一種整體葉盤加工系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種整體葉盤加工系統及方法，主要解決了現有航空發動機葉盤在銑削或者電解加工后必須采用人工磨拋過程中帶來的效率低、精度不穩定、勞動強度大、粉塵危害大等問題。該系統包括工業機器人、研磨裝置、葉盤、轉臺、控制柜。先通過整體葉盤加工路徑進行規劃并將加工程序傳輸至工業機器人的控制器中，再啟動工業機器人驅動砂帶研磨裝置進入加工區域，并由工業機器人控制研磨裝置按預先規劃好的研磨路徑對葉盤上目標葉片實施加工，再由轉臺帶動葉盤轉過一定角度，重復上述過程完成整個葉盤各個葉片型面的研磨加工。本發明專利技術結構巧妙，磨拋效率高、工作方式靈活，加工成本低，消除了人工打磨作業的潛在危害，具有較好的實用和推廣價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于航空制造
，涉及的是整體葉盤的光整精密加工，具體的說，是涉及一種航空發動機整體葉盤高效研磨加工系統及其實現方法。
技術介紹
整體葉盤是西方發達國家在航空發動機設計中采用的最新結構和氣動布局形式，是高性能航空發動機實現結構創新與技術跨越的核心部件。與傳統的裝配結構相比，整體葉盤將葉片和輪盤設計成一個整體結構，省去了傳統聯接用的榫頭、榫槽和鎖緊裝置，減少了結構重量和零件數量，避免了榫頭氣流損失，使大為簡化了發動機結構。整體葉盤主要采用整體銑削或者電解加工成型進行粗加工，目前整體葉盤葉片型面的后續精加工主要是由人工手持作業工具靠經驗來完成，這使得磨拋材料去除量很難保持均勻一致，進而影響到發動機氣動效率。另外一種整體葉盤精加工方式是采用專門的數控磨床來實現整體葉盤的加工。上述采用人工打磨作業方式或者采用數控磨床專機進行整體葉盤加工的主要是問題是：1.由于葉盤的高價值及高精度加工要求，導致人工光整作業需極其小心，作業效率極低，勞動強度也較大，且很難保證葉片磨拋表面質量的穩定性；2.采用數控磨床專機方式進行磨拋加工，其設備采購成本昂貴，其維護和使用成本也較高，給相關航發企業帶來極大的風險和運營成本。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述缺陷，設計一種可實現整體葉盤高效光整精密加工且成本較低的自動化加工系統。為了實現本專利技術的目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種整體葉盤加工系統，包括將航空發動機整體葉盤工件(4)裝夾在能實現自動分度的轉臺裝置(5)上，在轉臺裝置附近布置具有六自由度的工業機器人(2)上，并在工業機器人的末端關節上固定有用于實現葉盤光整加工的研磨裝置(3)，在研磨裝置上安裝有驅動收放帶輪(11)旋轉的電機(16)，從而帶動砂帶(17)運動，工業機器人驅動研磨裝置按照螺旋運動方式對整體葉盤工件進行高效率自動化的研磨加工。所述轉臺裝置(5)主要包括底座(6)、芯軸(7)、壓板(8)和鎖緊螺母(9)，底座通過地腳螺栓與地面固接的，底座上設置有通過動力驅動的芯軸，將葉盤工件(4)貫穿式安裝在芯軸一端，并通過壓板固定后，最后通過鎖緊螺母將葉盤工件進行夾緊，芯軸帶動葉盤工件實現分度運動。所述研磨裝置(3)主要包括法蘭連接裝置(10)、收放帶輪(11)、支撐板(12)、過渡輪(13)、支撐軸(14)、接觸輪(15)、電機(16)、砂帶(17)，支撐板(12)背面設置有電機(16)，支撐板(12)正面設置砂帶收放帶輪(11)與電機(16)的輸出軸連接，過渡輪(13)設置在支撐板上，支撐軸(14)固定在支撐板上，在支撐軸(14)另一端設置有接觸輪，砂帶(17)設置圍繞在各個輪之間，電機驅動收放帶輪(11)進行收放帶方式實現砂帶高速運動。所述研磨裝置(2)通過法蘭連接裝置(10)與工業機器人(2)末端關節連接固定,從而使得研磨裝置在工業機器人的驅動下實現與整體葉盤上的葉片切觸的各種位姿運動。所述整體葉盤加工方法通過將葉盤工件的CAD數模導入到離線編程軟件中，設置相關工藝參數并采用螺旋進刀方式對葉盤葉片加工表面進行軌跡遍歷，生成相應工業機器人的控制程序指令，并將程序指令傳輸到工業機器人控制器進行執行。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：(1)本專利技術采用在工業機器人上集成研磨裝置方式實現整體葉盤光整加工，與普遍采用的手工作業拋光方式相比不僅效率高得多，磨削拋光工藝調整靈活，易用性強，大大降低了整體葉盤加工成本；(2)本專利技術采用工業機器人實現整體葉盤光整加工方法，相比人工打磨拋光方式，不僅大大降低了人工勞動強度，而且大大減輕了工人與有害的打磨金屬粉塵直接長期接觸易出現的矽肺病危害；(3)本專利技術采用將工業機器人進行整體葉盤光整加工方式，與采用價值不菲的專用數控砂輪或者砂帶磨床加工方式相比，由于目前工業機器人成本較為低廉，維護方便，接口功能強大，易與車間各類設備進行信息化集成，極大簡化和相關工廠的設備管理使用和生產成本；附圖說明圖1為本專利技術整體葉盤加工系統結構主視圖。