复杂构件机器人砂带智能磨抛加工单元

航空航天、船舶海洋、能源交通等国家重点发展领域所涉及的诸如整体叶盘、机匣、螺旋桨、超精密齿轮、核电容器等关键零部件作为典型的高性能复杂构件，其型面精度和表面完整性及其一致性要求极高。现行的加工方式因受制于机床、刀具/磨具、工件结构与材料、加工过程等因素的综合影响，难以达到理想加工目标，至今一直缺乏有效的解决方案。本项目以航空发动机叶片这一对整机性能与可靠性影响极大的复杂构件为研究对象，针对工业机器人绝对定位精度较低、刚度不足等问题而导致的难以有效保证叶片加工质量的难题，设计了具有浮动补偿功能的多样化新型砂带磨头结构以精准控制磨削过程中的法向接触压力；建立了叶片机器人砂带磨削材料去除率及加工表面质量的数学预测模型；提出了多参数耦合自适应砂带磨削方法与加工策略；研发了集测量、多源误差分析与建模、路径规划、姿态实时控制于一体的机器人自适应磨削加工软件；基于此，在研制的复杂构件机器人砂带智能磨抛加工单元上开展了系列航发叶片的自适应砂带磨削实验研究，建立了面向综合制造目标优化的叶片机器人砂带磨削工艺模型，为解决国防尖端领域系列高性能复杂构件精密磨削加工难题提供了理论基础与技术支撑。