The invention provides an automatic grinding and polishing process for titanium alloy annular castings. The system mainly includes a base, an outer cover, an industrial robot, an electric spindle, a rotary table, a positioning fixture, a water tank, a cooling chip remover, a PLC and a display screen. Titanium alloy annular castings are positioned and clamped on the surface of rotary table by fixture, grinding and polishing of titanium alloy annular castings are realized by moving the motorized spindle along a certain trajectory by robot, and processing paths are adjusted with a variety of sensors to adapt to the complex contours and shape differences of parts. Therefore, this automatic grinding and polishing system for titanium alloy annular castings has broad application prospects in the processing of titanium alloy annular castings, which can improve production efficiency and bring considerable benefits to enterprises.
【技术实现步骤摘要】
一种用于钛合金环形铸件的自动化磨抛工艺
本专利技术涉及一种磨抛工艺，具体涉及一种用于钛合金环形铸件的自动化磨抛工艺。
技术介绍
伴随着中国制造2025的到来，工业机器人的应用越来越广泛。在飞机制造业中很多零件为钛合金材质，且其毛坯多为铸造产生。而钛合金铸造完成后，其表面会形成氧化层，且其圆角表面会存在细小裂纹.不利于后续的加工与成品的使用。因此，在铸造完成后，需磨抛钛合金表面，尤其是需要磨抛钛合金铸件的圆角部位。而采用机器人磨抛能够提高加工效率、保证加工精度、降低磨抛成本。在目前的钛合金环形铸件磨抛的实际生产中，采用人工磨抛，由大量工人手持角磨机和电动打磨枪进行加工。钛合金环形铸件的磨抛主要存在以下三个问题：1.钛合金环形铸件的径向尺寸大，达到900mm以上，一般的加工中心难以装夹2.钛合金环形铸件表面轮廓复杂，有平面，弧面，圆角，相贯线等，需要6轴机床才能实现对其表面的加工。3.钛合金环形铸件作为铸件，其实际尺寸、外型与图纸上的理论值均有差异，无法靠离线编程完成对加工轨迹的设置。而本系统中，使用大直径的旋转工作台放置钛合金环形铸件，每次加工时带动钛合金环形铸件将...
【技术保护点】
1.一种用于钛合金环形铸件的自动化磨抛工艺，其特征在于，包括步骤1：打开上料门，将钛合金环形铸件装夹在夹具上；步骤2：待加工工件尺寸补偿步骤：对待加工零件装夹时产生的周向及高度误差进行阈值补偿；步骤3：将下一步加工需要使用的刀具装夹在电主轴上；步骤4：离开设备内部并关闭上料门；步骤5：通过显示屏选择钛合金环形铸件需要加工的部分，包括待加工工件清理正反面浇冒口步骤：冒口根部平面高度测量、切割、粗磨、半精磨；待加工工件打磨步骤：包括对待加工工件的圆孔腔、侧面圆弧、以及碗状内弧面的打磨，待加工工件的圆孔腔打磨步骤：电主轴夹持C型硬质合金旋转锉或B型硬质合金旋转锉在冷却液环境下进行...