圖2為本專利技術轉臺裝置主視圖。圖3為本專利技術研磨裝置主視圖。圖4為本專利技術研磨裝置俯視圖。圖5為本專利技術整體葉盤上葉片加工軌跡規劃方法示意圖。圖6為本專利技術加工整體葉盤的葉片葉盆的應用示意圖。圖7為本專利技術加工整體葉盤的葉片葉背的應用示意圖。其中，附圖標記所對應的名稱：1—機器人控制柜、2—工業機器人、3—研磨裝置、4—葉盤工件、5—轉臺裝置、6—底座、7—芯軸、8—壓板、9—鎖緊螺母、10—法蘭連接裝置、11—收放帶輪、12—支撐板、13—過渡輪、14—支撐軸、15—接觸輪、16—電機、17—砂帶。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。本專利技術的實施方式包括但不限于下列實施例。如圖1所示，為本專利技術整體葉盤加工系統的一個優選實例的結構主視圖。包括將整體葉盤工件(4)裝夾在轉臺裝置(5)上，在該轉臺裝置安裝在工業機器人(2)有效工作空間內，在工業機器人的末端關節上設置有用于實現磨拋加工的研磨裝置(3)，研磨裝置上設置的電機(16)驅動砂帶(17)運動，通過軟件生成的程序指令控制工業機器人驅動研磨裝置按照相應規劃軌跡對葉盤進行自動研磨加工。如圖2所示，為本專利技術的實現整體葉盤工件裝夾的轉臺裝置主視圖。包括底座(6)通過地腳螺栓與地面固接，底座上設置有通過有動力驅動的芯軸(7)，將葉盤工件(4)貫穿式安裝在芯軸一端，并通過壓板(8)固定后，最后通過鎖緊螺母(9)將葉盤工件進行夾緊，在指令控制下芯軸帶動葉盤工件實現分度運動，從而調整葉盤工件各個目標葉片在最佳的位置進行加工。如圖3、圖4所示，分別為本專利技術的研磨裝置主視圖和俯視圖。主要包括法蘭連接裝置(10)、收放帶輪(11)、支撐板(12)、過渡輪(13)、支撐軸(14)、接觸輪(15)、電機(16)、砂帶(17)等組成，在支撐板(12)背面設置有電機(16)，同時在支撐板(12)正面設置砂帶收放帶輪(11)，并與電機(16)的輸出軸連接，過渡輪(13)設置在支撐板上，支撐軸(14)固定在支撐板中央位置，在支撐軸(14)另一端設置有接觸輪，砂帶(17)設置在兩個收放帶輪(11)之間并圍繞在各個輪之間進行傳動，電機驅動收放帶輪通過收放帶方式實現砂帶高速運動，整個研磨裝置通過法蘭連接裝置(10)與工業機器人(2)末端關節連接固定,使得研磨裝置在工業機器人的驅動下實現與整體葉盤上的葉片切觸的各種位姿運動，從而實現葉盤材料的去除加工。如圖5所示，為本專利技術針對整體葉盤上葉片加工軌跡規劃方法示意圖。主要是通過將整體葉盤工件的CAD數據模型導入到離線編程軟件，在相關軟件中設置葉盤磨拋加工工藝參數并采用螺旋進刀方式對葉盤葉片加工表面進行軌跡遍歷和加工數據生成，再轉換為選用工業機器人的控制程序指令，并將程序指令傳輸到工業機器人控制器即可執行葉盤的自動化加工。如圖6、圖7所示，為本專利技術的整體葉盤加工系統磨拋整體葉盤上相應葉片部位的應用示意圖。主要是顯示整體葉盤不同葉片部位加工過程中對應的研磨裝置及工業機器人的位置狀況。按照上述實施例，便可較佳地實現本專利技術。值得說明的是，基于上述設計原理的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本專利技術所公開的結構基礎上做出的一些無實質性的改動或潤色，所采用的技術方案的實質仍然與本專利技術一樣，故其也應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種整體葉盤加工系統及方法，其特征在于，包括在葉盤工件(4)裝夾在轉臺裝置(5)上，在轉臺裝置附近布置有工業機器人(2)上，設置在工業機器人的末端關節上固定有用于實現加工的研磨裝置(3)，研磨裝置上設置的電機(16)帶動砂帶(17)運動，通過程序指令控制工業機器人驅動研磨裝置的砂帶對葉盤進行自動化精準的研磨加工。

【技術特征摘要】
1.一種整體葉盤加工系統及方法，其特征在于，包括在葉盤工件(4)裝夾在轉臺裝置(5)上，在轉臺裝置附近布置有工業機器人(2)上，設置在工業機器人的末端關節上固定有用于實現加工的研磨裝置(3)，研磨裝置上設置的電機(16)帶動砂帶(17)運動，通過程序指令控制工業機器人驅動研磨裝置的砂帶對葉盤進行自動化精準的研磨加工。2.根據權利要求1所述的整體葉盤加工系統，其特征在于：所述轉臺裝置(5)主要包括底座(6)、芯軸(7)、壓板(8)和鎖緊螺母(9)，其中底座與地面固接的，芯軸上安裝的葉盤工件(4)通過壓板固定，并通過鎖緊螺母夾緊。3.根據權利要求1所述的整體葉盤加工系統，其特征在于：所述研磨裝置(3)主要包括法蘭連接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：成都極致智造科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51