非線性材料去除深度模型建立過程
機器人自動化航空葉片磨拋加工實驗結(jié)果
近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所在機器人自動化航空葉片磨拋加工領(lǐng)域取得新進展，提出了一種非線性材料去除深度理論模型，實現(xiàn)了機器人自動化航空葉片磨拋加工過程中的逐點精準材料去除控制策略。該研究成果于2022年發(fā)表在制造領(lǐng)域權(quán)威期刊Journal of Manufacturing Processes。
航空發(fā)動機是飛機制造的關(guān)鍵部件，而航空發(fā)動機葉片是航空發(fā)動機的重要組成部分。在發(fā)動機運行過程中，航空葉片直接承載著高溫、高壓、高速和高負荷的交變應(yīng)力“四高”的工作環(huán)境，完成航空發(fā)動機的化學(xué)能到機械能的能量轉(zhuǎn)換，為飛機提供動力。因此，航空發(fā)動機葉片的加工質(zhì)量要求非常高，航空發(fā)動機葉片加工制造的高精度和表面質(zhì)量要求也是保證飛機動力性能、安全性能和壽命的必要條件。目前航空葉片的磨拋主要形式是人工磨拋加工和專用磨床磨拋加工。隨著工業(yè)機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人自動化磨拋葉片類復(fù)雜曲面已經(jīng)是一種必然趨勢。但是，機器人自動化葉片磨拋加工的研究領(lǐng)域尚未建立精確的去除深度數(shù)學(xué)模型和非均勻材料去除精準控制策略，因此實現(xiàn)航空葉片高效率、高精度的磨拋加工具有很高的技術(shù)難度。
沈陽自動化所工藝裝備與智能機器人研究室基于Preston接觸理論提出了非線性材料去除深度數(shù)學(xué)模型，結(jié)合研究團隊提出的機器人力/位混合控制策略，實現(xiàn)航空葉片的非均勻材料去除精準控制策略?；谘邪l(fā)的機器人自動化磨拋加工系統(tǒng)，開展航空葉片開展磨拋加工實驗，實驗結(jié)果表明提出的材料去除控制策略可以實現(xiàn)航空葉片的高精度機器人自動化磨拋加工。該研究不僅可以促進砂帶磨拋加工材料去除控制理論水平的完善，而且對于機器人自動化磨拋加工技術(shù)的工程應(yīng)用有重要的指導(dǎo)意義。
該研究成果得到了國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金的支持，并且成功運用到航空企業(yè)葉片自動化磨拋加工的項目研制中。
