[發(fā)明專利]一種能夠?qū)ぜ詣?dòng)修型的砂帶磨削加工方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056291.0
• 申請日: 2008-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN101234479A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫云權(quán);湯青;甘中學(xué);吳水華;齊立哲;劉曉明;王榮
• 申請（專利權(quán)）人: 廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): B24B21/00
• 分類號(hào): B24B21/00;B24B51/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磨削方法及裝置，特別是關(guān)于一種能夠?qū)ぜ詣?dòng)修型的砂帶磨削加工方法及裝置。

背景技術(shù)

在各種切削加工工藝中，磨削加工當(dāng)屬應(yīng)用范圍最廣、技術(shù)難度最高的一種加工工藝。原因在于無論是金屬材料還是非金屬材料，凡屬高硬度、高韌性的難加工材料，尤其是極端環(huán)境條件下應(yīng)用的特種材料，一般唯有磨削加工能夠勝任而別無它法，因此磨削加工工藝在機(jī)械加工領(lǐng)域占有中非常重要的地位。

磨削方式主要分為砂輪磨削和砂帶磨削。砂帶磨削是根據(jù)工件形狀，用高速運(yùn)動(dòng)的砂帶及相應(yīng)的接觸方式對(duì)工件表面進(jìn)行磨削的一種新工藝，有“萬能磨削”之稱。對(duì)于復(fù)雜型面工件外表面(例如葉片等)的精加工，目前常用的加工方法主要為砂帶磨削。這種加工工藝在航空航天、國防、電力、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域具有重要且廣泛的應(yīng)用背景，例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)、大型汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、船舶推進(jìn)器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片以及航天器艙體外襯耐高溫陶瓷材料等的精加工均采用這種加工工藝。砂帶磨削在民用產(chǎn)品中應(yīng)用也很廣泛，例如各種貴重藝術(shù)裝飾品、人造關(guān)節(jié)、家庭裝飾用品(水暖件、燈具等)、樂器和家用電器(手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)等的外殼)的表面加工等。

修型磨削加工(conformance?grinding)指自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜型面工件外表面進(jìn)行砂帶磨削加工使之達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸公差和表面質(zhì)量的一種精加工過程。復(fù)雜型面工件外表面的修型磨削加工在航空航天、國防、電力、船舶、醫(yī)療等國民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在全球范圍內(nèi)，葉片加工精度問題已成為葉片加工行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)，修型磨削是有效解決葉片等復(fù)雜型面加工精度問題的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，對(duì)于復(fù)雜型面的磨削，無論是利用專用磨削機(jī)床、數(shù)控磨削機(jī)床還是機(jī)器人磨削，磨削過程中都沒有針對(duì)磨削量的過程控制，磨削過程主要針對(duì)工件的表面粗糙度。與一般的復(fù)雜型面磨削系統(tǒng)不同，修型磨削系統(tǒng)除能夠保證被加工工件表面粗糙度外，更重要的是在磨削過程中系統(tǒng)需通過路徑規(guī)劃、標(biāo)定、過程建模、過程參數(shù)控制等實(shí)現(xiàn)給定磨削量的磨削，使被加工工件通過磨削加工達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸公差。因此開發(fā)針對(duì)復(fù)雜型面工件外表面的修型磨削加工系統(tǒng)對(duì)提升我國的高精度磨削加工能力、推動(dòng)國家航空航天領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)發(fā)展、促進(jìn)國家制造業(yè)裝備的產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種即使是具有復(fù)雜型面的工件，也能夠?qū)ぜ詣?dòng)修型的砂帶磨削加工方法及裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種能夠?qū)ぜ詣?dòng)化修型的砂帶磨削加工方法，其包括以下步驟：(1)設(shè)置一包括軌跡規(guī)劃模塊、標(biāo)定模塊、修型磨削知識(shí)庫、路徑修正模塊、過程控制模塊、執(zhí)行單元和磨削單元的工件自動(dòng)化砂帶修型磨削加工系統(tǒng)，所述修型磨削知識(shí)庫包含了磨削量與各個(gè)磨削參數(shù)之間的關(guān)系；(2)將待修型工件上各個(gè)磨削點(diǎn)的期望磨削量直接輸入所述修型磨削知識(shí)庫；(3)根據(jù)輸入的所述各個(gè)磨削點(diǎn)的期望磨削量，所述修型磨削知識(shí)庫自動(dòng)生成各個(gè)期望磨削參數(shù)，并分別將所述期望磨削參數(shù)輸入所述路徑修正模塊、過程控制系統(tǒng)的和磨削單元；(4)將工件CAD模型輸入所述軌跡規(guī)劃模塊，所述軌跡規(guī)劃模塊生成初始磨削加工程序并輸入所述標(biāo)定模塊；(5)所述標(biāo)定模塊將初始磨削加工程序轉(zhuǎn)換成執(zhí)行單元可執(zhí)行的磨削加工程序，并輸入所述路徑修正模塊；(6)所述路徑修正模塊根據(jù)所述修型磨削知識(shí)庫生成輸入的期望磨削參數(shù)，自動(dòng)修正可執(zhí)行的磨削加工程序中沒有考慮到的修型磨削要求，生成實(shí)現(xiàn)修型磨削過程的實(shí)際加工路徑；(7)將所述實(shí)際加工路徑輸給執(zhí)行單元，便會(huì)生成修型磨削加工軌跡，同時(shí)控制磨削單元工作；(8)所述磨削單元實(shí)現(xiàn)所述修型磨削知識(shí)庫規(guī)劃好的期望磨削參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)化修型磨削過程；(9)在修型磨削過程中，所述過程控制模塊根據(jù)所述修型磨削知識(shí)庫規(guī)劃好的期望磨削參數(shù)和實(shí)際磨削過程參數(shù)反饋，控制所述執(zhí)行單元和磨削單元。

所述磨削加工系統(tǒng)中還設(shè)置有一磨削量生成模塊，如果輸入是工件CAD模型，則所述磨削量生成模塊通過三維重建后，將所述各個(gè)磨削點(diǎn)的期望磨削量輸入所述修型磨削知識(shí)庫。

在所述修型磨削加工系統(tǒng)中設(shè)置一測量單元，所述測量單元對(duì)實(shí)際磨削過程的參數(shù)進(jìn)行測量并反饋給所述修型磨削知識(shí)庫，根據(jù)所述修型磨削知識(shí)庫規(guī)劃好的期望磨削參數(shù)和實(shí)際磨削過程參數(shù)的比對(duì)，控制所述執(zhí)行單元和磨削單元。

所述期望磨削參數(shù)包括輸入給所述路徑修正模塊的執(zhí)行單元控制參數(shù)，輸入給所述過程控制模塊的過程控制系統(tǒng)控制參數(shù)和輸入給磨削單元的磨削單元控制參數(shù)。