[發明專利]一種航空發動機葉片機器人智能磨削及檢測設備

有效

• 申請號: 202010347825.6
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111546198B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 趙歡;姜宗民;丁漢
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B24B21/16
• 分類號: B24B21/16;B24B21/00;B24B41/00;B24B49/00;B24B49/12;B24B55/12;B24B55/06
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 王福新

本發明公開了一種航空發動機葉片機器人智能磨削及檢測設備，包括：用于存放待加工葉片和成品葉片的葉片輸送裝置；用于獲取待加工葉片圖像的圖像獲取裝置；用于夾持待加工葉片的機器人；用于磨削待加工葉片的磨削裝置；以及，用于判斷待加工葉片是否為成品葉片的數字樣板檢測機；機器人的工作路線分別覆蓋葉片輸送裝置和圖像獲取裝置、圖像獲取裝置和磨削裝置、圖像獲取裝置和數字樣板檢測機、數字樣板檢測機和磨削裝置、數字樣板檢測機和葉片輸送裝置。本發明實現了待加工葉片“測量?加工”自適應閉環且無人化加工，保護工人身體健康，降低人工成本，無須多次拆裝，裝夾誤差小，加工精度和成品率高。

技術領域

本發明屬于航空發動機葉片磨削及檢測技術領域，更具體地，涉及一種航空發動機葉片機器人智能磨削及檢測設備。

背景技術

航空發動機葉片是飛機動力系統的核心部件，航空發動機依靠燃氣流產生推力，氣流從進氣口進入，經過壓氣機壓縮、燃燒室燃燒，再經過渦輪機膨脹做功，從排氣口排出，在氣流做功的過程中，壓氣機和渦輪機中的多級葉片為發動機提供了主要的動力輸出。航空發動機中的葉片種類繁多、數量龐大、形狀復雜，使得葉片的加工和測量非常困難。

目前，國內外葉片制造行業大部分葉片加工仍以人工磨拋為主，人工磨拋主要存在以下幾點弊端：(1)葉片磨拋時會產生大量的粉塵和噪聲，對生產一線的工人健康非常不利；(2)人工磨拋通常是根據工人的經驗確定磨拋力度和磨拋軌跡，熟練程度不同的工人磨拋的葉片表面一致性很難得到保證，這嚴重影響航空發動機的質量和動力性能；(3)工人磨拋后無法及時確定工件尺寸是否滿足加工要求，需要送到測量室采用三坐標測量機進行檢測，導致工序復雜，加工效率低。三坐標測量機的精度高、測量范圍大，廣泛應用于工業測量中，主要由三軸精密氣浮平臺、接觸式測頭、控制系統以及軟件組成，精密氣浮平臺和高精度光柵尺等對環境要求高，需要安裝在恒溫、恒濕的潔凈室中，因此只能采用離線測量的方式進行檢測。但離線測量過程中工件需要經過多次拆裝，不僅效率低下，還會引入二次裝夾誤差，影響工件的加工精度。

因此，自動化與自適應磨拋設備符合批量生產的時代需求，近年來國內外研究人員對數控磨削設備以及機器人磨削技術做了大量的研究工作。仿形磨削、恒力磨削以及多軸聯動磨削等數控磨拋設備極大提高了葉片制造的自動化水平。仿形法的加工質量依賴于靠模板的精度，靠模板的制造精度以及運行損耗都影響葉片最終成型質量，且其通用性較差，難以滿足葉片小批量、多規格的加工要求。多軸聯動通用性數控磨削設備靈活性好，精度高，但受限于國外高端數控設備價格高昂，國內替代產品功能不足，加上工藝編程難度大，難以快速轉換工藝，缺乏“測量-加工”自適應閉環加工能力等原因仍未替代人工磨拋，無法取得廣泛應用。

因此，本領域技術人員亟待提供一種環境適應力強、效率高且具有“測量-加工”自適應閉環加工能力的葉片加工設備，以完全代替人工進行一體化智能磨削和檢測。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種航空發動機葉片機器人智能磨削及檢測設備，所述航空發動機葉片機器人智能磨削及檢測設備包括：

用于存放待加工葉片和成品葉片的葉片輸送裝置；

用于獲取所述待加工葉片圖像的圖像獲取裝置；

用于夾持所述待加工葉片的機器人；

用于磨削所述待加工葉片的磨削裝置；以及，

用于判斷所述待加工葉片是否為成品葉片的數字樣板檢測機；

所述機器人的工作路線分別覆蓋所述葉片輸送裝置和所述圖像獲取裝置、所述圖像獲取裝置和所述磨削裝置、所述圖像獲取裝置和所述數字樣板檢測機、所述數字樣板檢測機和所述磨削裝置、所述數字樣板檢測機和所述葉片輸送裝置。