近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所在機(jī)器人自動化航空葉片磨拋加工領(lǐng)域取得新進(jìn)展，提出了一種非線性材料去除深度理論模型，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自動化航空葉片磨拋加工過程中的逐點(diǎn)精準(zhǔn)材料去除控制策略。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Manufacturing Processes上。
航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)制造的關(guān)鍵部件，而航空發(fā)動機(jī)葉片是航空發(fā)動機(jī)的重要組成部分。在發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中，航空葉片直接承載著高溫、高壓、高速和高負(fù)荷的交變應(yīng)力“四高”的工作環(huán)境，完成航空發(fā)動機(jī)的化學(xué)能到機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換，為飛機(jī)提供動力。
航空發(fā)動機(jī)葉片的加工質(zhì)量要求非常高，航空發(fā)動機(jī)葉片加工制造的高精度和表面質(zhì)量要求也是保證飛機(jī)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(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人自動化磨拋葉片類復(fù)雜曲面已是必然趨勢。
然而，機(jī)器人自動化葉片磨拋加工的研究領(lǐng)域尚未建立精確的去除深度數(shù)學(xué)模型和非均勻材料去除精準(zhǔn)控制策略，因而實(shí)現(xiàn)航空葉片高效率、高精度的磨拋加工具有頗高的技術(shù)難度。
沈陽自動化所工藝裝備與智能機(jī)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(shù)學(xué)模型，結(jié)合科研團(tuán)隊(duì)提出的機(jī)器人力/位混合控制策略，實(shí)現(xiàn)航空葉片的非均勻材料去除精準(zhǔn)控制策略?；谘邪l(fā)的機(jī)器人自動化磨拋加工系統(tǒng)，開展航空葉片開展磨拋加工實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的材料去除控制策略可實(shí)現(xiàn)航空葉片的高精度機(jī)器人自動化磨拋加工。該研究促進(jìn)了砂帶磨拋加工材料去除控制理論水平的完善，并對機(jī)器人自動化磨拋加工技術(shù)的工程應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金的支持，并運(yùn)用到航空企業(yè)葉片自動化磨拋加工的項(xiàng)目研制中。
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