本發(fā)明涉及一種拋磨方法,尤其是一種高溫合金葉片的自動拋磨方法,針對高溫合金材料的葉片實現(xiàn)自動化拋光磨削。
背景技術:
目前,對單面在0.3-0.8mm的大加工余量的高溫合金材料渦輪工作葉片的拋磨,通常使用手工修整砂輪對葉片型面進行拋光,去除大量余量的同時,完成葉片曲面的公差要求,其工藝流程一般為:去余量→測量高點→修整砂輪→打磨高點→測量,此流程反復4-5次直至合格,整個過程通過手工完成,熟練工人一片所需時間不少于40分鐘,一人一班約10片,耗時很長,加工過程受到工人自身因素影響較大,加工質(zhì)量的一致性很難保證;葉片拋磨屬于有害工種,不利于人體健康。
技術實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的是提供一種高溫合金葉片的自動拋磨方法,實現(xiàn)節(jié)約時間和成本,提高加工質(zhì)量且對人體無害的目的。
本發(fā)明的具體實施方式是,所述的方法包括以下步驟:
1、將機器人固定,所述的機器人的型號為abbirb6700-155/2.85,在機器人2m范圍內(nèi)固定砂帶機和基恩士gt2-70傳感器,并將傳感器與機器人控制柜連接;
2、設計并加工葉片定位工裝,所述的工裝一端固定安裝在機器人法蘭盤上,另一端夾持待磨葉片;
3、使用ug軟件繪制待測葉片及定位工裝的數(shù)據(jù)模型,并導出igs文件,根據(jù)導出文件以及葉片的加工工藝要求,以及定位工裝與機器人連接關系,使用astcamx9程序編制葉片的加工程序段和測量程序段,最后通過mastcamx9程序的robotmaster插件完成機器人葉片加工程序的導出,所述的葉片加工程序包括以下部分:
1)對待加工葉片進行測量,并通過傳感器將葉片數(shù)據(jù)輸入到機器人;
2)根據(jù)葉片數(shù)據(jù),確定加工量;
3)對葉片進行打磨,其中大余量去除情況下使用輪面打磨,光整葉片表面情況下使用帶面打磨,葉片進行打磨時使用雙向打磨進刀,磨削量為0.05mm每次,磨削進給速度為100mm/s,空走刀速度為2500mm/s,直至磨削結(jié)束;
4)對葉片進行測量,并通過傳感器將葉片磨削后數(shù)據(jù)輸入到機器人,與定義的葉片標準曲面形態(tài)數(shù)據(jù)進行對比,確定加工尺寸、形態(tài)是否符合要求,如果加工不充分可重復2)-3)步驟直符合要求,若加工合格則放回快換區(qū),同時換取下一個待加工葉片夾具;
4、將編排好的葉片加工程序傳入機器人;
5、將機器人的六軸坐標系定義為第一坐標系,砂帶機的磨頭定義為第二個坐標系,測量傳感器定義為第三個坐標系,機器人夾持裝夾好葉片的定位工裝,調(diào)用加工程序?qū)θ~片進行磨削后,與標準葉片對比,針對所存在的偏差繼續(xù)調(diào)整機器人坐標系,進行反復調(diào)整機器人六軸坐標系的尺寸及角度位置后,確定最佳坐標系坐標點并輸入到機器人;
6、機器人夾持標準葉片在傳感器上進行測量,并與葉片的3d數(shù)模進行對比,定義葉片的標準曲面形態(tài)數(shù)據(jù);
7、固化各部位坐標系,固化葉片整體加工程序;
8、安裝待加工葉片,啟動程序進行正式零件加工;
所述的砂帶機的規(guī)格為:
砂帶規(guī)格:4000×20mm
砂帶粒度:p80
帶輪寬度:20mm
帶輪直徑:20mm
變頻器頻率:12hz
砂帶厚度:確保砂帶厚度在張緊后應為0.8-0.9mm
砂帶更換頻率:每磨削10根工件需要更換砂帶。
