轨道122、下部定位径向电机123、下部定位径向丝杠124、下部定位装置130、环形支撑基座131、下部径向动平台132、下部安装座133、内顶柱134、外顶柱135、内直线电机136、外直线电机137、支撑平台138、下部竖直驱动装置139、中部定位装置140、中部压板141、中部直线电机142、自适应吸盘143、壳体1431、衔铁1432、电磁铁1433、弹簧1434、吸盘主体1435、吸盘球头1436、夹具并联定位装置144、夹具并联定位基座1441、夹具并联定位支链1442、驱动杆14421、活动杆14422、夹具并联定位支架1443、顶部定位装置150、顶部压板151、顶部径向电机152、顶部竖向动平台153、顶部竖向电机154、支撑架155、内顶杆156、外顶杆157、顶杆驱动装置158、顶杆直线电机1581、顶杆驱动杆1582、顶杆连杆1583、协同定位组件200、协同桁架210、桁架驱动齿轮轴211、内环形轨道220、外环形轨道230、加工定位组件300、加工基座310、加工径向轨道311、加工径向驱动电机312、加工径向驱动丝杠313、加工径向动平台320、加工竖向轨道321、加工竖向驱动电机322、加工竖向驱动丝杠323、加工竖向动平台330、加工并联定位装置340、加工并联定位支架341、加工支链342、中空电机3421、滚珠丝杠3422、第一加工铰链343、第二加工铰链344、加工装置400、桁架驱动电机500、待加工零件2。
具体实施方式
44.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.下面参考附图描述根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1。
48.如图1-图16所示，根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1包括整周夹紧组件、协同定位组件200、多个加工定位组件300和多个加工装置400。
49.所述整周夹紧组件包括多个夹具100，多个夹具100沿待加工零件2的周向间隔设置，每个夹具100包括夹具基座110、夹具径向动平台120、中部定位装置140和顶部定位装置150，多个夹具100基座沿待加工零件2的周向间隔设置，夹具基座110上设有沿待加工零件2的径向定向的夹具径向导轨111，夹具径向动平台120可滑动地设在夹具径向导轨111上，中部定位装置140包括相对夹具径向动平台120可沿待加工零件2径向移动的中部定位件、驱动所述中部定位件的中部驱动装置和用于根据所述中部驱动装置的电流控制所述中部驱动装置的中部电流反馈控制装置，所述中部驱动装置设在夹具径向动平台120上，顶部定位装置150设在夹具径向动平台120上，中部定位装置140用于对待加工零件2的中部进行定位，顶部定位装置150用于对待加工零件2的顶部进行定位。
50.协同定位组件200包括协同桁架210、内环形轨道220和外环形轨道230，外环形轨道230设在待加工零件2的径向内侧，内环形轨道220设在外环形轨道230径向内侧，协同桁架210可转动地设在外环形轨道230内。
51.多个加工定位组件300沿外环形轨道230的周向排列，每个加工定位组件300包括加工基座310、加工径向动平台320、加工竖向动平台330和加工并联定位装置340，加工基座310可滑动地设在外环形轨道230和内环形轨道220上，多个加工基座310均与协同桁架210相连，加工基座310上设有沿外环形轨道230的径向定向的加工径向轨道311，加工径向动平台320可滑动地设在加工径向轨道311上，加工径向动平台320上设有加工竖向轨道321，加工竖向动平台330可滑动地设在加工竖向轨道321上，加工并联定位装置340设在加工竖向动平台330上。
52.多个加工装置400一一对应地设在多个加工并联定位装置340上。
