[發(fā)明專利]一種葉片型面機(jī)器人磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911036961.7
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110744406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)思杰;楊澤源;徐小虎;龐國(guó)鑫;葉松濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B21/16
• 分類號(hào): B24B21/16;B24B21/18;B24B51/00;B24B41/06;B24B49/12;B24B41/00;B25J11/00
• 代理公司: 11014 北京恒和頓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉親斌

1.一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)，其特征在于，包括：

磨拋單元，包括工業(yè)機(jī)器人(6)及設(shè)于該工業(yè)機(jī)器人(6)作業(yè)半徑范圍之內(nèi)的磨拋機(jī)(1)，所述工業(yè)機(jī)器人(6)末端夾持葉片，并確保所述葉片的型面與所述磨拋機(jī)(1)的砂帶接觸；

力控單元，包括設(shè)于所述工業(yè)機(jī)器人(6)末端的六維力傳感器(4)，該六維力傳感器(4)用于實(shí)時(shí)測(cè)量葉片與砂帶之間的接觸力；

控制單元，包括設(shè)于所述工業(yè)機(jī)器人(6)作業(yè)范圍之外的機(jī)器人控制柜(7)，該機(jī)器人控制柜(7)根據(jù)所述接觸力控制所述工業(yè)機(jī)器人(6)按照規(guī)劃路徑和選取的加工參數(shù)對(duì)葉片進(jìn)行磨拋加工；

測(cè)量反饋單元，包括線結(jié)構(gòu)光在線測(cè)量裝置(10)，用于測(cè)量磨拋后葉片的型面點(diǎn)云數(shù)據(jù)并完成CAD模型重構(gòu)，并將測(cè)量結(jié)果反饋給所述機(jī)器人控制柜(7)，實(shí)現(xiàn)葉片的測(cè)量、加工、控制一體化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括中控操作臺(tái)(8)，該中控操作臺(tái)(8)用于對(duì)所述測(cè)量反饋單元、六維力傳感器(4)的測(cè)量信息、所述磨拋單元的加工信息進(jìn)行控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量反饋單元包括探針及其支架(9)，該探針及其支架(9)固定安裝在地面上，用于對(duì)葉片的坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)，其特征在于，所述磨拋單元包括氣動(dòng)夾具(3)，該氣動(dòng)夾具(3)設(shè)于所述六維力控傳感器(4)末端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)，其特征在于，該加工系統(tǒng)包括供料單元，該供料單元包括葉片物料車(5)，葉片物料車(5)設(shè)于所述工業(yè)機(jī)器人(6)可達(dá)到的范圍內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)，其特征在于，所述磨拋機(jī)(1)固定安裝在地面上，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片的粗磨、精磨、進(jìn)排氣邊打磨和拋光。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工系統(tǒng)，其特征在于，所述磨拋機(jī)(1)包括主動(dòng)輪、張緊輪、砂帶和接觸輪組成，通過(guò)TCP/IP協(xié)議連接到中控操作臺(tái)(8)，通過(guò)所述中控操作臺(tái)(8)控制磨拋機(jī)(1)的啟停時(shí)間和砂帶速度。

8.一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S100：完成葉片物料車(5)、磨拋機(jī)(1)、線結(jié)構(gòu)光在線測(cè)量裝置(10)以及壓氣機(jī)葉片(2)的標(biāo)定；

S200：實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人(6)自動(dòng)夾持壓氣機(jī)葉片(2)，并運(yùn)動(dòng)至線結(jié)構(gòu)光在線測(cè)量裝置(10)進(jìn)行測(cè)量獲取壓氣機(jī)葉片(2)的型面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并傳輸至中控操作臺(tái)(8)；

S300：中控操作臺(tái)(8)中的上位機(jī)軟件先對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑、去噪、修剪初步處理，再進(jìn)行柵格化與NURBS曲面擬合完成CAD模型快速重構(gòu)，將實(shí)際CAD模型與理論CAD模型進(jìn)行比對(duì)，提取出需要磨拋的待加工區(qū)域，在原有磨拋軌跡中提取出待加工區(qū)域的磨拋軌跡，并將其傳輸至工業(yè)機(jī)器人(6)；

S400：根據(jù)待加工區(qū)域的參數(shù)在工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)選取最佳的加工參數(shù)，并將此次加工參數(shù)作為工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的歷史數(shù)據(jù)不斷地對(duì)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化更新，工業(yè)機(jī)器人(6)夾持壓氣機(jī)葉片(2)針對(duì)帶加工區(qū)域進(jìn)行打磨；

S500：一次磨拋完成后，工業(yè)機(jī)器人(6)夾持壓氣機(jī)葉片(2)再次移動(dòng)到測(cè)量位置，測(cè)量裝置再次對(duì)壓氣機(jī)葉片(2)進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)壓氣機(jī)葉片(2)是否合格。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工方法，其特征在于，還包括通過(guò)離線編程對(duì)工業(yè)機(jī)器人(6)完成自動(dòng)夾持軌跡規(guī)劃、測(cè)量軌跡規(guī)劃、磨拋軌跡規(guī)劃以及過(guò)渡路徑軌跡規(guī)劃的步驟。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種葉片型面機(jī)器人砂帶磨拋?zhàn)赃m應(yīng)加工方法，其特征在于，S500中檢測(cè)包括如下步驟：

S501：若合格，則機(jī)器人執(zhí)行放置壓氣機(jī)葉片(2)指令，并夾取下一片壓氣機(jī)葉片(2)；

S502：否則，工業(yè)機(jī)器人(6)再次夾持壓氣機(jī)葉片(2)針對(duì)待加工區(qū)域再次加工。