CN111687726A - 一种压缩机叶片抛光设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机叶片抛光设备，其包括多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台、抛光机器人、叶片夹具和智能控制***；所述叶片夹具连接在抛光机器人的末端执行器上，用于夹持叶片；在驱动作用下，所述抛光机器人工作，以使被叶片夹具夹持的叶片的不同部位分别与所述多工位砂带机的砂带、第一砂轮动力滑台的砂轮、和第二砂轮动力滑台的砂轮接触抛光。本发明的压缩机叶片抛光设备是能够适应各种规格压缩机叶片表面处理的大、中型抛光设备，不仅能够对压缩机叶片自动打磨，并且抛光表面均匀、光滑，不需要人工再整理。

Description

一种压缩机叶片抛光设备

技术领域

本发明涉及打磨抛光设备技术领域，尤其涉及一种压缩机叶片抛光设备。

背景技术

我国是设备制造大国，随着制造技术的不断发展，已经涉足大规模制造商用飞机、舰船和汽轮机等大型装备，其中压缩机叶片是高压压缩机和低压压缩机等装置的核心部件，由于其复杂的曲面结构，以及高温高压的极端环境的应用环境，使得叶片成为最为典型的难以加工结构件。叶片通常采用高温合金或钛合金锻造，并且要求叶片的加工精度很高，最后需要对叶片进行打磨和抛光。目前，打磨抛光工序仍然大多依靠手工作业，效率低下、叶片质量和一致性差，并易造成工人伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩机叶片抛光设备，该设备不仅能够对压缩机叶片自动打磨，并且抛光表面均匀、光滑，不需要人工再整理。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种压缩机叶片抛光设备，其包括：

多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台、抛光机器人、叶片夹具和智能控制***；

所述叶片夹具连接在抛光机器人的末端执行器上，用于夹持叶片；

在驱动作用下，所述抛光机器人工作，以使被叶片夹具夹持的叶片的不同部位分别与所述多工位砂带机的砂带、第一砂轮动力滑台的砂轮、和第二砂轮动力滑台的砂轮接触抛光。

进一步地，该设备还包括六维力传感器组件，所述六维力传感器组件包括六维力传感器、以及连接在六维力传感器两端的法兰，所述六维力传感器两端的法兰分别与所述叶片夹具、抛光机器人的末端执行器连接，用以获取叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值。

进一步地，所述智能控制***与所述六维力传感器组件、多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台信号连接，用以根据所述实时接触压力值，控制多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台动作，以维持叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值与预设接触压力值相同。

进一步地，该设备还包括三维激光检测装置，所述三维激光检测装置包括支架，以及固定在所述支架上的激光传感器，所述激光传感器用于在抛光过程中采集并显示叶片的边缘轮廓曲线；

所述智能控制***还用于在采集到的所述叶片的边缘轮廓曲线留有加工余量时，控制多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台、抛光机器人继续对叶片进行抛光。

进一步地，所述三维激光检测装置包括两个激光传感器，所述两个激光传感器呈90°设置。

进一步地，所述多工位砂带机为集中驱动三工位砂带机，其包括集中驱动电机、与集中驱动电机驱动连接的环状砂带；

所述环状砂带包括砂带，与所述砂带缠绕设置且依次连接的三槽驱动轮、多级砂带过渡惰轮、张紧轮、接触轮。

所述砂带缠绕设置在所述三槽驱动轮、多级砂带过渡惰轮、张紧轮、接触轮上；所述三槽驱动轮与集中驱动电机同轴连接。

进一步地，所述多级砂带过渡惰轮包括，

折叠缠绕的第一、第二、第三、第四级砂带过渡惰轮；或

折叠缠绕的第一、第二、第三、第四级砂带过渡惰轮，所述第一、四级砂带过渡惰轮在一条直线上，所述第二、第三级砂带过渡惰轮在另一直线上，所述第二、第三级砂带过渡惰轮之间的距离大于第一、四级砂带过渡惰轮之间的距离。

进一步地，所述集中驱动三工位砂带机还包括：加蜡装置，其与砂带对应设置；和/或风冷装置，所述风冷装置的喷嘴与所述接触轮对应。

进一步地，所述第一砂轮动力滑台包括第一驱动电机、第一砂轮和第一吸尘装置，所述第一砂轮在第一驱动电机驱动下对叶片的叶盆和叶背进行抛光；

所述第二砂轮动力滑台包括第二驱动电机、至少两个不同磨料粒度砂轮和第二吸尘装置，所述第二驱动电机经皮带轮、同步轮同时驱动所述至少两个砂轮，所述至少两个不同磨料粒度砂轮分别用于抛光不同材质的叶柄。