53.根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1，通过设置具有多个夹具100的所述整周夹紧组件，通过多个夹具100的夹具径向动平台120在夹具基座110的夹具径向导轨111上的移动，夹具径向动平台120可以带动其上的中部定位装置140调节在待加工零件2径向上的位置，可以通过多个中部定位装置140的径向移动对待加工零件2外表面夹紧或释放，通过进一步控制顶部定位装置150，可以控制顶部定位装置150对待加工零件2的内表面的夹紧或释放，从而可以利用多个夹具100对待加工零件2进行定位。通过设置协同定位组件200，可以使多个加工定位组件300能够在外环形轨道230和内环形轨道220上滑动，并通过协同桁架210连接多个加工定位组件300，可以通过协同桁架210的转动带动多个加工定位组件300一同转动，调节加工定位组件300在待加工零件2周向上的位置，便于多个加工定位组件300的协同作业。通过加工径向动平台320在加工径向轨道311上的
移动，可以调节加工装置400在待加工零件2径向上的位置。通过加工竖向动平台330在加工竖向轨道321上的移动，可以调节加工装置400的高度。通过加工并联定位装置340，可以实现对加工装置400在多个自由度上的精细位置调节。通过所述中部驱动装置和所述中部电流反馈控制装置，可以利用所述中部电流反馈控制装置根据所述中部驱动装置的电流计算所述中部定位件的受力，从而对所述中部驱动装置进行反馈控制，对待加工零件2的变形进行补偿。
54.并且，通过设置具有多个夹具100的整周夹紧组件，可以利用多个夹具100对待加工零件2周向上的各处进行定位，由于中部定位装置140和顶部定位装置150能够分别对待加工零件2的中部和上部进行固定，可以提高待加工零件2的稳定性，为待加工零件2提供充分的支撑和定位效果，避免薄壁特性的待加工零件2发生形变，保证加工精度，而且中部定位装置140通过所述中部电流反馈控制装置进行反馈控制驱动，能够根据所述中部驱动装置的受力对所述中部驱动装置进行反馈控制以调整所述中部驱动装置的驱动力度，对待加工零件2的变形进行补偿，进一步提提高待加工零件2的稳定性，另外夹具100上中部定位装置140和顶部定位装置150的设置可以省去人工找正的过程，提高加工效率。
55.此外，通过设置协同定位组件200，利用协同桁架210连接多个加工定位组件300，可以通过协同桁架210的转动带动多个加工定位组件300一同转动，可以便于多个加工定位组件300对待加工零件2进行同时协同加工，从而可以便于提高待加工零件2的加工效率。例如多个加工定位组件300可以同时对多个待加工区域进行加工，之后协同桁架210带动多个加工定位组件300同时移动，使多个加工定位组件300移动至下一处待加工区域，采用加工装置400移动而非待加工零件2转动，相比采用回转基座带动零件转动的方式，可以进一步提高待加工零件2的稳定性。
56.另外，通过利用多轴并联定位装置实现对加工装置400的定位，相比相关技术中的加工方式，大直径薄壁筒段零件多机器人阵列协同加工装置1具有更高的工作空间和环境的适应性，提高了加工作业的柔性，便于实现大型复杂构件的整体原位加工，便于保证加工精度，而且可以缓解资源冲突。
57.因此，根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高、零件固定稳定等优点。
58.下面参考附图描述根据本发明具体实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1。
59.在本发明的一些具体实施例中，如图1-图16所示，根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1包括整周夹紧组件、协同定位组件200、多个加工定位组件300和多个加工装置400。
60.具体地，如图1、图2、图7-图14所示，大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1还包括用于驱动协同桁架210转动的桁架驱动装置、用于驱动多个加工径向动平台320的多个加工径向驱动装置、用于驱动多个加工竖向动平台330的多个加工竖向驱动装置、用于驱动多个夹具径向动平台120的夹具径向驱动装置。这样可以便于对协同桁架210、加工径向动平台320、加工竖向动平台330和夹具径向动平台120的位置进行精确控制，以便于对夹具100和加工装置400的位置的精确控制。
61.在本发明的一些具体实施例中，如图13所示，大型回转类零件内壁多机协同柔顺