【技术特征摘要】
1.一种用于钛合金环形铸件的自动化磨抛工艺，其特征在于，包括步骤1：打开上料门，将钛合金环形铸件装夹在夹具上；步骤2：待加工工件尺寸补偿步骤：对待加工零件装夹时产生的周向及高度误差进行阈值补偿；步骤3：将下一步加工需要使用的刀具装夹在电主轴上；步骤4：离开设备内部并关闭上料门；步骤5：通过显示屏选择钛合金环形铸件需要加工的部分，包括待加工工件清理正反面浇冒口步骤：冒口根部平面高度测量、切割、粗磨、半精磨；待加工工件打磨步骤：包括对待加工工件的圆孔腔、侧面圆弧、以及碗状内弧面的打磨，待加工工件的圆孔腔打磨步骤：电主轴夹持C型硬质合金旋转锉或B型硬质合金旋转锉在冷却液环境下进行打磨，C型硬质合金旋转锉或B型硬质合金旋转锉的直径相等，装夹长度相等且设定的工具坐标都建在其刀具顶端中心；待加工工件的侧面圆弧打磨步骤：对刀具材料进行选择，对冷却系统进行设计，结合所采用的刀具和加工的材料对冷却液进行选择并计算冷却液压力、流量；然后通过力控系统对刀具进行磨损补偿，且根据待加工的材料和表面粗糙度控制机器人打磨时的进给速度待加工工件的碗状内弧面打磨步骤：使得机器人在按规定的路径移动时在工件表面打磨出一条痕迹，此后每走完一次路径，向同一方向偏移一段距离，从而获得光滑的表面；最后，每打磨一定宽度的表面，将工件转动一小段弧度，从而能去掉整个碗形工件表面的氧化层；待加工工件抛光的步骤：经粗抛，半精抛，精抛，研抛四个步骤完成对钛合金环形铸件碗状内弧面的抛光；步骤6：机器人带动末端工具移动至上料门附近，通过显示屏提示工人下一部所用刀具，由工人更换刀具后点击显示屏上的刀具更换完成按钮以确认刀具更换完成；步骤7：显示屏将需要加工的部位信息传输给PLC，由PLC控制旋转工作台的伺服电机带动旋转工作台，进而带动钛合金环形铸件转动至相应角度后，打开电主轴，等待刀具旋转到指定转速后，机器人带动电主轴沿预定轨迹运动，使刀具对钛合金环形铸件的相应部位进行切削；步骤8：加工完成后，电主轴停转，机器人抓持末端工具退至安全点，旋转工作台回零钛合金环形铸件加工流程结束。2.根据权利要求1所述的一种用于钛合金环形铸件的自动化磨抛工艺方法，其特征在于，所述待加工工件尺寸补偿步骤具体包括对待加工零件装夹时产生的周向误差进行阈值补偿以及对待加工零件装夹时产生的高度误差进行阈值补偿；对待加工零件装夹时产生的周向误差进行阈值补偿的具体方法包括：步骤1：通过在机器人末端安装力传感器并在末端工具电主轴的ER夹头上安装需要使用的刀具，控制机器人将刀具移至周向基准附件，打开力控传感器并设定力的方向为垂直于基准面，刀具自动靠近周向基准，当力传感器检测到力到达设定值时沿基准面滑移，滑移长度为L并读取终点坐标(x_1,y_1,z_1)，其中x为周向基准所在方向，y为水平面内垂直于周向基准方向，z为垂直方向，即实际测量时刀具碰到周向基准时机器人末端坐标值；周向基准理论坐标值为x_0，即理论情况下刀具碰到周向基准时机器人末端坐标值；步骤2：计算周向误差公式为：θ＝180×(x_1-x_0)÷(R×π)，即周向补偿阈值θ，也是周向圆心角误差值；通过控制系统控制旋转工作台进行偏移，使周向基准的位置偏移θ，R为零件周向基准所在位置离圆心的距离；对待加工零件装夹时产生的高度误差进行阈值补偿的具体方法包括：调整机器人姿态为高度测量姿态，使激光距离传感器照射出的激光垂直于待加工平面，在进行打磨前，通过在末端工具上的激光距离传感器测量零件上表面与传感器的距离h1，并将测量结果反馈至控制系统，与标准距离值h0进行计算得到高度误差△h＝h1-h0，即高度补偿阈值△h控制机器人在打磨时在高度方向偏移△h。3.根据权利要求1所述的一种用于钛合金环形铸件的自动化磨抛工艺方法，其特征在于，所述待加工工件清理正反面浇冒口步骤具体包括：步骤1：冒口根部平面高度测量，移动机器人到设定好的测量装置所在高度位置h0，高度保持不变，测量并计算得到冒口根部平面所在高度分别为h1，h2，计算出最大值h；步骤2：冒口所在平面高度最大值...
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