本發(fā)明通過機械自動化的方式來完成曲面精度為0.2mm的拋光作業(yè)。即使用abb機械手臂代替人手來完成葉片的拋光加工,先使用安裝有機器人數(shù)控加工掛件的數(shù)控加工軟件來導入葉片3d模型和葉片粗坯模型,并將砂帶機小輪切削部分定位為機器人的工具坐標系,在葉片上定義機器人的用戶坐標系,按照砂帶機的加工工藝由數(shù)控加工軟件生成葉片打磨的刀路,并通過機器人數(shù)控加工掛件進行后處理將加工刀路轉(zhuǎn)換為abb機器人的葉片加工程序,程序中的數(shù)控指令,指導機器人各個關節(jié)及轉(zhuǎn)軸運動進給。然后將加工程序?qū)氲絘bb機器人后,由機器人執(zhí)行最后的打磨作業(yè),來實現(xiàn)對葉片的精細打磨。本發(fā)明是在人工拋磨曲面葉片的基礎上使用機械手臂完成加工,自動化程度高,操作方便,實現(xiàn)了節(jié)約人力和成本的目的,同時能夠保證所需精度以及光度要求,另外,自動加工替代了人工,避免有害物質(zhì)對人體的危害。
具體實施方式
一種高溫合金葉片的自動拋磨方法,所述的方法包括以下步驟:
1、將機器人固定,所述的機器人的型號為abbirb6700-155/2.85,在機器人2m范圍內(nèi)固定砂帶機和基恩士gt2-70傳感器,并將傳感器與機器人控制柜連接;
2、設計并加工葉片定位工裝,所述的工裝一端固定安裝在機器人法蘭盤上,另一端夾持待磨葉片;
3、使用ug軟件繪制待測葉片及定位工裝的數(shù)據(jù)模型,并導出igs文件,根據(jù)導出文件以及葉片的加工工藝要求,以及定位工裝與機器人連接關系,使用astcamx9程序編制葉片的加工程序段和測量程序段,最后通過mastcamx9程序的robotmaster插件完成機器人葉片加工程序的導出,所述的葉片加工程序包括以下部分:
1)對待加工葉片進行測量,并通過傳感器將葉片數(shù)據(jù)輸入到機器人;
2)根據(jù)葉片數(shù)據(jù),確定加工量;
3)對葉片進行打磨,其中大余量去除情況下使用輪面打磨,光整葉片表面情況下使用帶面打磨,葉片進行打磨時使用雙向打磨進刀,磨削量為0.05mm每次,磨削進給速度為100mm/s,空走刀速度為2500mm/s,直至磨削結(jié)束;
4)對葉片進行測量,并通過傳感器將葉片磨削后數(shù)據(jù)輸入到機器人,與定義的葉片標準曲面形態(tài)數(shù)據(jù)進行對比,確定加工尺寸、形態(tài)是否符合要求,如果加工不充分可重復2)-3)步驟直符合要求,若加工合格則放回快換區(qū),同時換取下一個待加工葉片夾具;
4、將編排好的葉片加工程序傳入機器人;
5、將機器人的六軸坐標系定義為第一坐標系,砂帶機的磨頭定義為第二個坐標系,測量傳感器定義為第三個坐標系,機器人夾持裝夾好葉片的定位工裝,調(diào)用加工程序?qū)θ~片進行磨削后,與標準葉片對比,針對所存在的偏差繼續(xù)調(diào)整機器人坐標系,進行反復調(diào)整機器人六軸坐標系的尺寸及角度位置后,確定最佳坐標系坐標點并輸入到機器人;
6、機器人夾持標準葉片在傳感器上進行測量,并與葉片的3d數(shù)模進行對比,定義葉片的標準曲面形態(tài)數(shù)據(jù);
7、固化各部位坐標系,固化葉片整體加工程序;
8、安裝待加工葉片,啟動程序進行正式零件加工;
所述的砂帶機的規(guī)格為:
砂帶規(guī)格:4000×20mm
砂帶粒度:p80
帶輪寬度:20mm
帶輪直徑:20mm
變頻器頻率:12hz
砂帶厚度:確保砂帶厚度在張緊后應為0.8-0.9mm
砂帶更換頻率:每磨削10根工件需要更換砂帶。