加工装置1还包括桁架基座，所述桁架驱动装置包括桁架驱动电机500、桁架驱动齿轮轴211，桁架驱动齿轮轴211与协同桁架210相连，桁架驱动电机500设在所述桁架基座上且与桁架驱动齿轮轴211直接相连。这样可以利用电机直驱桁架驱动齿轮轴211，从而带动协同桁架210进行转动。
62.在本发明的另一些具体实施例中，所述桁架驱动装置包括桁架驱动丝杠、桁架驱动电机、桁架驱动齿轮轴和桁架驱动臂，所述桁架驱动齿轮轴与所述协同桁架相连，所述桁架驱动臂与所述桁架驱动齿轮轴相连，所述桁架驱动丝杠与所述桁架驱动臂的螺母螺纹配合，所述桁架驱动电机设在所述桁架基座上且与所述桁架驱动丝杠传动连接。
63.在本发明的另一些具体实施例中，所述桁架驱动装置包括桁架驱动液压杆、桁架驱动齿轮轴和桁架驱动臂，所述桁架驱动齿轮轴与所述协同桁架相连，所述桁架驱动臂与所述桁架驱动齿轮轴相连，所述桁架驱动液压杆与所述桁架驱动臂可转动地相连，所述桁架驱动液压杆设在所述桁架基座上。
64.在本发明的另一些具体实施例中，所述桁架驱动装置包括端面齿圈、桁架驱动电机、桁架驱动齿轮和桁架动平台，所述桁架基座为环形，所述端面齿圈设在所述桁架基座上，所述桁架驱动电机设在所述桁架动平台上，所述桁架动平台与所述协同桁架相连，所述桁架驱动齿轮与所述桁架驱动电机传动连接且与所述端面齿圈啮合。
65.在本发明的另一些具体实施例中，所述桁架驱动装置包括桁架驱动电机、桁架驱动丝杠、桁架驱动滑块、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、桁架驱动臂和桁架驱动齿轮轴，所述桁架驱动电机设在所述桁架基座上，所述桁架驱动丝杠与所述桁架驱动电机传动连接，所述桁架驱动滑块与所述桁架驱动丝杠螺纹配合，所述第一连杆与所述第二连杆可转动地相连且连接位置位于所述第一连杆和所述第二连杆的中心处，所述第一连杆的一端与所述桁架驱动电机可转动地相连且另一端与所述第三连杆可转动地相连，所述第二连杆的一端与所述桁架驱动滑块可转动地相连且另一端与所述第四连杆可转动地相连，所述第三连杆和所述第四连杆均与所述桁架驱动臂可转动地相连，所述桁架驱动臂与所述桁架驱动齿轮轴相连，所述桁架驱动齿轮轴与所述协同桁架相连。
66.这样同样可以实现对协同桁架210转动的驱动。
67.更为具体地，如图2、图8、图10和图12所示，所述夹具径向驱动装置包括夹具径向驱动丝杠113和夹具径向驱动电机112，夹具径向驱动电机112设在夹具基座110上，夹具径向驱动丝杠113与夹具径向驱动电机112传动连接且与夹具径向动平台120的螺母螺纹配合。这样可以通过丝杠与动平台的螺母的螺纹配合将电机带动丝杠的转动转化为动平台在丝杠轴向上的移动，从而实现对动平台的驱动。
68.如图14所示，所述加工径向驱动装置包括加工径向驱动丝杠313和加工径向驱动电机312，加工径向驱动电机312设在加工基座310上，加工径向驱动丝杠313与加工径向驱动电机312传动连接且与加工径向动平台320的螺母螺纹配合。这样可以通过丝杠与动平台的螺母的螺纹配合将电机带动丝杠的转动转化为动平台在丝杠轴向上的移动，从而实现对动平台的驱动。
69.如图14所示，所述加工竖向驱动装置包括加工竖向驱动丝杠323和加工竖向驱动电机322，加工竖向驱动电机322设在加工径向动平台320上，加工竖向驱动丝杠323与加工竖向驱动电机322传动连接且与加工竖向动平台330的螺母螺纹配合。这样可以通过丝杠与
动平台的螺母的螺纹配合将电机带动丝杠的转动转化为动平台在丝杠轴向上的移动，从而实现对动平台的驱动。
70.在本发明的一些实施例中，如图7-图10所示，所述中部定位件为中部压板141，所述中部驱动装置为中部直线电机142，中部压板141适于贴合待加工零件2的外表面，中部直线电机142设在夹具径向动平台120上且与中部压板141传动连接。这样可以利用多个中部压板141对待加工零件2的外表面进行夹紧或释放。
