一种航空发动机叶片智能磨削装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种航发叶片进排气边智能磨削装置及其使用方法，通过在线测量装置、叶片装卸装置、智能制造控制系统、工业机器人及其控制器、柔性砂轮磨削系统等装置，互相协作，共同解决了航发叶片机械化、自动化、智能化磨削的基本问题。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机叶片智能磨削装置及其使用方法
本专利技术属于机械加工领域，具体涉及一种航空发动机叶片智能磨削装置及其使用方法。
技术介绍
目前，比较主流的叶片进排气边磨削方法主要有三种：第一种是目前大多数主机场所依然在采用的手工磨削抛光加工；这种加工方式不但落后，而且与自动化程度较高的生产线极其不相符；第二种是专门为某几种叶片设计的磨削抛光机床，这种加工方式目前也是出于摸索阶段，加工效率比手工打磨高；第三种是采用自动化程度比较高的工业机器人，配合柔性砂轮对叶片头缘和尾缘进行加工。叶片种类很多，不同种类叶片结构的差异性很大，这一点在叶片进排气边上表现的更为明显，因此想要使用单一机床无来完成大多数叶片进排气边的磨削加工，是不可能的；尤其是现代的发动机叶片大量使用端弯叶片，使得进排气边加工的难度越来越大。手工打磨方式虽然灵活性很高，但是工作环境恶劣，对工人伤害很大，并且容易受到工人技术水平差异及其情绪等其他方面因素的影响，造成叶片进排气边加工一致性差。而基于机器人的加工方式同时兼顾手工打磨和机床磨削的优点，使加工效率得到提高，加工质量得到改善，并具有比较高的一致性。
技术实现思路
本专利技术所提出的：航空发动机叶片智能磨削平台的核心功能是通过非接触式激光测头，对叶片进排气边完成快速的数字化测量，建立叶片进排气边的加工余量模型，在智能制造系统控制系统，由机器人夹持叶片，完成最终的进排气边缘的加工。一种航空发动机叶片智能磨削装置，其特征在于，包括在磨削平台、在线测量装置、叶片装卸装置、智能制造控制系统、工业机器人，柔性砂轮磨削装置；所述在线测量装置安装在磨削平台上，其上安装有测头；所述叶片装卸装置安装在所述磨削平台上，包括转盘，转盘一侧安装有装卸抓手和位置传感器，转盘上设置有夹具；所述智能制造控制系统用于接收所述在线测量装置的测量数据，并将加工数据传输至工业机器人；所述工业机器人安装在磨削平台上，设置有控制器用于接收加工数据；所述柔性砂轮磨削装置安装于所述磨削平台上。还包括电控柜，用于向所述工业机器人、所述智能制造控制系统供电。所述测头为非接触式激光测头。一种航空发动机叶片智能磨削装置的使用方法，具体分为以下步骤：步骤一、将待加工叶片的标准模型导入所述在线测量装置；步骤二、在所述叶片装卸装置的转盘上放置待加工叶片；步骤三、所述位置传感器判断叶片位于待拾取加工位置后，所述工业机器人运动至指定位置，拾取代加工叶片；步骤四、所述工业机器人运送待加工叶片至在线测量装置，进行叶片测量，并将测量数据发送至所述智能制造控制系统；步骤五、所述智能制造控制系统接受测量数据，并将测量数据与标准叶片模型进行匹配，匹配后计算实际叶片与理论叶片的差值，若差值超过规定范围，则进行步骤六，否则，提示该叶片为合格叶片，并执行步骤十；步骤六、所述智能制造控制系统判断实际叶片与理论叶片的差值是否超过上界公差，若超过则执行步骤七，否则，报警该叶片为不合格叶片，并执行步骤十；步骤七、所述智能制造控制系统根据偏差，计算工业机器人的运动轨迹，并将其传递给控制器；步骤八、所述工业机器人携带叶片至控制柔性砂轮磨削装置，按照智能制造控制系统所生成的轨迹，进行磨削加工；步骤九、加工后，返回步骤四，判断加工效果是否成功；步骤十、判断是否继续工作，若转盘上有未加工叶片且没有人工停止标志，则继续进行工作，执行步骤三，否则结束工作。本文中的系统具有以下优点：磨削系统的整体结构刚度大，有效的减小了加工误差，并且具有比较高的可靠性。机器人夹持叶片，可以自由转动，以便在不同工位之间转移磨削系统有自动修正砂轮机构，可以有效的对砂轮修正。系统加工的灵活性很高，可用于多种叶片的进排气边磨削加工。附图说明图1是航空发动机叶片智能磨削装置结构框架图。图2是航空发动机叶片智能磨削装置系统布局图。图3是航空发动机叶片智能磨削装置系使用方法流程图图中1-基座，2-玻璃罩，3-工业机器人，4-测量系统电控柜，5-在线测量装置，6-机器人及智能磨削电控柜；7-转盘，8、9-磨削电机，10、11-除尘口，12-除尘装置，13、14-修正轮；15-装卸抓手，16-位置传感器，17-测头，18-气阀，19-夹具。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作具体说明。图1给出了航空发动机叶片智能磨削装置结构框架图，包括在线测量装置、叶片装卸装置、智能制造控制系统、工业机器人、柔性砂轮磨削装置。