一种机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备及方法技术

本发明专利技术公开了一种机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备及方法，属于工业机器人自动加工技术领域。该装备包括机器人、工具模块、机匣工件、装夹工具、角度调节装置和工作台。加工方法主要包括：基于最小二乘法的重力补偿标定方法、机匣工件零点自动校正方法、基于位置阻抗控制方式的柔顺磨削过程、机匣自动倾斜角度设定和调整方法、磨削质量检测系统。本发明专利技术的装备和方法可以实现机匣流道焊缝的机器人自动加工去除，相比于人工加工，本发明专利技术提出的装备和方法降低人工劳动强度和加工成本，提高加工型面质量稳定性和一致性，提高了加工效率，保证了加工质量和系统的正常运行，较好地解决了机匣流道焊缝的自动化加工问题。机匣流道焊缝的自动化加工问题。机匣流道焊缝的自动化加工问题。

【技术实现步骤摘要】
一种机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备及方法


[0001]本专利技术涉及工业机器人自动加工
，具体涉及一种机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备及方法。

技术介绍

[0002]机匣作为航空发动机的核心部件起到支撑、承力作用，是整个发动机的基座，遍布发动机各个部位，有较高的刚度、强度和可靠性要求，其内部安装有主轴、叶片等，各种连接附件制造精度高、结构复杂，且流道焊缝尺寸小，磨削加工操作空间小，使得这类工件生产加工变得十分困难。因此机匣流道焊缝的磨削加工主要采用工人手持电磨机采取去除—测量—再去除—再测量的“试凑法”进行，加工质量高度依赖于操作工人的工作经验，工时长、加工一致性差，难以保证机匣流道焊缝的加工精度和质量要求，且加工过程产生的噪声、粉尘等恶劣环境对工人的身体健康也有着极大地危害。因此如何能在短时间内生产出精度更高、质量更好、形状更精确的机匣成为工程技术人员亟待解决的一道难题。本专利技术旨在针对航空发动机机匣生产制造过程中机匣流道焊缝的磨削加工，提出了一种机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备及工艺。
[0003]机器人柔顺控制分为被动柔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备，其特征在于：该装备包括六轴工业机器人(1)、工具模块(2)、机匣工件(3)、装夹工具(4)、角度调节装置(5)、工作台(6)；其中：所述工具模块(2)安装在机器人(1)末端，工具模块(2)包括磨削工具模块和测量工具模块；所述机匣工件(3)安装在装夹工具(4)上，装夹工具(4)底部固定在角度调节装置(5)上，角度调节装置(5)放置于工作台(6)上；工业机器人根据设定的机匣工件(3)流道焊缝的磨削加工轨迹驱动机器人的六个关节轴运动，并带动安装在机器人末端的工具模块(2)完成磨削加工作业。2.根据权利要求1所述的机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备，其特征在于：所述工具模块(2)中的磨削工具模块包括机器人端快换法兰(25)、工具端快换法兰(26)、六维力传感器(21)、工具倾斜装置(22)、夹具(23)和气动刻磨机(24)，其中：机器人端快换法兰(25)用于机器人末端执行器与工具端快换法兰(26)连接，工具端快换法兰(26)同时与六维力传感器(21)连接，工具倾斜装置(22)用于连接六维力传感器(21)与夹具(23)，气动刻磨机(24)通过夹具(23)装夹，气动刻磨机(24)用于磨削加工工作；所述测量工具模块包括机器人端快换法兰(25)、工具端快换法兰(26)、工具倾斜装置(22)、夹具(23)和测量工具(27)，其中：机器人端快换法兰(25)用于机器人末端执行与工具端快换法兰(26)连接，工具倾斜装置(22)用于连接工具端快换法兰(26)与测量工具夹具(23)，测量工具(27)通过夹具(23)装夹，测量工具(27)用于工件零点的自动校正和机匣流道焊缝表面加工质量的检测。3.根据权利要求2所述的机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备，其特征在于：所述工具倾斜装置(22)用于倾斜气动刻磨机(24)和测量工具(27)，以便更好的磨削和测量机匣流道焊缝的质量；所述测量工具(27)为雷尼绍测头。4.根据权利要求1所述的机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备，其特征在于：所述装夹工具(4)包括机匣夹紧机构(41)、转动轴(42)、伺服电机Ⅰ(43)、滚轮(44)、定位销(45)、定位盘(46)和固定盘(47)，所述机匣夹紧机构(41)与定位销(45)将机匣工件(3)装夹于定位盘(46)上；所述转动轴(42)与固定盘(47)之间通过轴承连接使其相对转动，转动轴(42)与定位盘(46)之间通过键连接使其相对静止，伺服电机Ⅰ(43)带动转动轴(42)转动，进而带动定位盘(46)转动，使安装在定位盘(46)上的机匣工件(3)转动，实现磨削加工过程中机匣工件的旋转；为保证定位盘(46)的稳定性，定位盘(46)与固定盘(47)之间安装有四个均匀分布的滚轮(44)；所述固定盘(47)固定在角度调节装置(5)上。5.根据权利要求1所述的机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备，其特征在于：所述机匣工件(3)包括焊缝(31)、机匣叶片(32)、机匣内圈(33)和机匣外圈(34)，机匣的加工部位为焊缝(31)，焊缝(31)位于机匣叶片(32)与机匣外圈(34)的连接部位；利用机匣外圈(34)与机匣夹紧机构(41)将机匣工件(3)夹紧在定位盘(46)上。6.根据权利要求4所述的机匣流道焊缝机器人自动磨削的装备，其特征在于：所述角度调节装置(5)包括滑轨(51)、滑块连接前板(52)、固定盘前夹紧装置(53)、连接后板Ⅰ(54)、连接后板Ⅱ(55)、丝杠滑块(56)、丝杠(57)、滑道(58)、伺服电机Ⅱ(59)、连接前板(510)、固定盘后夹紧装置(511)，所述角度调节装置(5)用于装夹工具(4)的倾斜动作，以便于加工机匣工件(3)；所述工作台(6)用于安装角度调节装置(5)，以提供加工机匣所需的高度要求；其中：固定盘前夹紧装置(53)与固定盘后夹紧装置(511)用于连接装夹工具(4)与角度调节装置(5)，连接后板Ⅰ(54)与连接后板Ⅱ(55)通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵吉宾，王正佳，韩晓，李论，蔡鸣，张洪瑶，李佳璇，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：