71.在本发明的另一些实施例中，如图11和图12所示，所述中部定位件包括中部压板141和多个自适应吸盘143，所述中部驱动装置为中部直线电机142，多个自适应吸盘143在中部压板141上阵列排布且均适于吸附在待加工零件2的外表面，中部直线电机142设在夹具径向动平台120上且与中部压板141传动连接，自适应吸盘143包括壳体1431、衔铁1432、电磁铁1433、弹簧1434、吸盘主体1435、吸盘球头1436，吸盘主体1435和吸盘球头1436相连，吸盘球头1436通过球副配合在壳体1431内，衔铁1432在贴合吸盘球头1436的贴合位置和远离吸盘球头1436的远离位置之间可移动地设在壳体1431内，弹簧1434设在壳体1431内且常驱动衔铁1432向所述贴合位置移动，电磁铁1433设在壳体1431内且在通电时将衔铁1432吸附至所述远离位置。具体而言，吸盘主体1435和吸盘球头1436为一体件。这样可以利用多个自适应吸盘143对待加工零件2的中部外表面进行吸附，以实现对待加工零件2中部的定位。
72.在本发明的另一些实施例中，如图1、图2、图4和图5所示，所述夹具径向动平台上可升降地设有升降连接板121，所述中部驱动装置为多个夹具并联定位装置144，所述中部定位件为多个自适应吸盘143，多个夹具并联定位装置144在升降连接板121上阵列排布，夹具并联定位装置144包括夹具并联定位基座1441、多个夹具并联定位支链1442和夹具并联定位支架1443，夹具并联定位基座1441设在升降连接板121上，每个夹具并联定位支架1443上阵列排布有多个自适应吸盘143，夹具并联定位支链1442包括驱动杆14421和活动杆14422，活动杆14422可沿轴向移动地配合在驱动杆14421内，驱动杆14421驱动活动杆14422，驱动杆14421与夹具并联定位基座1441通过球副连接，活动杆14422与夹具并联定位支架1443通过球副连接，自适应吸盘143包括壳体1431、衔铁1432、电磁铁1433、弹簧1434、吸盘主体1435、吸盘球头1436，吸盘主体1435和吸盘球头1436相连，吸盘球头1436通过球副配合在壳体1431内，衔铁1432在贴合吸盘球头1436的贴合位置和远离吸盘球头1436的远离位置之间可移动地设在壳体1431内，弹簧1434设在壳体1431内且常驱动衔铁1432向所述贴合位置移动，电磁铁1433设在壳体1431内且在通电时将衔铁1432吸附至所述远离位置。具体而言，吸盘主体1435和吸盘球头1436可以为一体件，夹具并联定位装置144为六自由度并联定位装置，换言之，夹具并联定位支链1442为六个。这样可以利用多个自适应吸盘143对待加工零件2的中部外表面进行吸附，以实现对待加工零件2中部的定位，而且利用夹具并联定位装置144对自适应吸盘143进行定位，不仅能够调节自适应吸盘143在待加工零件2径向上的位置，而且可以实现自适应吸盘143在径向以外的自由度上的精细调节，配合电流反馈控制装置，实现对待加工零件2变形的精确补偿。
73.在本发明的一些实施例中，如图7-图12所示，顶部定位装置包括顶部压板151、顶部径向电机152、顶部竖向动平台153、顶部竖向电机154和用于根据顶部径向电机152的电流控制顶部径向电机152的顶部电流反馈控制装置，顶部竖向动平台153可沿竖直方向移动地设在夹具径向动平台120上，顶部竖向电机154设在夹具径向动平台120上且与顶部竖向
动平台153传动连接，顶部径向电机152设在顶部竖向动平台153上，顶部压板151与顶部径向电机152传动连接且沿待加工零件2的径向可移动，顶部压板151适于贴合待加工零件2的内表面。这样可以利用多个顶部压板151对待加工零件2的内表面进行夹紧或释放，而且顶部径向电机152可以配合顶部电流反馈控制装置，根据顶部径向电机152的电流判断顶部径向电机152的受力，从而对顶部径向电机152进行反馈控制，调节顶部径向电机152的作用力大小，对待加工零件2的变形进行精确补偿。