在线测量装置用于对叶片进排气边实现快速的数字化扫描，获得叶片的实际轮廓曲线与点云。叶片装卸装置是可以实现自动旋转及叶片装卸的转盘，可以同时安装多个叶片，提高了叶片加工的自动化程度。智能制造控制系统，在线测量装置对叶片完成测量后，接受在线测量装置的数据，并融合数据，再经过模型匹配算法，计算出与理论的差值，建立叶片的余量模型；根据当前叶片进排气边的余量模型，结合前期叶片的磨削加工量及最终检测结果，通过自学习等功能规划当前叶片进排气边的加工路径。工业机器人在整个磨削加工过程中发挥着非常重要的作用，由工业机器人夹持叶片，完成叶片的装卸、在线测量以及叶片的最终加工。控制柔性砂轮磨削系统对叶片完成磨削加工。图2是航空发动机叶片智能磨削装置系统布局图。在线测量装置5安装在磨削平台上，其上安装有测头17；叶片装卸装置安装在所述磨削平台上，包括转盘7，转盘一侧安装有装卸抓手15和位置传感器16，转盘上设置有夹具19；智能制造控制系统用于接收所述在线测量装置的测量数据，并将加工数据传输至工业机器人；工业机器人3安装在磨削平台上，设置有控制器用于接收加工数据；柔性砂轮磨削装置安装于所述磨削平台上。包括磨削电机(8.9)、除尘口(10、11)除尘装置12以及修正轮(13、14)。还包括电控柜，用于向所述工业机器人5、所述智能制造控制系统供电。本专利技术提出的一种航空发动机叶片智能磨削装置，其使用方法如图3所示。步骤一、将待加工叶片的标准模型导入所述在线测量装置5；步骤二、在所述叶片装卸装置的转盘7上放置待加工叶片；步骤三、所述位置传感器16判断叶片位于待拾取加工位置后，所述工业机器人3运动至指定位置，拾取代加工叶片；步骤四、所述工业机器人3运送待加工叶片至在线测量装置5，进行叶片测量，并将测量数据发送至所述智能制造控制系统；步骤五、所述智能制造控制系统接受测量数据，并将测量数据与标准叶片模型进行匹配，匹配后计算实际叶片与理论叶片的差值，若差值超过规定范围，则进行步骤六，否则，提示该叶片为合格叶片，并执行步骤十；步骤六、所述智能制造控制系统判断实际叶片与理论叶片的差值是否超过上界公差，若超过则执行步骤七，否则，报警该叶片为不合格叶片，并执行步骤十；步骤七、所述智能制造控制系统根据偏差，计算工业机器人3的运动轨迹，并将其传递给控制器；步骤八、所述工业机器人3携带叶片至控制柔性砂轮磨削装置，按照智能制造控制系统所生成的轨迹，进行磨削加工；步骤九、加工后，返回步骤四，判断加工效果是否成功；步骤十、判断是否继续工作，若转盘上有未加工叶片且没有人工停止标志，则继续进行工作，执行步骤三，否则结束工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空发动机叶片智能磨削装置，其特征在于，包括在磨削平台、在线测量装置、叶片装卸装置、智能制造控制系统、工业机器人，柔性砂轮磨削装置；所述在线测量装置安装在磨削平台上，其上安装有测头；所述叶片装卸装置安装在所述磨削平台上，包括转盘，转盘一侧安装有装卸抓手和位置传感器，转盘上设置有夹具；所述智能制造控制系统用于接收所述在线测量装置的测量数据，并将加工数据传输至工业机器人；所述工业机器人安装在磨削平台上，设置有控制器用于接收加工数据；所述柔性砂轮磨削装置安装于所述磨削平台上。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机叶片智能磨削装置，其特征在于，包括在磨削平台、在线测量装置、叶片装卸装置、智能制造控制系统、工业机器人，柔性砂轮磨削装置；所述在线测量装置安装在磨削平台上，其上安装有测头；所述叶片装卸装置安装在所述磨削平台上，包括转盘，转盘一侧安装有装卸抓手和位置传感器，转盘上设置有夹具；所述智能制造控制系统用于接收所述在线测量装置的测量数据，并将加工数据传输至工业机器人；所述工业机器人安装在磨削平台上，设置有控制器用于接收加工数据；所述柔性砂轮磨削装置安装于所述磨削平台上。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机叶片智能磨削装置，其特征在于，还包括电控柜，用于向所述工业机器人、所述智能制造控制系统供电。3.根据权利要求1所述的一种航空发动机叶片智能磨削装置，其特征在于，所述测头为非接触式激光测头。4.一种航空发动机叶片智能磨削装置的使用方法，具体分为以下步骤：步骤一、将待加工叶片的标准模型导入所述在线测量装置；步骤二、在所述叶片装卸装置的转盘上放置待加工叶片；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树，王琳琳，房建国，罗松保，王琰，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11