[发明专利]叶片精整作业机器人系统

说明书

本发明属于高精度自动化复杂曲面精整技术领域，具体涉及一种叶片精整作业机器人系统，旨在解决现有技术中航空发动机叶片精整作业自动化程度低、效率低、加工件加工精度和表面质量精度低与不稳定的问题。本申请系统中的上位机模块能够在线测量待加工叶片当前三维尺寸数据，并与待加工叶片目标尺寸数据的比对计算，将外形尺寸加工余量转化为机器人工艺参数，根据航空发动机叶片曲面外形与机器人工艺参数对机器人的精整运动路径进行规划，并向机器人控制器发出精整运动控制指令程序，同时借助力控柔顺系统，实现对复杂曲面叶片对象的高精度自动化精整。

技术领域

本发明属于高精度自动化复杂曲面精整技术领域，具体涉及一种叶片精整作业机器人系统。

背景技术

叶片是航空发动机动力装置的重要核心零件，是发动机中种类与数量最多的一类零件，形状复杂，其加工精度和表面质量对这些动力装置的工作效率和可靠性有较大影响。因此研究叶片的高效率、高精度和高可靠性的精密加工技术及方法有着重大意义和应用价值。

目前，国内对叶片表面的精加工处理方式多采用手工经验抛磨，此抛磨方式耗时长、产能差、良品率低，且工作环境极差，不适合工人长期高强度工作，此外，现有技术中的航空发动机叶片精整作业由于自动化程度低，导致加工效率低、加工件加工精度和表面质量精度低与不稳定的问题，因此，需要一种新的航空发动机叶片精整作业系统，以解决或至少减轻上述问题的发生。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中航空发动机叶片精整作业自动化程度低、效率低、加工件加工精度和表面质量精度低与不稳定的问题。本发明提供一种全封闭、全自动的叶片精整作业机器人系统用于对单叶片的各个叶片部分进行全部磨抛，该系统包括上位机模块，以及分别与所述上位机模块通信连接的机器人、三维尺寸测量模块、第一磨抛模块和第二磨抛模块；

所述机器人用于执行所述上位机模块的控制指令，夹持待加工叶片运动；

所述三维尺寸测量模块用于获取待加工叶片当前尺寸，并生成尺寸数据反馈给所述上位机模块；

所述第一磨抛模块用于对待加工叶片的叶缘和/或叶顶进行加工；

所述第二磨抛模块用于对待加工叶片的叶面和/或叶根圆角及过渡进行加工；

所述上位机模块配置为：基于所述尺寸数据生成控制指令，并控制所述机器人夹持待加工叶片运动至指定位置以对待加工叶片表面进行磨抛加工，所述指定位置包括所述第一磨抛模块的加工端和所述第二磨抛模块的加工端。

在一些优选技术方案中，所述第一磨抛模块包括第一磨抛机构、第一驱动机构和第一检测机构，所述第一磨抛机构包括第一砂带、第一固定支座和第一活动支座；

所述第一固定支座包括竖直部，所述第一活动支座活动装设于所述竖直部，所述第一活动支座能够在所述第一驱动机构的驱动下相对于所述第一固定支座沿水平方向运动；

所述第一活动支座包括开口方向背向设置的第一U型结构和第二U型结构，所述第一U型结构的两端分别装设有结构相同的支撑带轮，所述第二U型结构的两端分别装设有第一驱动带轮和第一张紧轮，所述第一张紧轮通过第一张紧组件活动设置于所述第二U型结构，所述第一驱动带轮的轴线垂直于所述竖直部设置且所述第一驱动带轮具有绕自身轴线转动的自由度；

所述第一砂带包覆于所述第一张紧轮、两个所述支撑带轮和所述第一驱动带轮设置，所述第一砂带能够在所述第一驱动带轮的带动下移动；

所述第一张紧组件连接于所述第一张紧轮和所述第一活动支座之间，所述第一张紧组件能够调整所述第一张紧轮相对于所述第一驱动带轮的位置以调整所述第一砂带的张紧度；