【技术实现步骤摘要】
一种机器人自动打磨加工叶片叶尖圆角的装备及方法
[0001]本专利技术涉及工业机器人自动加工应用
，具体为一种机器人自动打磨加工叶片叶尖圆角的装备及方法。
技术背景
[0002]叶片是航空发动机的核心部件，因其在工作环境非常恶劣，在加工制造中要保证叶片具有很高的型面精度和优良的表面质量。叶尖是位于叶片顶端较为尖锐的部位，由于该部位的面积较小、且轮廓曲线为复杂曲线，加工难度较大，尤其对于叶尖微小半径圆弧的圆角加工难点更大。对于工件的圆角加工，大批量的生产类型主要采用专用机床，但航空叶片生成类型属于小批量、多品种生成，不宜采用专用机床。对于多品种、小批量的生产类型，为了提高加工质量与一致性，通常采用数控机床加工。数控机床对于微小半径圆弧的圆角加工，需要采用圆角成形固结磨头刚性接触打磨加工。但航空叶片多为塑性较高的钛合金或者高温合金材质，采用固结磨头加工时加工精度、效率及表面损伤等方面仍存在较多问题，且加工成本较高，对于航空叶片叶尖圆角加工也不适用。现在的加工方法仍然以人工打磨为主，加工质量和效率较低，圆角大小一致性较差。所...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人自动打磨加工叶片叶尖圆角的装备，其特征在于：包括机器人模块(1)、打磨工具模块(2)、工件及夹具模块(3)、工作台模块(4)、打磨力采集模块、控制计算机(5)以及气动装置模块(6)，其中，打磨工具模块(2)安装于机器人模块(1)末端，工作台模块(4)安装于机器人模块(1)中机器人末端可及的工作半径范围内，工件及夹具模块(3)安装于工作台模块(4)上；控制计算机(5)接收打磨力采集模块的力信号进行处理后输出控制指令至机器人模块(1)，实时带动打磨工具模块(2)运动调整打磨力大小，实现对工件及夹具模块(3)中工件的恒力打磨；工件及夹具模块(3)中的夹具通过气动装置模块(6)实现对工件的装夹；气动装置模块(6)也连接于打磨工具模块(2)，用于打磨轮(25)的装夹。2.根据权利要求1所述的机器人自动打磨加工叶片叶尖圆角的装备，其特征在于：打磨工具模块(2)包括打磨轮(25)，通过气动夹头(24)连接在主轴(23)上，该主轴(23)通过后端的电动马达(21)驱动，并通过主轴固定夹具(22)安装在第二法兰盘(28)上，第二法兰盘(28)与打磨力采集模块中的力传感器(26)连接，力传感器(26)的另一端通过第一法兰盘(27)安装在机器人模块(1)的机器人末端，力传感器(26)的输出信号线经打磨力采集模块中的电荷放大器及采集卡接至控制计算机(5)。3.根据权利要求2所述的机器人自动打磨加工叶片叶尖圆角的装备，其特征在于：所述打磨工具(25)为弹性打磨轮，采用片层基体外延圆周叠加成型结构，各片层基体表面涂附磨粒。4.根据权利要求2所述的机器人自动打磨加工叶片叶尖圆角的装备，其特征在于：还包括标定工具，具有安装套和设于安装套一侧的三个定位杆，安装套套装在主轴固定夹具上，三个定位杆轴线相互平行，且垂直于定位杆轴线的切面上三个定位杆的点的连线形成直角三角形；定位杆下端的三个定位点分别用于确定初始点、X轴正方向一点以及Y轴负方向一点。5.一种机器人自动打磨加工叶片叶尖圆角的方法，包括以下步骤：1)进行机器人模块中打磨工具的工具坐标系、工作台模块中工件坐标系、力传感器坐标系标定，将三个坐标系相对于机器人模块的基坐标进行变换，完成装备系统的坐标统一；2)将叶片的三维模型导入轨迹生成软件，选取叶片叶尖顶面，提取叶尖直角顶点轮廓曲线，设定进给方向；根据曲线曲率变化大小设定步长，并沿进给方向进行离散，得到多个离散点；3)读取每个离散点坐标位置，设定该离散点与顶面呈设定夹角大小方向为法线方向，结合进给设定方向，依据右手坐标定则，生成并读取全部离散点的位置坐标与姿态角度，生成全部离散点轨迹坐标；4)按照进给设定方向，采用样条差值法，将离散点进给方向位置点的离散型值点数据转换为连续型数据，进行加工轨迹进给方向的光顺处理；5)采用轨迹行间调整，...
【专利技术属性】
技术研发人员：田凤杰，齐子建，王林海，许泽，齐熙展，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：
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