CN112045677A - 一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统及其控制方法，航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统包括：机器人，其上固定有孔强化装置并带动该孔强化装置移动，孔强化装置连接有力传感器，孔强化装置上设有工业相机；数控转台，用于固定待加工的涡轮盘，其上设置有固定机构；控制系统，分别与机器人、力传感器、孔强化装置和数控转台通信连接；上位机，分别与控制系统及工业相机通信连接。本发明实施例提供的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统及其控制方法，采用机器人夹持孔强化装置，配合数控转台、力传感器和工业相机，通过工业相机引导机器人运动，根据力传感器监测的受力进行柔性加工控制，实现航空发动机涡轮盘螺栓孔智能化加工。

Description

一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及航空发动机加工领域，更具体地涉及一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统及其控制方法。

背景技术

涡轮盘作为航空发动机关键部件之一，长期服役于热-机耦合等复杂环境下，其设计具有高可靠性、长寿命、轻量化等要求，是航空发动机适航设计的关键环节，也是制约航空发动机研发的瓶颈之一。螺栓孔结构是航空发动机盘件连接的重要方式，多以圆周阵列的形式排布于涡轮盘上，是航空发动机涡轮盘结构的重要组成部分。航空发动机运转时，在高温高压以及机械拉压力等复合作用下,涡轮盘可能会出现应力集中现象，从而导致涡轮盘疲劳断裂引发灾难性事故。孔强化处理技术是一种可以在不改变连接结构特征以及结构材料的前提下，有效增加孔结构的抗疲劳特性的新型表面改性技术，是实现航空发动机孔连接结构长寿命、高可靠性、低维修成本的重要手段之一。

目前孔强化加工设备大多是参照现有钻床机械结构改装而成，而航空发动机涡轮盘种类多、螺栓孔排列复杂，强化过程中需要多次修正涡轮盘的位置以对不同的螺栓孔进行强化，工件装夹定位难度大、自动化智能化程度低，难以满足航空发动机涡轮盘强化需求；此外，传统的强化设备只能机械地完成“插孔-强化-退出”动作，对于强化过程中强化工具与螺栓孔内壁的接触力情况并不做特别的关注，容易造成螺栓孔内壁强化不均从而影响强化效果。

发明内容

本发明提供一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统及其控制方法，以提高强化过程的自动化智能化水平，并通过实时监控孔强化装置的受力情况，控制孔强化刀具与孔内壁各个方向的接触力尽可能相同，从而使孔内壁强化均匀。

本发明一方面提供一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，包括：

机器人，其上固定有孔强化装置并带动该孔强化装置移动，所述孔强化装置连接有力传感器，所述孔强化装置上设有工业相机；

数控转台，用于固定待加工的航空发动机涡轮盘，其上设置有固定机构；

控制系统，分别与所述机器人、力传感器、孔强化装置和数控转台通信连接；

上位机，分别与所述控制系统及工业相机通信连接。

进一步地，所述机器人上设有机器人端法兰，所述力传感器上设有末端法兰，所述机器人端法兰与所述末端法兰通过螺栓相连。

进一步地，所述孔强化装置包括驱动件和孔强化刀具，所述驱动件具有输出轴，所述孔强化刀具与所述输出轴相连，所述驱动件固定在所述力传感器上。

进一步地，所述驱动件为伺服电机。

进一步地，所述驱动件外侧套设有保护壳，所述保护壳具有下端盖，所述驱动件固定在下端盖上，所述保护壳外侧设有依次相连的电机端法兰、法兰连接块和前端法兰，所述保护壳通过所述前端法兰与所述力传感器相连。

进一步地，所述输出轴穿过所述下端盖且向外延伸，所述输出轴的外圆面套有连接杆，所述连接杆下端设有钻夹，所述孔强化刀具安装在所述钻夹的下端。

进一步地，所述保护壳上设有固定板，所述工业相机安装在所述固定板上。

进一步地，所述上位机为电脑或智能手机。

进一步地，所述数控转台包括。

进一步地，所述控制系统包括机器人控制器和可编程逻辑控制器，所述机器人控制器与所述机器人、力传感器通信连接，所述可编程逻辑控制器与所述孔强化装置、数控转台通信连接。

