基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及葉片磨拋技術領域，尤其涉及一種基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝。
【背景技術】
[0002]隨著現代科技的進步和工業化進程的推進，航空航天和能源裝備領域方面得到了很大程度上的發展。葉片是航空航天發動機、汽輪機以及風力發電機的能源轉換核心部件，其加工精度和表面質量對這些機械的性能有著至關重要的影響，因此葉片的加工就顯得尤其重要。通常情況下葉片在經過銑削后，要進行磨拋加工，去除一定余量，并且需要滿足表面質量要求。目前生產企業磨拋加工主要由工人手工完成，在此過程中需要進行反復測量和磨拋。但是，手工磨拋葉片存在如下不足:一、效率低下(8小時手工磨拋僅能完成3-4片)，無法滿足越來越高的效率要求；二、對工人有一定的經驗要求，容易產生廢品，難以保證產品質量良好的一致性(粗糙度在Ra0.8-1.6之間)；三、磨拋產生的金屬粉塵、噪聲仍會對操作工人產生巨大的安全隱患。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于通過提出一種基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝，來解決以上【背景技術】部分提到的問題。
[0004]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]—種基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝，其包括如下步驟:
[0006]S101、基于葉片的CAD模型進行離線編程；
[0007]S102、標定磨拋機和掃描儀的坐標系；
[0008]S103、對磨拋程序進行現場調試；
[0009]S104、通過上料小車進行上料；
[0010]S105、機器人自行夾取葉片；
[0011]S106、掃描儀掃描葉片；
[0012]S107、將步驟S106的掃描結果與標準的點云信息進行匹配；
[0013]S108、更新工件坐標系；
[0014]S109、磨拋機對葉片進行粗磨；
[0015]S110、磨拋機對葉片進行精磨；
[0016]S111、磨拋機精磨葉片進出氣邊；
[0017]S112、磨拋機對葉片進行拋光；
[0018]S113、磨拋機對葉片進出氣邊進行拋光；
[0019]S114、機器人將葉片卸放到下料小車上；
[0020]S115、對葉片的磨拋質量進行檢測。
[0021]特別地，所述步驟SlOl包括:磨拋路徑的規劃，砂輪坐標系和工件坐標系的設定；其中，根據葉片的曲面構型，磨拋路徑又分為葉身的磨拋和進出氣邊的磨拋。
[0022]特別地，所述步驟S102包括:利用控制軟件RobotStud1和機器人示教器對磨拋機和掃描儀的坐標系進行標定。
[0023]特別地，所述步驟SI 15具體包括:在三坐標檢測儀器上進行包括型面輪廓度和表面粗糙度在內的檢測，如果檢測合格，則完成加工，繼續下一道工序；如果檢測不合格，則判斷能否返修，若能返修，則葉片再加工，返回步驟S104，若不能返修，則葉片報廢。
[0024]特別地，所述磨拋機包括以變頻電機和驅動輪構成的驅動機構、以張緊輪和張緊氣缸構成的張緊機構、以磨拋輪和砂帶構成的磨拋機構、以調偏輪構成的調偏機構和以氣缸、比例閥構成的磨削力調節機構；將砂帶安裝到驅動輪和磨削輪輪面上，通過張緊機構將砂帶張緊，然后根據葉片所加工表面形狀和加工要求，以預設參數和接觸方式對葉片進行磨拋加工，加工時，調偏機構預防砂帶跑偏，磨削力調節機構穩定補償磨削力。
[0025]與傳統手工磨拋葉片相比，本發明提出的基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝具有自動化程度高、安全穩定、高效率高柔性的特點，且操作方便，產品質量一致性易于保證，提高了加工效率和加工質量，降低葉片的不合格率，革新了已有的加工方式，解放了勞動力；同時，本發明不僅適用于某種葉片的磨拋加工，還適用于復雜曲面零件的加工，具有可移植性，只需要重新根據零件的模型進行離線編程，就可以實現零件的磨拋加工。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明實施例提供的基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝流程圖；
[0027]圖2為本發明實施例提供的工業機器人磨拋葉片系統組成示意圖；
[0028]圖3為本發明實施例提供的磨拋機機構原理圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容，除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術語只是為了描述具體的實施例，不是旨在于限制本發明。
[0030]請參照圖1所示，圖1為本發明實施例提供的基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝流程圖。
[0031]本實施例中基于砂帶磨拋機的工業機器人葉片磨拋工藝包括如下步驟:
[0032]S101、基于葉片的CAD模型進行離線編程。
[0033]基于葉片CAD模型的離線編程是整個流程中重要的一步，該過程由專業的離線編程人員在RobotStud1環境中，結合葉片磨拋加工的工藝技術，利用離線編程插件完成，生成RAPID加工程序，再經過現場的調試與修整，得到磨削效果最佳的RAPID程序，現場的整個加工過程即從待加工葉片的夾取到加工完成之后的葉片放置，都是在該RAPID程序的控制下自動完成。離線編程對加工的效果有著決定性的影響，主要包括磨拋路徑的規劃、砂輪坐標系和工件坐標系的設定等，而根據葉片復雜的曲面構型，磨拋路徑又分為葉身的磨拋和進出氣邊的磨拋；由于進出氣邊弧度小、曲線復雜、厚度薄等特點，在磨拋時的進給力比較小，砂帶的速度比較小，即磨拋的工藝參數和磨拋路徑與葉身不相同。
[0034]S102、標定磨拋機和掃描儀的坐標系。
[0035]利用控制軟件RobotStud1和機器人示教器對磨拋機和掃描儀的坐標系進行標定；標定掃描儀是為了得到掃描儀坐標系與機器人末端坐標系之間的關系，從而為掃描葉片做準備；標定工具坐標系即建立在磨拋機磨削輪上的坐標系，采用較普遍使用的四點法標定。
[0036]S103、對磨拋程序進行現場調試。現場調試的目的主要是檢測離線編寫的程序是否會發生干涉，以及添加過渡點等，為后續磨拋加工的正常實現做鋪墊。
[0037]S104、通過上料小車進行上料。
[0038]S105、機器人自行夾取葉片。
[0039]S106、掃描儀掃描葉片。S107、將步驟S106的掃描結果與標準的點云信息進行匹配。S108、更新工件坐標系。
[0040]葉片掃描和點云匹配主要是離線編程中是基于葉片的CAD模型，而實際中無論是在裝夾還是調試等方面都存在著與理論參數的誤差，為了彌補幾何參數的誤差就需要掃描葉片，然后與標準的點云信息進行匹配，最后更新工件坐標系，盡可能消除現場人為因素導致的加工誤差。
[0041]S109、磨拋機對葉片進行粗磨。S110、磨拋機對葉片進行精磨。S111、磨拋