74.在本发明的另一些实施例中，如图1、图2和图6所示，所述夹具径向动平台上可升降地设有升降连接板121，所述顶部定位装置包括多个夹具并联定位装置144、多个支撑架155、多个内顶杆156、多个外顶杆157、多个顶杆驱动装置158和用于根据顶杆驱动装置158的电流控制顶杆驱动装置158的顶部电流反馈控制装置，升降连接板121可升降地设在夹具径向动平台120上，多个夹具并联定位装置144沿待加工零件2的周向间隔地设在升降连接板121上，夹具并联定位装置144包括夹具并联定位基座1441、多个夹具并联定位支链1442和夹具并联定位支架1443，夹具并联定位基座1441设在升降连接板121上，多个支撑架155一一对应地且可升降地与多个夹具并联定位支架1443相连，夹具并联定位支链1442包括驱动杆14421和活动杆14422，活动杆14422可沿轴向移动地配合在驱动杆14421内，驱动杆14421驱动活动杆14422，驱动杆14421与夹具并联定位基座1441通过球副连接，活动杆14422与夹具并联定位支架1443通过球副连接，每个支撑架155上设有多个沿待加工零件2的周向间隔的内顶杆156和多个沿待加工零件2的周向间隔的外顶杆157，内顶杆156和外顶杆157均沿待加工零件2的径向可移动，内顶杆156适于贴合待加工零件2的内表面，外顶杆157适于贴合待加工零件2的外表面，多个顶杆驱动装置158分别与多个内顶杆156和多个外顶杆157传动连接，顶杆驱动装置158包括顶杆直线电机1581、顶杆驱动杆1582和顶杆连杆1583，顶杆直线电机1581安装在支撑架155上，顶杆驱动杆1582可沿轴向移动地设在顶杆直线电机1581内且被顶杆直线电机1581驱动，顶杆连杆1583的一端与内顶杆156或外顶杆157可转动地相连且另一端与顶杆驱动杆1582可转动地相连。具体而言，夹具并联定位装置144为六自由度并联定位装置，换言之，夹具并联定位支链1442为六个。这样可以利用多个内顶杆156和多个外顶杆157对待加工零件2的上部进行定位，而且顶杆驱动装置158可以配合顶部电流反馈控制装置，根据顶杆驱动装置158的电流判断顶杆驱动装置158的受力，从而对顶杆驱动装置158进行反馈控制，调节顶杆驱动装置158的作用力大小，对待加工零件2的变形进行精确补偿，而且通过夹具并联定位装置144驱动支撑架155，可以便于支撑架155的一部分伸入待加工零件2的径向内侧，从而便于将内顶杆156伸入待加工零件2的径向内侧。
75.具体而言，夹具并联定位支架1443上设有支撑架竖向轨道，所述支撑架可上下滑动地配合在所述支撑架竖向轨道上。
76.具体地，中部定位装置140的夹具并联定位装置144和顶部定位装置150的夹具并联定位装置144可以设在同一升降连接板121上。
77.图1-图3、图7-图12示出了根据本发明一些示例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1。如图1-图3、图7-图12所示，大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1还包括下部定位装置130。
78.在本发明的一些实施例中，如图9所示，下部定位装置130为环形支撑基座131，环形支撑基座131上适于放置待加工零件2，环形支撑基座131的上端面设有防止待加工零件2
脱离环形支撑基座131的止挡沿。本领域的技术人员可以理解的是，止挡沿只需起到防止待加工零件2滑落的作用而无需与待加工零件紧密配合。这样可以利用环形支撑基座131对待加工零件2的下部进行支撑，提高待加工零件2的稳定性。
79.在本发明的另一些实施例中，如图1-图3、图7、图8、图11、图12所示，下部定位装置130包括下部径向动平台132、下部安装座133、多个内顶柱134、多个外顶柱135、多个内直线电机136、多个外直线电机137、支撑平台138、下部竖直驱动装置139，夹具径向动平台120上设有下部定位径向轨道122，下部径向动平台132可滑动地设在下部定位径向轨道122上，下部安装座133安装在下部径向动平台132上，多个内直线电机136在下部安装座133上阵列排布，多个外直线电机137在下部安装座133上阵列排布，多个内顶柱134一一对应地配合在多个内直线电机136内且被内直线电机136驱动沿待加工零件2的径向移动，多个外顶柱135一一对应地配合在多个外直线电机137内且被外直线电机137驱动沿待加工零件2的径向移动，内顶柱134适于贴合待加工零件2的内表面且外顶柱135适于贴合待加工零件2的外表面，下部竖直驱动装置139设在下部径向动平台132上，支撑平台138与下部竖直驱动装置139传动连接且被下部竖直驱动装置139驱动沿竖直方向移动，支撑平台138适于支撑待加工零件2。这样可以利用多个内顶柱134和外顶柱135对待加工零件2的下部进行定位，利用支撑平台138和下部竖直驱动装置139对待加工零件2的高度进行调节。