本发明另一方面提供一种如上所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：将航空发动机涡轮盘置于所述数控转台上，并通过定位块固定；

S2：将所述上位机与工业相机、机器人、力传感器、孔强化装置、数控转台建立通信；

S3：对工业相机内外参数以及手眼关系进行标定，将得到的手眼矩阵保存到指定路径文件中；

S4：机器人控制器实时获取机器人运行状态并发送至上位机，上位机检测机器人是否位于HOME原点，如果偏离HOME原点则向机器人控制器发送运动指令控制机器人返回HOME原点；如果机器人位于HOME原点，则执行下一步骤；

S5：上位机触发工业相机采集航空发动机涡轮盘图像，并对采集到的图像进行预处理后使其在上位机上显示；

S6：上位机对采集到的图像中的航空发动机涡轮盘螺栓孔进行识别，获得航空发动机涡轮盘螺栓孔的中心坐标，利用手眼关系矩阵将航空发动机涡轮盘螺栓孔的中心坐标换算到机器人工具坐标系中，并进行编码操作生成视觉引导定位坐标指令；

S7：上位机向机器人控制器发送视觉引导定位坐标指令，所述机器人控制器接受到指令并解码后，控制机器人运动至航空发动机涡轮盘螺栓孔的正上方；

S8：机器人线性运动，带动孔强化装置完成插孔；

S9：孔强化装置到达指定深度后，上位机发送开始强化指令给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器控制孔强化刀具以指定的速度或扭矩转动，以达到强化的目的；

S10：力传感器实时监控孔强化刀具的受力情况，并通过机器人控制器将所测得的力控数据发送至上位机，上位机将力控数据作为控制量输入至力控制模块中对视觉引导定位坐标进行修正，同时将修正后的视觉引导定位坐标发送至机器人控制器，以对机器人的运动进行调整，从而使孔强化刀具受力均匀；

S11：强化完成后，机器人带动孔强化刀具线性运动退出航空发动机涡轮盘螺栓孔回到HOME原点，上位机向可编辑逻辑控制器发送指令，控制数控转台带动航空发动机涡轮盘旋转至下一个航空发动机涡轮盘螺栓孔的位置；

S12：重复步骤S2-S11以完成所有航空发动机涡轮盘螺栓孔的强化加工。

本发明实施例提供的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，采用机器人夹持孔强化装置，配合数控转台、力传感器和工业相机，通过工业相机引导机器人运动，根据力传感器监测的受力进行柔性加工控制，实现航空发动机涡轮盘螺栓孔智能化加工。一方面，利用机器人配合工业相机进行定位，可对多种型号的航空发动机涡轮盘螺栓孔进行强化加工，适应性强，自动化程度高、精度高；另一方面，配合力传感器可实时监控孔强化刀具与螺栓孔内壁接触力情况，并以此作为控制量输入PLC对孔强化刀具位姿进行调整形成闭环控制，有效解决航空发动机涡轮盘螺栓孔内壁强化过程中受力不均匀的问题，改善强化效果，最终提高航空发动机的服役寿命。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的孔强化装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的控制系统连接示意图；

图4为本发明另一实施例提供的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，该系统包括机器人1、孔强化装置5、数控转台9、定位块10、力传感器4、工业相机7、控制系统200和上位机100，其中，力传感器4和孔强化装置5依次固定在机器人1的末端执行器上，由机器人1带动孔强化装置5移动，力传感器4则用于实时监测孔强化装置5在强化加工过程中的受力情况；工业相机7固定在孔强化装置5上；数控转台9用于带动航空发动机涡轮盘8自由旋转，该数控转台9上设有沿周向均匀分布的燕尾槽，与该燕尾槽匹配的定位块10下端插设于燕尾槽中，上端则与航空发动机涡轮盘8固定连接，从而使航空发动机涡轮盘8固定在数控转台9上，具体地，定位块10可设置为3个，沿圆周方向间隔120°设置，定位块10向心移动，通过定位块10与燕尾槽的相互作用实现涡轮盘8的定位；控制系统200分别与机器人1、力传感器4、孔强化装置5和数控转台9通信连接，上位机100分别与工业相机7和控制系统200通信连接，图1中虚线表示通信连接，可以为有线方式或无线方式。上位机100通过控制系统200实现对机器人1、力传感器4、孔强化装置5和数控转台9的控制或数据传输。这样，通过上位机100的控制，机器人1带动孔强化装置5移动，从而对航空发动机涡轮盘8的螺栓孔进行强化加工，工业相机7用于采集航空发动机涡轮盘8的图像、螺栓孔的位置数据等，力传感器4则监测孔强化装置5的受力数据，这些数据均传输给上位机100，上位机100根据这些数据对机器人1、孔强化装置5进行控制，从而实现自动化智能化加工且使螺栓孔内壁均匀强化。

