[发明专利]一种水轮机转轮叶片复杂型面机器人打磨抛光方法

说明书

本发明公开了一种水轮机转轮叶片复杂型面机器人打磨抛光方法，所述方法包括如下步骤：1）叶片装夹；2）装夹检查；3）数据分析；将扫描仪扫描的叶片数据进行分析，建立叶片实际点云模型；4）数控编程；根据叶片点云模型用磨削加工软件规划机器人打磨、抛光轨迹线路；5）打磨；6）抛光；7）叶片型线检查；8）叶片表面粗糙度检查。本发明利用计算机三维模拟技术及机器人打磨抛光技术，根据水轮机转轮运行时水在流道中的流动方向进行数控程序规划，控制机器人运动姿态，使砂带轮与叶片始终保持相切，打磨抛光线路始终与水流动方向平行，确保叶片打磨抛光质量较高，加工后的叶片能够导致机组发电效率更高。

技术领域

本发明涉及一种机器人打磨抛光方法，特征是一种水轮机转轮叶片复杂型面机器人打磨抛光方法。

背景技术

目前，对于水轮机的转轮叶片而言，其水轮机转轮叶片铸造毛坯件的表面打磨、抛光均由人工打磨完成，这样做虽然可行，但是该方法存在着人员劳动强度大、工作效率低、人员职业健康要求高、打磨纹路轨迹混乱、深浅等问题；了解决这一问题，许多制造厂家采用了机器人来进行打磨抛光。

在CN102120307B中公开了名称为“一种基于视觉信息的工业机器人磨削系统及方法”发明专利，该系统利用视频摄像头采集工件图像,利用计算机识别定位工件,通过在线规划机械手爪从当前位置到抓取位置的运动轨迹点,控制机械手爪抓取工件,然后按照预先设定好的磨削操作步骤控制砂带转速和转向,控制工业机器人把工件移动到指定的位置和姿态,打磨抛光工件。系统中视频摄像头实时采集工件图像；计算机识别和定位工件,控制机械手爪抓取工件，控制工件磨削操作中的工业机器人的运动和磨削机的运行的状态；计算机的数据端与工业机器人的控制柜的数据端连接,通过输出轨迹点控制工业机器人的运动；计算机的数据端与磨削机的数据端连接,控制磨削机的启动、停止和砂带的转速、转向。这种磨削的方法的是采用零件运动来适应砂带的位置，该方法只能用于平面简单的零件打磨与抛光，对于复杂零件，如水轮机转轮叶片零件的曲面进行精细打磨抛光则无法进行抛光打磨。

在CN106312754 B中公开了名称为“螺旋桨打磨抛光工业机器人及打磨抛光方法”的发明专利，它包括机器人主体、螺旋桨定位夹紧 驱动机构和3D激光坐标定位装置；所述螺旋桨定位夹紧驱动机构包括能够调整水平位置的回转工作台，回转工作台上设置螺旋桨夹具，在螺旋桨夹具的回转中心连接零点坐标定位球；所述机器人主体包括转动件，在转动件上设置能够升降的下支承板和上支承板，在上支承板上安装机器人臂和3D激光坐标定位装置；所述机器人臂包括能够上下回转的大臂、和安装在大臂上端能够上下回转以及旋转的小臂，在小臂的端部安装能够上下回转和旋转的打磨头，在打磨头上端设置电磁阀和压力传感器。虽然该机器人能够对具有曲面的零件进行打磨抛光，但是，由于机器人结构的限制，以及磨头运行轨迹问题，导致其加工打磨抛光后精度较低，产品质量无法到达设计要求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能够使得转轮叶片质量稳定、一致性高的水轮机转轮叶片复杂型面机器人打磨抛光方法。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种水轮机转轮叶片复杂型面机器人打磨抛光方法，所述方法包括如下步骤：1）叶片装夹；按电脑预定位置，用组合式通用角铁将叶片进行装夹；2）装夹检查；用机器人配备的扫描仪检查叶片是否按电脑预定位置装夹到位，并焊牢于角铁；3）数据分析；将扫描仪扫描的叶片数据进行分析，建立叶片实际点云模型；4）数控编程；根据叶片点云模型用磨削加工软件规划机器人打磨、抛光轨迹线路；5）打磨；找正加工基准，设定加工零点，进行机器人打磨；6）抛光；7）叶片型线检查；利用机器人配备的扫描仪对叶片进行型面检查，与叶片理论模型对比，出具检测报告；8）叶片表面粗糙度检查；用表面粗糙度仪进行检查。

其中，在所述步骤1）中，包括如下步骤：

（1）、对工装的组合

根据叶片叶型曲面变化用不同规格的通用角铁在叶片四周往内侧收约50mm，每间距300mm一个角铁进行组合形成组合工装，组合工装通过固定于打磨平台上；