近几年航空相关领域发展非常快速,对其动力装置—发动机零部件采用不锈钢、铝合金、镁合金、钛合金、高温合金等耐高温、高强度材质进行制造,对各零部件的精密度要求高,其中工艺结构较为复杂的零部件有盘轴、风扇盘、涡轮盘、涡轮叶片、叶盘、叶轮、涡轮机匣、风扇机匣,需要这些零部件的尺寸大小,边角光滑,能够组合成整体,满足其功能效果,一般需要进行深度加工处理,现阶段航空零部件加工厂采用人工作业的方式,由于零件复杂、规格尺寸种类多,对工人的技能要求高,人工操作存有一定的差异性,同批次加工的效果不能达到一致,对复杂螺旋曲面、弧面、夹缝等难点位置加工效率低、精度低,加工成品率低,为改善这些加工问题,大连誉洋工业智能有限公司研发了一款可自动化作业,柔性高,灵活处理难点位置,同时可纠正加工过程中的误差,提高加工精密度,符合航空零部件高标准加工要求的全自动打磨机器人。
此款打磨机器人采用了编程技术、先进智能技术等一系列可实现自动化操作的技术,全面替代人工作业,提高加工效率,节省人工成本。
为了确保真实加工过程中的精准度,先对具体加工件定制加工方案,进行仿真模拟实验,并进行优化设计,提高加工效率,减少真实加工中的误差;同时在此阶段,根据加工路径编写加工程序,将程序植入到机器人中,为真实加工提供规定编码。
上述过程中的程序可提前录入到机器人中,可以进行优化调整,提前录入的好处在于可实现不暂停机器人,连续加工操作,减少机器人重启带来的损耗,提高加工效率。
机器人启动程序后,就可实现自动化操作,智能控制系统实时监控加工进程,确保按照既定的路径操作;视觉系统为机器人反馈各类加工数据,供其他系统分析误差使用;激光检测系统则对落差进行分析,检测加工零部件自身误差和装夹精度等,并与控制系统交换数据;力控系统对加工路径实时跟踪, 进行精准分析,自动运算调整相关参数,确保加工路径正常,提高加工精度。
针对航空发动机复杂螺旋曲面等工艺加工位置,机器人采用了12工位伞形刀库技术,可一次装夹配置12把加工工具,机器人对加工位置的具体尺寸大小等数据进行分析,选择合适的工具进行操作,减少单独换刀次数,提高加工效率;同时机器人还可实现自动在外部更换磨损的加工工具,减少人工更换时间和风险。
为确保加工过程中的操作安全和粉尘污染,在机器人内部设置自动排屑系统,实时清理打磨废屑,减少加工环境中粉尘;同时在加工区外部配置安全外罩,能够有效防止加工废屑飞溅,提高工人操作安全性,同时还可有效隔壁加工产生的粉尘。
为提高加工操作范围,采用进口库卡机器人,其摇臂可进行多角度灵活调整,通过控制系统的程序实现自动调整加工范围,大幅度提高作用范围,完成加工零件。
考虑加工中设备本身和工具的损耗问题,采用国际品牌库卡机器人作为加工主体,刚性结构强,抗振能力强,能够减少加工振动中的损耗,降低损耗成本;同时采用进口金刚石刀具和磨轮,其耐磨性能强,可加工有效时间长,能够降低损耗,降低单件零部件加工成本。
另外,机器人的核心优势,在于其可实现一机多用,通过简单的更换夹具、刀具和加工程序,实现多产品加工,尤其适用于多产品、多规格的加工厂,其可用于汽车缸体、涡轮壳、曲轴、轮毂、凸轮轴、发动机、车壳等大型铸件打磨,反应罐体、飞机、高铁动车、轮船、飞机等整机焊缝毛刺打磨,螺旋桨、涡轮叶片、叶轮等螺旋曲面打磨,风电、机床、工程机械等大型铸件打磨,玻璃、陶瓷、装饰石材、木材家具等非金属加工件边角毛刺打磨,其他中大型高精密零部件打磨......