其中，数控转台9可以选用现有技术中任意一种转台，只要能够实现自动旋转功能即可，例如，可以选择烟台环球机床附件集团有限公司的TK13315E数控立卧式回转工作台或者TJR公司的HR-255R数控分度盘，本发明对此不做限定。

机器人1在其末端执行器上设置有机器人端法兰2以及通过螺栓相连的末端法兰3，该末端法兰3上设置有力传感器4，从而将力传感器4固定在机器人1上。

如图2所示，设置在人执行器上的孔强化装置5包括驱动件18和孔强化刀具22，驱动件18具有输出轴，孔强化刀具22与该输出轴相连，由驱动件18驱动孔强化刀具22旋转，从而对螺栓孔进行强化加工，驱动件18则与力传感器4相连，从而使孔强化装置5可以随着机器人1移动。

力传感器4可以选用ATI六维力控传感器，其可承受的Fx/Fy/Fz上限分别为2500N/2500N/6250N，扭矩Mx/My/Mz上限均为400Nm，孔强化装置5质量为40KG左右，强化过程扭矩控制在300Nm，因此，力传感器4可带动强化装置5随机器人1移动。

具体地，驱动件18可以为伺服电机，控制系统100与其通信连接，控制系统100通过控制伺服电机来改变孔强化刀具22的转速或扭矩，从而满足多规格螺栓孔强化工艺需求。

继续参照图2，驱动件18外侧可以套设一保护壳17，用于保护驱动件18，保护壳17下端设置有下端盖19，保护壳17与下端盖19通过螺栓连接，驱动件18也通过螺栓固定在下端盖19上，保护壳17外侧设有依次相连的电机端法兰16、法兰连接块15和前端法兰14，例如，保护壳17、电机端法兰16、法兰连接块15和前端法兰14可依次通过螺栓相连，前端法兰14则与力传感器4相连，从而使孔强化装置5固定在机器人1上。具体地，力传感器4前端面设有螺栓盲孔，前端法兰14与其相连，从而使孔强化装置5安装于力传感器4上。

驱动件18的输出轴穿过下端盖19并向外延伸，输出轴的外圆面套设有连接杆20，连接杆20的下端设有钻夹21，具体地，连接杆20的下端具有莫式锥面，钻夹21上端锥孔与该莫式锥面相连，孔强化刀具22则安装在钻夹21的下端。莫氏锥面是具有莫氏锥度的锥面，在静配合时可以精确定位，由于锥度很小，利用摩擦力原理，可以传递一定的扭矩，是目前机床、钻床主轴连接钻夹常用的方式。

钻夹21的型号可以根据需要自行选择，以使其与莫式锥面相匹配，例如，可以选用B12钻夹，本发明对此不做限定。

参照图1和图2，保护壳17上装设有固定板6，用于将工业相机7安装在固定板6上，从而使工业相机7固定在孔强化装置5上，在强化加工过程中，工业相机7随着孔强化装置5移动。

上位机100可以为电脑或智能手机或其他智能设备，本发明对此不做限定。

上位机100上可装设控制软件和人机交互界面，以方便对该强化系统进行控制。

如图1和图3所示，控制系统200包括可编程逻辑控制器(PLC)13，和机器人控制器11，其中，PLC与孔强化装置5和数控转台9通信连接，用于控制孔强化刀具22和数控转台9的旋转；机器人控制器11与机器人1和力传感器4通信连接，用于控制机器人1移动以及与力传感器4进行数据传输。