进一步地，该压缩机叶片抛光设备还包括：叶片料台。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、本发明是一种适应各种规格压缩机叶片表面处理的大、中型抛光设备，利用三工位砂带机、第一砂轮动力滑台和第二砂轮动力滑台，提供多种不同材料和不同硬度的磨具，为叶片抛光提供最佳的工艺参数匹配，在连续柔性抛光过程中转换使用不同的磨具，保证抛光叶片表面均匀、光滑，不需要人工再整理。

2、本发明采用三维激光检测装置，可在线检查验证并显示抛光过程叶片边缘轮廓曲线和抛光后整个叶片轮廓尺寸，在线检查验证功能把自动抛光过程提高到全新的水平。

3、本发明采用六维力传感器组件，与所述智能控制***配合，可以预设接触压力值，构成力-力矩闭环控制，维持抛光叶片的实时接触压力恒定，自动进行柔性抛光。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明的压缩机叶片抛光设备结构示意图；

图2是本发明的多工位砂带机的结构示意图；

图3是本发明的六维力传感器组件的结构示意图；

图4是本发明的三维激光检测装置的结构示意图；

图5是本发明的第一砂轮动力滑台的结构示意图；

图6是本发明的第二砂轮动力滑台的结构示意图；

图7是本发明的智能控制***结构框图。

具体实施方式

为了更好地阐述本发明，下面参照附图1-7对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，一种压缩机叶片抛光设备，其包括：

多工位砂带机1、第一砂轮动力滑台2、第二砂轮动力滑台3、抛光机器人4、六维力传感器组件5、叶片夹具6、三维激光检测装置7、吸尘装置8、料台9和智能控制***10。

其中，所述叶片夹具6连接在抛光机器人的末端执行器上，用于夹持叶片；

在驱动作用下，所述抛光机器人工作，以使被叶片夹具夹持的叶片的不同部位分别与所述多工位砂带机的砂带、第一砂轮动力滑台的砂轮、和第二砂轮动力滑台的砂轮接触抛光。

其中，如图2所示，在本发明实施例中，所述多工位砂带机1为集中驱动三工位砂带机，其包括垂直机座11，设置在所述垂直机座11上的集中驱动电机12、与集中驱动电机12驱动连接的环状砂带，加蜡装置17和风冷装置18，需要说明的是，图中只示出了风冷装置18的喷嘴。

所述环状砂带包括砂带，与所述砂带缠绕设置且依次连接的驱动轮13、多级砂带过渡惰轮、张紧轮15、接触轮16。

所述砂带缠绕设置在所述驱动轮13、多级砂带过渡惰轮、张紧轮15、接触轮16上；

所述驱动轮13与集中驱动电机12同轴连接。所述驱动电机12带动驱动轮13旋转，进而带动多级砂带过渡惰轮转动，进一步带动张紧轮15和接触轮16转动。

其中，所述多级砂带过渡惰轮包括，折叠缠绕的第一、第二、第三、第四级砂带过渡惰轮14。

或者，所述多级砂带过渡惰轮包括折叠缠绕的第一、第二、第三、第四级砂带过渡惰轮，所述第一、四级砂带过渡惰轮在一条直线上，所述第二、第三级砂带过渡惰轮在另一直线上，所述第二、第三级砂带过渡惰轮之间的距离大于第一、四级砂带过渡惰轮之间的距离。

具体地，如图1、2所示，所述驱动轮13为三槽驱动轮，所述环状砂带包括有三条砂带，所述砂带过渡惰轮也同样具有三个槽，对应地，该环状砂带包括有三组张紧轮和三组接触轮，形成所述三工位砂带机。

进一步地，所述加蜡装置，其与砂带对应设置；优选地，如图1、2所示，所述加蜡装置17安装在三槽驱动轮13顶部，用于更换新砂带表面手动加蜡，以均衡砂带磨削力。

进一步地，所述风冷装置的喷嘴与所述接触轮对应。如图1、2所示，一个接触轮对应设置有一个风冷装置。所述风冷装置18的喷嘴安装在接触轮16旁边，用于冷却其中正在使用的接触轮和砂带，以降低接触轮磨损和延长砂带寿命。

其中，如图3所示，所述六维力传感器组件5包括六维力传感器51、以及连接在六维力传感器两端的法兰52和53，所述六维力传感器两端的法兰分别与所述叶片夹具、抛光机器人的末端执行器连接，用以获取叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值，构成力-力矩闭环控制，自动进行柔性抛光。

所述智能控制***与所述六维力传感器组件、多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台信号连接，用以根据所述实时接触压力值，控制多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台动作，以维持叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值与预设接触压力值相同。需要说明的是，在本发明实施例中，对如何根据所述实时接触压力值，判断叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值与预设接触压力值相同的方法不做限制。例如，在实际使用过程中，可以通过预设接触压力值，然后进行阈值判断的方式。

