近日，中國科學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。相關研究成果發(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力“四高”的工作環(huán)境，完成航空發(fā)動機的化學能到機械能的能量轉換，為飛機提供動力。
航空發(fā)動機葉片的加工質量要求非常高，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)機器人技術的發(fā)展，機器人自動化磨拋葉片類復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域尚未建立精確的去除深度數學模型和非均勻材料去除精準控制策略，因而實現航空葉片高效率、高精度的磨拋加工具有頗高的技術難度。
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學模型，結合科研團隊提出的機器人力/位混合控制策略，實現航空葉片的非均勻材料去除精準控制策略。基于研發(fā)的機器人自動化磨拋加工系統，開展航空葉片開展磨拋加工實驗，實驗結果表明提出的材料去除控制策略可實現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的工程應用具有重要的指導意義。
研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金的支持，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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