PLC、机器人可控制器11和工业相机7分别通过串口通信、网络socket通信以及USB3.0接口与上位机100建立连接，实现数据收发。

具体地，上位机100与机器人控制器11分别采用多线程和多任务处理方式，采用双端口实现两者的通信连接。

PLC上可设置伺服驱动器12(如图1所示)，用于控制作为驱动件18的伺服电机的转速或扭矩，从而实现对孔强化装置5和数控转台9的控制。

本发明实施例提供的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，采用机器人1夹持孔强化装置5，配合数控转台9、力传感器4和工业相机7，通过工业相机7传输的信息引导机器人1运动，根据力传感器4监测的受力进行柔性加工控制，实现航空发动机涡轮盘螺栓孔智能化加工。一方面，利用机器人1配合工业相机7进行定位，可对多种型号的航空发动机涡轮盘螺栓孔进行强化加工，适应性强，自动化程度高、精度高；另一方面，配合力传感器4可实时监控孔强化刀具22与螺栓孔内壁接触力情况，并以此作为控制量输入机器人控制器对孔强化刀具22位姿进行调整形成闭环控制，有效解决航空发动机涡轮盘螺栓孔内壁强化过程中受力不均匀的问题，改善强化效果，最终提高航空发动机的服役寿命。

实施例二

本实施例提供一种如实施例一所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统的控制方法，其包括以下步骤：

S1：将航空发动机涡轮盘8置于数控转台9上，并通过定位块10固定。

S2：将上位机100与工业相机7、机器人1、力传感器4、孔强化装置5、数控转台9建立通信连接。

具体地，上位机100可通过可编程逻辑控制器13控制孔强化装置5和数控转台9，通过机器人控制器11控制机器人1和力传感器4，即上位机100分别与工业相机7、可编程逻辑控制器13和机器人控制器11通信连接，可编程逻辑控制器13则与孔强化装置5和数控转台9通信连接，机器人控制器11则与机器人1和力传感器4通信连接。

可编程逻辑控制器13、机器人可控制器11和工业相机7可以分别通过串口通讯、网络socket通讯以及USB3.0接口与上位机100建立连接，实现数据收发。

上位机100与机器人控制器11可以分别采用多线程和多任务处理方式，采用双端口实现两者的通讯。

S3：对工业相机7内外参数以及手眼关系进行标定，将得到的手眼矩阵保存到指定路径文件中。

内参数包括焦距、像素物理尺寸以及相机光轴线在像素坐标系上坐标，外参数由旋转矩阵和平移矢量组成，手眼关系矩阵是由旋矩矩阵和平移向量组成的一个齐次矩阵，目的是建立工业相机坐标系与机器人末端工具(这里指孔强化装置)之间的坐标的变换关系；指定路径文件是指的是与上位机应用软件在相同目录的一个TXT文件。其中，相机内外参数标定采用单平面棋盘格的相机标定方法，手眼关系矩阵采用常规的”Eye in hand”手眼标定方法得到，二者均可通过Opencv4.0开源库实现。

S4：机器人控制器11实时获取机器人1运行状态并发送至上位机100，上位机100检测机器人1是否位于HOME原点，如果偏离HOME原点则向机器人控制器11发送运动指令控制机器人1返回HOME原点；如果机器人1位于HOME原点，则执行下一步骤。

HOME原点可以定义为除孔加工区域以外的任意位置，在本实施例中，将其定位为机器人1六轴原点处，即在HOME原点，机器人1的关节坐标为(0,0,0,0,0,0)。

S5：上位机100触发工业相机7采集航空发动机涡轮盘8图像，并对采集到的图像进行预处理后使其在上位机上显示。

在工业相机采集或者图像传输过程中，由于各种噪声干扰源的存在，会使得获得的图像出现很多干扰点，影响图像识别的精度，因此在对螺栓圆孔进行识别前需要对采集到的图像进行预处理图像。预处理主要包括图像对比度增强、图像平滑处理等。