具体地，在本发明实施例中，当叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值与预设接触压力值相同时，所述智能控制***控制第一砂轮动力滑台2、或第二砂轮动力滑台3的缓冲气缸(图中未示出)缩回定位，维持抛光叶片的实时接触压力恒定。

其中，如图4所示，所述三维激光检测装置7包括支架71，以及固定在所述支架上的激光传感器72，所述激光传感器72用于在抛光过程中采集并显示叶片的边缘轮廓曲线；优选地，所述激光传感器72设置在如图1所示的天花板上。

所述智能控制***还用于在采集到的所述叶片的边缘轮廓曲线留有加工余量时，控制多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台、抛光机器人继续对叶片进行抛光。在一些具体的实施方式中，可以通过采集在抛光过程中的叶片的边缘轮廓曲线，与预设加工工艺要求的叶片边缘轮廓曲线进行图形重叠的方式等方式，识别出仍有加工余量的部分以及计算出加工余量，进而继续进行抛光。

进一步地，所述三维激光检测装置包括两个激光传感器，所述两个激光传感器呈90°设置。优选地，所述激光传感器为2D激光传感器，两个激光传感器交错90°设置进行激光扫描形成所述叶片的三维边缘轮廓曲线。

其中，如图5所示，所述第一砂轮动力滑台2包括第一驱动电机21、第一砂轮22和第一吸尘装置81，所述第一砂轮在第一驱动电机驱动下对叶片的叶盆和叶背进行抛光；需要说明的是，所述第一吸尘装置81在图示中只示出了吸尘装置的集成结构部分。优选地，在柔性抛光叶片的过程中，所述三维激光检测装置7配合智能控制***10，根据工艺要求在线检查验证并显示抛光过程叶片边缘轮廓曲线。

其中，如图6所示，所述第二砂轮动力滑台3包括第二驱动电机31、至少两个不同磨料粒度砂轮32和33，以及第二吸尘装置82，所述第二驱动电机经皮带轮、同步轮同时驱动所述至少两个砂轮，所述至少两个不同磨料粒度砂轮分别用于抛光不同材质的叶柄。为抛光不同规格、不同材质的叶片叶柄提供最佳的磨具选择，在连续柔性抛光过程中转换使用不同的磨具。

其中，如图1所示，该压缩机叶片抛光设备还包括：叶片料台9，用于存放抛光前和抛光后的叶片。

其中，具体地，如图7所示，所述智能控制***10包括工业平板电脑-人机界面显示单元101，中央逻辑控制单元102，第一砂轮动力滑台驱动控制单元103，第二砂轮动力滑台驱动控制单元104，三工位砂带机驱动控制单元105，六维力控传感器信号处理单元106。

所述工业平板电脑-人机界面显示单元101用于预设接触压力值，显示所述实时接触压力值。

所述智能控制***10通过以太网络接收六维力传感器组件信号处理单元106的信号，根据用户通过工业平板电脑-人机界面显示单元101预设的接触压力值进行判断，当接触压力等于预设接触压力值时，通过中央逻辑控制单元102发送驱动信号至第一砂轮动力滑台驱动控制单元103或第二砂轮动力滑台驱动控制单元104，进而控制所述砂轮动力滑台2或3的缓冲气缸(图中未示出)缩回定位，维持抛光叶片的实时接触压力恒定。

所述工业平板电脑-人机界面显示单元101还经以太网络与三维激光检测装置7连接，所述三维激光检测装置7检查验证并显示抛光过程叶片边缘轮廓曲线。如叶片边缘轮廓仍有加工余量，则将偏差补偿后、继续前述抛光过程至预定形状完成加工。

所述中央逻辑控制单元102分别通过以太网络与第一砂轮动力滑台驱动控制单元103、第二砂轮动力滑台驱动控制单元104和三工位砂带机驱动控制单元105连接，分别集中驱动电机12、第一驱动电机21和第二驱动电机31。所述中央逻辑控制单元102还与风冷装置和吸尘器连接等。

所述工业平板电脑-人机界面显示单元101还用于输入其他工艺参数和力-力矩闭环控制，显示其它工艺参数等。

具体地，在本发明实施例中，通过以太网TCP/IP与所述工业平板电脑-人机界面显示单元101、六维力传感器组件信号处理单元106、三维激光检测装置7和中央逻辑控制单元102外部通信接口连接；所述智能控制***以嵌入式工业平板电脑-人机界面显示单元101和中央逻辑控制单元102为核心，经以太网网络完成所述控制单元的信号连接。

