压气机叶片机器人砂带磨抛加工关键技术研究

发布时间：2021-05-10 01:56

　　压气机叶片是航空发动机和燃气轮机中直接参与能量转换的关键零部件,通常具有型面复杂、材料加工难、结构刚性弱等特点,属于典型的难加工零件,其加工表面质量和几何精度直接影响整机气动性能与寿命。叶片经过精铸、精锻、冷轧或机加工后,均需对其表面进行磨抛加工,以此来保证几何精度和表面光洁度。目前手工磨抛过程中人工定位随机性大、叶片边缘去除余量和磨抛接触力难以控制;多轴数控机床磨抛装备加工模式固定、通用性差,难以形成有效的“测量-加工”一体化。机器人砂带磨抛加工为叶片高品质制造提供了新思路。因此,本课题围绕压气机叶片机器人砂带磨抛加工中的关键技术展开了系统性研究,具体包括:1)针对压气机叶片磨抛加工现状,搭建机器人“加工-测量”一体化平台,硬件系统包含:机器人加工硬件、标定硬件、测量硬件和力控制硬件;软件系统包含:机器人控制软件、离线编程软件、力控制软件、测量软件和集成控制软件。2)在机器人加工测量空间环境中,针对传统工具和工件坐标系标定方法存在的缺陷,提出一种复杂曲面零件标定方法,精确定位机器人加工空间中设备位姿。对传统手眼标定算法进行优化,建立一种基于TCP的手眼标定模型来精确获取机器人与扫描仪... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：188 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景、目的与意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 机器人砂带磨抛加工系统平台搭建
    2.1 引言
    2.2 机器人砂带磨抛加工硬件系统
    2.3 机器人砂带磨抛加工软件系统
    2.4 压气机叶片机器人砂带磨抛加工系统流程
    2.5 本章小结
3 机器人砂带磨抛加工系统标定与测量分析
    3.1 引言
    3.2 机器人砂带磨抛加工系统坐标系定义
    3.3 工具(磨抛机)与工件(叶片)坐标系标定与分析
    3.4 机器人手眼标定与测量技术
    3.5 机器人砂带磨抛加工系统标定与测量试验分析
    3.6 本章小结
4 基于Kalman滤波的主被动力控制信息融合技术
    4.1 引言
    4.2 机器人砂带磨抛加工过程力分析
    4.3 机器人砂带磨抛加工过程主动力控制技术
    4.4 机器人砂带磨抛加工过程被动力控制技术
    4.5 基于Kalman滤波的主被动力控制信息融合技术
    4.6 机器人砂带磨抛加工过程力控制试验与分析
    4.7 本章小结
5 机器人砂带磨抛加工工艺优化及性能分析
    5.1 引言
    5.2 机器人砂带磨抛加工表面质量分析
    5.3 机器人砂带磨抛加工磨抛力建模与分析
    5.4 机器人砂带磨抛加工切入切出现象分析与优化
    5.5 本章小结
6 压气机叶片机器人砂带磨抛加工试验验证
    6.1 引言
    6.2 压气机叶片机器人砂带磨抛加工技术
    6.3 压气机叶片机器人砂带磨抛加工试验
    6.4 本章小结
7 全文总结与研究展望
    7.1 本文总结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录2 攻读博士学位期间申请专利与软件著作权



本文编号：3178449