S6：上位机100对采集到的图像中的航空发动机涡轮盘8的螺栓孔进行识别，获得航空发动机涡轮盘8的螺栓孔的中心坐标，利用和手眼关系矩阵将航空发动机涡轮盘8的螺栓孔的中心坐标换算到机器人工具坐标系中，并进行编码操作生成视觉引导定位坐标指令。

螺栓孔的中心坐标与机器人工具坐标满足如下关系式：

其中，[x,y,z]表示视觉引导坐标，[u,v]表示上述螺栓孔的中心坐标，M表示相机标定获得的内参矩阵，H表示手眼标定得到的手眼关系矩阵,Zc表示相机光心到待测涡轮盘表面的距离。

换算过程由上位机软件完成，上位机软件会对换算后的坐标进行编码生成视觉引导定位坐标指令，其编码策略为”通讯标识符，指令标识符，视觉引导坐标，结束标识符”。以视觉引导坐标(365.00,547.00,423.00)为例，编码后的视觉引导定位坐标指令为“CMD,POSE_MOVE,365.00,547.00,423.00,\\0D”。

S7：上位机100向机器人控制器11发送视觉引导定位坐标指令，机器人控制器11接受到指令并解码后，控制机器人1运动至航空发动机涡轮盘8的螺栓孔的正上方。

步骤S7完成后，机器人1进行位置确认，判断机器人1是否运动到视觉引导定位坐标，避免在机械臂没有运动到指定位置的状态下盲目执行后续插孔操作，造成生产事故，损坏机器人1及孔强化装置5。

S8：机器人1线性运动，带动孔强化装置5完成插孔。

S9：孔强化装置5到达指定深度后，上位机100发送开始强化指令给可编程逻辑控制器13，可编程逻辑控制器13控制孔强化刀具22以指定的速度或扭矩转动，以达到强化的目的。

S10：力传感器4实时监控孔强化刀具22的受力情况，并通过机器人控制器11将所测得的力控数据发送至上位机100，将力控数据作为控制量输入至上位机100的力控制模块中对视觉引导定位坐标进行修正，同时将修正后的视觉引导定位坐标发送至机器人控制器11，以对机器人1的运动进行调整，从而使孔强化刀具22受力均匀。

力控制模块为上位机100中软件功能的一部分，其以力传感器4采集到的力信息为控制量输入，案子控制率将其转化为坐标修正量输出，整个加工过程形成闭环控制。

力传感器4的力/力矩数据以及数控转台位置数据首先会发送给机器人控制器，机器人控制器会将其与多自由度机器人的位置数据进行汇总整合，然后一同发送给上位机软件。

在理想的强化过程中，X轴和Y轴方向应该不受力，而在Z轴方向有一个挤压力F_z，即理想状态下接触力情况为F＝[0,0,F_z]。而在实际强化过程中，力传感器检测到孔强化装置接触力F_r＝[F_xr,F_yr,F_z]。为了实现螺栓孔内壁均匀强化，采用阻抗控制对力反馈信号进行处理，其控制率如下：

其中，x、y为位置坐标的修正量，M_d、B_d、K_d为阻尼系数。机器人末端安装的力控传感器4采集孔强化刀具22的接触力信息，然后通过阻抗模型将力信息转化为孔强化刀具22的位置修正量x、y，对视觉引导定位坐标进行修正。修正后的视觉定位坐标会发送至机器人控制器实现机器人位姿变化。

S11：强化完成后，机器人1带动孔强化刀具22线性运动退出航空发动机涡轮盘8的螺栓孔回到HOME原点，上位机100向可编辑逻辑控制器13发送指令，控制数控转台9带动航空发动机涡轮盘8旋转至下一个螺栓孔的位置。

S12：重复步骤S2-S11以完成所有螺栓孔的强化加工。

本发明实施例提供的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统的控制方法，通过上位机100、控制系统200实现对机器人1、力传感器4、孔强化装置5、工业相机7、数控转台9的控制，使它们相互配合，从而实现航空发动机涡轮盘螺栓孔强化加工的自动化智能化，适应性强，自动化程度高、精度高，且使螺栓孔内壁强化均匀，改善强化效果，最终提高可航空发动机的服役寿命。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (11)