本发明是一种适应各种规格压缩机叶片表面处理的大、中型抛光设备，利用三工位砂带机、第一砂轮动力滑台和第二砂轮动力滑台，提供多种不同材料和不同硬度的磨具，为叶片抛光提供最佳的工艺参数匹配，在连续柔性抛光过程中转换使用不同的磨具，保证抛光叶片表面均匀、光滑，不需要人工再整理。

本发明采用三维激光检测装置，可在线检查验证并显示抛光过程叶片边缘轮廓曲线和抛光后整个叶片轮廓尺寸，在线检查验证功能把自动抛光过程提高到全新的水平。

本发明采用六维力传感器组件，与所述智能控制***配合，可以预设接触压力值，构成力-力矩闭环控制，维持抛光叶片的实时接触压力恒定，自动进行柔性抛光。

本发明是一种适应各种规格压缩机叶片抛光的大、中型柔性抛光设备，其表面接触压力可预先设定；当接触压力等于设定值时，设备能够维持抛光叶片的实时接触压力恒定，并在连续抛光过程中实现在线检测，在连续柔性打磨抛光过程中，通过消除人的主观性来提高产品质量和一致性，保证抛光叶片均匀、光滑，不需要人工再整理。

另外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种压缩机叶片抛光设备，其特征在于，包括：

多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台、抛光机器人、叶片夹具和智能控制***；

所述叶片夹具连接在抛光机器人的末端执行器上，用于夹持叶片；

在驱动作用下，所述抛光机器人工作，以使被叶片夹具夹持的叶片的不同部位分别与所述多工位砂带机的砂带、第一砂轮动力滑台的砂轮、和第二砂轮动力滑台的砂轮接触抛光。

2.根据权利要求1所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于，该设备还包括六维力传感器组件，

所述六维力传感器组件包括六维力传感器、以及连接在六维力传感器两端的法兰，所述六维力传感器两端的法兰分别与所述叶片夹具、抛光机器人的末端执行器连接，用以获取叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值。

3.根据权利要求2所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于，

所述智能控制***与所述六维力传感器组件、多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台信号连接，用以根据所述实时接触压力值，控制多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台动作，以维持叶片与砂带之间、叶片与砂轮之间的实时接触压力值与预设接触压力值相同。

4.根据权利要求1所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于，该设备还包括三维激光检测装置，

所述三维激光检测装置包括支架，以及固定在所述支架上的激光传感器，所述激光传感器用于在抛光过程中采集并显示叶片的边缘轮廓曲线；

所述智能控制***还用于在采集到的所述叶片的边缘轮廓曲线留有加工余量时，控制多工位砂带机、第一砂轮动力滑台、第二砂轮动力滑台、抛光机器人继续对叶片进行抛光。

5.根据权利要求4所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于，所述三维激光检测装置包括两个激光传感器，所述两个激光传感器呈90°设置。

6.根据权利要求1所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于，所述多工位砂带机为集中驱动三工位砂带机，其包括：

集中驱动电机、与集中驱动电机驱动连接的环状砂带；

所述环状砂带包括三条砂带，与所述三条砂带缠绕设置且依次连接的三槽驱动轮、多级砂带过渡惰轮、张紧轮、接触轮。

所述砂带缠绕设置在所述三槽驱动轮、多级砂带过渡惰轮、张紧轮、接触轮上；所述三槽驱动轮与集中驱动电机同轴连接。

7.根据权利要求6所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于，所述多级砂带过渡惰轮包括：

折叠缠绕的第一、第二、第三、第四级砂带过渡惰轮；或

折叠缠绕的第一、第二、第三、第四级砂带过渡惰轮，所述第一、四级砂带过渡惰轮在一条直线上，所述第二、第三级砂带过渡惰轮在另一直线上，所述第二、第三级砂带过渡惰轮之间的距离大于第一、四级砂带过渡惰轮之间的距离。

8.根据权利要求6所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于，所述集中驱动三工位砂带机还包括：

加蜡装置，其与砂带对应设置；和/或

风冷装置，所述风冷装置的喷嘴与所述接触轮对应。

9.根据权利要求1所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于：

所述第一砂轮动力滑台包括第一驱动电机、第一砂轮和第一吸尘装置，所述第一砂轮在第一驱动电机驱动下对叶片的叶盆和叶背进行抛光；

所述第二砂轮动力滑台包括第二驱动电机、至少两个不同磨料粒度砂轮和第二吸尘装置，所述第二驱动电机经皮带轮、同步轮同时驱动所述至少两个砂轮，所述至少两个不同磨料粒度砂轮分别用于抛光不同材质的叶柄。

10.根据权利要求1所述的压缩机叶片抛光设备，其特征在于：

该压缩机叶片抛光设备还包括：叶片料台。

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