80.进一步地，下部定位装置130还包括根据内直线电机136的电流对内直线电机136进行电流反馈控制以及根据外直线电机137的电流对外直线电机137进行电流反馈控制的下部电流反馈控制装置。本领域的技术人员可以理解的是，所述顶部电流反馈控制装置、所述中部电流反馈控制装置和所述下部电流反馈控制装置可以为多个且分别控制顶部、中部和下部的定位装置，也可以为一个且同时控制顶部、中部和下部的定位装置。
81.支撑平台138和下部竖直驱动装置139之间设有受力传感器，受力传感器与下部竖直驱动装置139电连接以根据受力传感器的检测值调节下部竖直驱动装置139的进给量，从而便于保证待加工零件2的平稳固定，进一步提高待加工零件2的稳定性。
82.具体而言，夹具径向动平台120上设有下部定位径向电机123，下部定位径向电机123传动连接有下部定位径向丝杠124，下部定位径向丝杠124与下部径向动平台132的螺母螺纹配合。这样可以通过丝杠与动平台的螺母的螺纹配合将电机带动丝杠的转动转化为动平台在丝杠轴向上的移动，从而实现对动平台的驱动。
83.本领域的技术人员可以理解的是，电流反馈控制装置和受力传感器可以在对待加工零件2进行装夹和加工的过程中保持运行，以保证待加工零件2在装夹和加工的过程中变形反馈，提高待加工零件2的稳定性。
84.更为具体地，如图14和图15所示，加工并联定位装置340包括加工并联定位支架341和多个加工支链342，加工支链342分别与加工并联定位支架341和加工装置400相连，加工并联定位支架341与加工竖向动平台330相连。具体而言，加工并联定位装置340为五轴并联定位装置且包括五个加工支链342。这样可以利用支架连接多个支链，便于对加工装置400的多轴并联定位。
85.在本发明的一些实施例中，如图15所示，加工支链342包括中空电机3421和滚珠丝杠3422，中空电机3421与滚珠丝杠3422传动连接且通过中空电机3421的转动带动滚珠丝杠3422沿中心轴线转动且沿轴向移动，中空电机3421通过第一加工铰链343与加工并联定位
支架341相连，滚珠丝杠3422通过第二加工铰链344与加工装置400相连。这样可以实现对加工装置400的多轴驱动。这里优选五个第二加工铰链344中的四个为双转动副铰链且一个为单转动副铰链且五个第一加工铰链343均为双转动副铰链。
86.多个加工定位组件300优选为三个。
87.下面描述根据本发明上述实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1的控制方法，包括以下步骤：
88.s1、将所述待加工零件置于所述整周夹紧组件的径向内侧，通过驱动所述夹具径向动平台带动多个所述中部定位装置向内移动直至所述中部定位装置与所述待加工零件的外表面贴合；
89.s2、驱动所述顶部定位装置直至与所述待加工零件的贴合；
90.s3、采用所述加工定位组件驱动所述加工装置完成一个局部加工区域的待加工特征的加工；
91.s4、驱动所述协同桁架转动，带动所述加工定位组件移动到另一个所述局部加工区域；
92.s5、重复步骤s3和s4，直至完成所述待加工零件内壁的所有待加工特征的加工。
93.根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1的控制方法，通过利用根据本发明上述实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1，具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高、零件固定稳定等优点。
94.根据本发明实施例的大型回转类零件内壁多机协同柔顺加工装置1的其他构成例以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
95.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
96.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。