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(zhǔn)材料去除控制策略。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Manufacturing Processes上。
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(fù)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。
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)的發(fā)展，機器人自動化磨拋葉片類復(fù)雜曲面已是必然趨勢。
然而，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(zhǔn)控制策略，因而實現(xiàn)航空葉片高效率、高精度的磨拋加工具有頗高的技術(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)合科研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(zhǔn)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實現(xiàn)航空葉片的高精度機器人自動化磨拋加工。該研究促進了砂帶磨拋加工材料去除控制理論水平的完善，并對機器人自動化磨拋加工技術(shù)的工程應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金的支持，并運用到航空企業(yè)葉片自動化磨拋加工的項目研制中。
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