[发明专利]一种叶片型面机器人磨抛自适应加工系统及方法

权利要求书

1.一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工系统，其特征在于，包括：

磨抛单元，包括工业机器人(6)及设于该工业机器人(6)作业半径范围之内的磨抛机(1)，所述工业机器人(6)末端夹持叶片，并确保所述叶片的型面与所述磨抛机(1)的砂带接触；

力控单元，包括设于所述工业机器人(6)末端的六维力传感器(4)，该六维力传感器(4)用于实时测量叶片与砂带之间的接触力；

控制单元，包括设于所述工业机器人(6)作业范围之外的机器人控制柜(7)，该机器人控制柜(7)根据所述接触力控制所述工业机器人(6)按照规划路径和选取的加工参数对叶片进行磨抛加工；

测量反馈单元，包括线结构光在线测量装置(10)，用于测量磨抛后叶片的型面点云数据并完成CAD模型重构，并将测量结果反馈给所述机器人控制柜(7)，实现叶片的测量、加工、控制一体化。

2.根据权利要求1所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工系统，其特征在于，所述控制单元包括中控操作台(8)，该中控操作台(8)用于对所述测量反馈单元、六维力传感器(4)的测量信息、所述磨抛单元的加工信息进行控制。

3.根据权利要求1所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工系统，其特征在于，所述测量反馈单元包括探针及其支架(9)，该探针及其支架(9)固定安装在地面上，用于对叶片的坐标系进行标定。

4.根据权利要求1所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工系统，其特征在于，所述磨抛单元包括气动夹具(3)，该气动夹具(3)设于所述六维力控传感器(4)末端。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工系统，其特征在于，该加工系统包括供料单元，该供料单元包括叶片物料车(5)，叶片物料车(5)设于所述工业机器人(6)可达到的范围内。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工系统，其特征在于，所述磨抛机(1)固定安装在地面上，用于实现对叶片的粗磨、精磨、进排气边打磨和抛光。

7.根据权利要求2所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工系统，其特征在于，所述磨抛机(1)包括主动轮、张紧轮、砂带和接触轮组成，通过TCP/IP协议连接到中控操作台(8)，通过所述中控操作台(8)控制磨抛机(1)的启停时间和砂带速度。

8.一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：完成叶片物料车(5)、磨抛机(1)、线结构光在线测量装置(10)以及压气机叶片(2)的标定；

S200：实现工业机器人(6)自动夹持压气机叶片(2)，并运动至线结构光在线测量装置(10)进行测量获取压气机叶片(2)的型面点云数据，并传输至中控操作台(8)；

S300：中控操作台(8)中的上位机软件先对点云数据进行平滑、去噪、修剪初步处理，再进行栅格化与NURBS曲面拟合完成CAD模型快速重构，将实际CAD模型与理论CAD模型进行比对，提取出需要磨抛的待加工区域，在原有磨抛轨迹中提取出待加工区域的磨抛轨迹，并将其传输至工业机器人(6)；

S400：根据待加工区域的参数在工艺数据库中自动选取最佳的加工参数，并将此次加工参数作为工艺数据库的历史数据不断地对工艺数据库进行优化更新，工业机器人(6)夹持压气机叶片(2)针对带加工区域进行打磨；

S500：一次磨抛完成后，工业机器人(6)夹持压气机叶片(2)再次移动到测量位置，测量装置再次对压气机叶片(2)进行测量，检测压气机叶片(2)是否合格。

9.根据权利要求8所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工方法，其特征在于，还包括通过离线编程对工业机器人(6)完成自动夹持轨迹规划、测量轨迹规划、磨抛轨迹规划以及过渡路径轨迹规划的步骤。

10.根据权利要求8所述的一种叶片型面机器人砂带磨抛自适应加工方法，其特征在于，S500中检测包括如下步骤：

S501：若合格，则机器人执行放置压气机叶片(2)指令，并夹取下一片压气机叶片(2)；

S502：否则，工业机器人(6)再次夹持压气机叶片(2)针对待加工区域再次加工。