一种机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法技术方案

本公开实施例中提供了一种机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法，航空发动机叶片位置找正系统通过激光扫描仪采集叶片型面数据，使用配准找正算法进行运算，得到叶片位姿调整矩阵，数据传输模块将变换矩阵输送给处理器，完成对加工程序和机器人运动路径的自适应调整，实现对叶片的精准磨抛。通过本申请公开的技术方案，能够精确地完成对指定叶片磨抛加工定位的配准与找正，降低位置误差，保证叶片磨抛加工后的轮廓精度。证叶片磨抛加工后的轮廓精度。证叶片磨抛加工后的轮廓精度。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机叶片加工定位领域，具体涉及一种机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法。

技术介绍

[0002]航空发动机叶片作为工业皇冠上的明珠,是典型的高精度自由曲面零件,需要承受高温高压等极其苛刻的工作环境,其表面轮廓的精度直接影响着发动机的性能。因此,叶片在经过数控加工后,需要进行磨抛加工形成高质量的型面,对于叶片加工的精度提出了严格的要求。叶片具有多种复杂曲面，加工难度大、精度要求高，在精密磨抛加工过程中最突出的问题之一是由于装夹定位产生的定位误差影响叶片的轮廓精度。在精密磨抛加工前，对叶片进行位置找正可有效降低位置误差，从而保证轮廓精度。
[0003]叶片作为具有多种复杂曲面的零件无法保证每一个的轮廓外形均保持一致，因此单一的叶片理论模型与实物之间存在形状误差同样影响叶片的加工精度。现有技术没有成熟的位置找正调整方法。针对上述技术缺陷，提出本申请的航空发动机叶片位置找正系统及方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供的找正方法是基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法，包含如下步骤：S1:激光扫描仪对发动机叶片进行面激光扫描，采集叶片型面数据并传输给处理器；S2:在处理器中使用面激光扫描得到的叶片轮廓数据,构建待加工叶片的理论模型；S3:机器人夹持叶片，使用点激光和线激光采集叶片数据，结合理论模型数据完成配准运算,得到叶片在机器人坐标系位姿调整的变换矩阵；S4:处理器根据位姿变换矩阵对加工程序与机器人运动路径进行自适应调整，实现叶片精准磨抛。2.根据权利要求1所述的机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法，其特征在于找正系统还包括夹持叶片的工装在与叶片接触位置采用柔性材料。3.根据权利要求1所述的机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法，其特征在于：步骤S1、S3中对发动机叶片进行点、线、面的三维度激光数据采集中，可以使用同一激光扫描仪进行工作模式的切换。4.根据权利要求1所述的机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法，其特征在于：步骤S2中基于面激光扫描得到的叶片轮廓数据，在处理器中使用CAD技术构建待加工叶片的理论模型。5.根据权利要求1所述的机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法，其特征在于：步骤S3中配准计算基于罗德里格矩阵与最小二乘法实现。6.根据权利要求1所述的机器人抛磨航空发动机叶片的位置找正系统及方法，其特征在于：步骤S3配准计算过程为：(1)在机器人坐标系下，计算点激光采集的测量点(p)与理论点(q)两个点集各点距离的标准差作为评估点集配准效果的标准误差，如果误差过大则跳出配准，指挥机器人重新夹持叶片；如果误差在允许范围内，使用罗德里格矩阵计算理论点(q)到测量点(p)的位姿变换矩阵，作为后续精确配准的初始值，包括旋转矩阵R和平移矩阵T。(2)在机器人坐标系下，使用(1)中得到的位姿变换矩阵R和T，对线激光采集的多条叶片轮廓线的坐标点集进行变换，得到新测量点(p1)，对应叶片理论模型的坐标点集为理论点(q)，根据计算测量点到所有理论点(q1～q
n
)之间的距离，找到最小距离值以及对应的理论点(q
i
)。以q
i
为中心，两侧各3个点作为控制点(q
i

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，梁嘉炜，吴动波，郑洋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：