1.一种航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，包括：

机器人，其上固定有孔强化装置并带动该孔强化装置移动，所述孔强化装置连接有力传感器，所述孔强化装置上设有工业相机；

数控转台，用于固定待加工的航空发动机涡轮盘，其上设置有固定机构；

控制系统，分别与所述机器人、力传感器、孔强化装置和数控转台通信连接；

上位机，分别与所述控制系统及工业相机通信连接。

2.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述机器人上设有机器人端法兰，所述力传感器上设有末端法兰，所述机器人端法兰与所述末端法兰通过螺栓相连。

3.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述孔强化装置包括驱动件和孔强化刀具，所述驱动件具有输出轴，所述孔强化刀具与所述输出轴相连，所述驱动件固定在所述力传感器上。

4.根据权利要求3所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述驱动件为伺服电机。

5.根据权利要求3所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述驱动件外侧套设有保护壳，所述保护壳具有下端盖，所述驱动件固定在下端盖上，所述保护壳外侧设有依次相连的电机端法兰、法兰连接块和前端法兰，所述保护壳通过所述前端法兰与所述力传感器相连。

6.根据权利要求5所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述输出轴穿过所述下端盖且向外延伸，所述输出轴的外圆面套有连接杆，所述连接杆下端设有钻夹，所述孔强化刀具安装在所述钻夹的下端。

7.根据权利要求5所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述保护壳上设有固定板，所述工业相机安装在所述固定板上。

8.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述上位机为电脑或智能手机。

9.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述数控转台上的固定机构包括若干沿其周向开设的燕尾槽，该燕尾槽中配合定位块而固定航空发动机涡轮盘。

10.根据权利要求1-9任一项所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统，其特征在于，所述控制系统包括机器人控制器和可编程逻辑控制器，所述机器人控制器与所述机器人、力传感器通信连接，所述可编程逻辑控制器与所述孔强化装置、数控转台通信连接。

11.一种如权利要求10所述的航空发动机涡轮盘螺栓孔智能强化系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将航空发动机涡轮盘置于数控转台上，并通过定位块固定；

S2：将上位机与工业相机、机器人、力传感器、孔强化装置、数控转台建立通信；

S3：对工业相机内外参数以及手眼关系进行标定，将得到的手眼矩阵保存到指定路径文件中；

S4：机器人控制器实时获取机器人运行状态并发送至上位机，上位机检测机器人是否位于HOME原点，如果偏离HOME原点则向机器人控制器发送运动指令控制机器人返回HOME原点；如果机器人位于HOME原点，则执行下一步骤；

S5：上位机触发工业相机采集航空发动机涡轮盘图像，并对采集到的图像进行预处理后使其在上位机上显示；

S6：上位机对采集到的图像中的航空发动机涡轮盘螺栓孔进行识别，获得航空发动机涡轮盘螺栓孔的中心坐标，利用手眼关系矩阵将航空发动机涡轮盘螺栓孔的中心坐标换算到机器人工具坐标系中，并进行编码操作生成视觉引导定位坐标指令；

S7：上位机向机器人控制器发送视觉引导定位坐标指令，机器人控制器接受到指令并解码后，控制机器人运动至航空发动机涡轮盘螺栓孔的正上方；

S8：机器人线性运动，带动孔强化装置完成插孔；

S9：孔强化装置到达指定深度后，上位机发送开始强化指令给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器控制孔强化刀具以指定的速度或扭矩转动，以达到强化的目的；

S10：力传感器实时监控孔强化刀具的受力情况，并通过机器人控制器将所测得的力控数据发送至上位机，将力控数据作为控制量输入至上位机的力控制模块中对视觉引导定位坐标进行修正，同时将修正后的视觉引导定位坐标发送至机器人控制器，以对机器人的运动进行调整，从而使孔强化刀具受力均匀；

S11：强化完成后，机器人带动孔强化刀具线性运动退出航空发动机涡轮盘螺栓孔回到HOME原点，上位机向可编辑逻辑控制器发送指令，控制数控转台带动航空发动机涡轮盘旋转至下一个航空发动机涡轮盘螺栓孔的位置；

S12：重复步骤S2-S11以完成所有航空发动机涡轮盘螺栓孔的强化加工。

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