CN113634994A - 一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法 - Google Patents

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杨茜
杨晓东
潘宝山
段聪毅
杜青胤
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2703/00—Work clamping
    • B23Q2703/02—Work clamping means
    • B23Q2703/10—Devices for clamping workpieces of a particular form or made from a particular material

Abstract

一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法，步骤为：为导管配置缓存机构，先通过虚拟仿真确定位置并传输给缓存机构自动定位，然后在需要机械手夹持的导管直线段两侧确定缓存机构夹持位置，实现导管缓存定位；确定导管缓存摆放姿态，需要夹持与切割位置相邻的导管直线段，同时需要将导管的切割端水平放置；当线内机械手对导管进行二次夹持时，需要利用机械手另一侧的夹持装置进行夹持，使导管的切割端位于机械手的工作端；当线内机械手完成导管的二次夹持后，先通过线下虚拟仿真进行编程，按照编程程序将导管传递至线内的自动切端、光学定位、平端及去毛刺工位，最终完成整根导管的两端余量数字化柔性加工。

Description

一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法
技术领域
本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法。
背景技术
航空发动机导管通常为空间曲面结构(如图1～5所示)，导管弯曲后管端通常留有余量需要去除，并对管端进行平端去毛刺处理。管端余量的处理方法主要经历了以下三个阶段，具体为：
第一个阶段：在导管不具备三维数字建模的时期，主要利用标准件及定位工装划线确定切端位置，之后再根据划线位置并利用锯条进行手工切割，切割后再利用锉刀修正端面质量，该阶段的管端加工精度容易受到标准件精度、工装精度、划线精度、手工切割精度水平等因素的影响；
第二个阶段：导管具备了三维数字建模的时期，为实现自动化、数字化加工奠定了基础，并且实现了基于划线位置或测量机测量的余量，可在自动切割设备上进行切割，且切割位置由设备自动定位确定，切割后再进行机械平端去毛刺处理；但是，该阶段的切割过程需要预留平端、焊接等余量，并且需要人工参与来实现，因此管端加工精度容易受人工划线位置、自动定尺机构精度、平端技能水平等因素的影响；
第三个阶段：将管端余量去除工艺集成在自动化生产线中，实现了基于数值模型的自动弯曲、测量、修正、切端、平端、去毛刺等工序的集成。但是，在自动化加工过程中，需要机械手全程夹持实现，受到机械手夹持位置、夹持精度、管端余量、机械手结构等硬件机构的限制，目前第一端无法进行余量去除，在进行实现末端余量的自动加工时，尽管第一端的余量通过弯曲精度保证，但两端余量均较小的导管，弯曲夹持的第一端就需要弯曲后去除，目前只能在线下根据余量值利用单机自动化加工的方法去除，因此加工精度及加工率较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法，能够实现线内导管两端余量去除，可有效提高导管全制造过程的自动化、数字化加工的应用率，突破了导管自动化线内管端数字化柔性加工的技术空白，且全过程自动化加工率提升15％以上。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法，包括如下步骤：
步骤一：为导管配置缓存机构，该缓存机构基于管型数模的空间位置自动调整，先通过虚拟仿真确定位置并传输给缓存机构自动定位，然后在需要机械手夹持的导管直线段两侧确定缓存机构夹持位置，缓存机构夹持位置为与机械手夹持段相邻的两个导管直线段，以实现导管的缓存定位；
步骤二：确定导管缓存摆放姿态，为了保证切割过程中导管的夹持刚性，需要夹持与切割位置相邻的导管直线段，若与切割位置相邻的导管直线段短于45mm，则放弃夹持，并重新选取满足要求的夹持位置；同时，为了保证空间定位的便利性和切端位置识别的快捷性，需要将导管的切割端水平放置；
步骤三：当线内机械手对导管进行二次夹持时，需要利用机械手另一侧的夹持装置进行夹持，使导管的切割端位于机械手的工作端；
步骤四：当线内机械手完成导管的二次夹持后，先通过线下虚拟仿真进行编程，按照编程程序将导管传递至线内的自动切端、光学定位、平端及去毛刺工位，最终完成整根导管的两端余量数字化柔性加工。
本发明的有益效果：
本发明的航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法，能够实现线内导管两端余量去除，可有效提高导管全制造过程的自动化、数字化加工的应用率，突破了导管自动化线内管端数字化柔性加工的技术空白，且全过程自动化加工率提升15％以上。
附图说明
图1为短少弯细类的导管示意图；
图2为中弯细类的导管示意图；
图3为长多弯细类的导管示意图；
图4为短少弯粗类的导管示意图；
图5为长多弯粗类的导管示意图；
图6为导管(短少弯粗类)处于机械手夹持时的姿态示意图；
图中，A—机械手夹持位置，B—缓存机构夹持位置，C—导管切割端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法，包括如下步骤：
步骤一：为导管配置缓存机构，该缓存机构基于管型数模的空间位置自动调整，先通过虚拟仿真确定位置并传输给缓存机构自动定位，然后在需要机械手夹持的导管直线段两侧确定缓存机构夹持位置，缓存机构夹持位置为与机械手夹持段相邻的两个导管直线段，以实现导管的缓存定位；
步骤二：确定导管缓存摆放姿态，为了保证切割过程中导管的夹持刚性，需要夹持与切割位置相邻的导管直线段，若与切割位置相邻的导管直线段短于45mm，则放弃夹持，并重新选取满足要求的夹持位置；同时，为了保证空间定位的便利性和切端位置识别的快捷性，需要将导管的切割端水平放置，如图6所示；
步骤三：当线内机械手对导管进行二次夹持时，需要利用机械手另一侧的夹持装置进行夹持，使导管的切割端位于机械手的工作端；线内之所以不能实现导管的两面切端，是因为机械手的夹持装置无法旋转，当第一端切割后，再切割第二端时就会与机械手主体侧发生干涉，从而导致两面切端无法实现；
步骤四：当线内机械手完成导管的二次夹持后，先通过线下虚拟仿真进行编程，按照编程程序将导管传递至线内的自动切端、光学定位、平端及去毛刺工位，最终完成整根导管的两端余量数字化柔性加工。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种航空发动机导管两端余量数字化柔性加工方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：为导管配置缓存机构，该缓存机构基于管型数模的空间位置自动调整，先通过虚拟仿真确定位置并传输给缓存机构自动定位，然后在需要机械手夹持的导管直线段两侧确定缓存机构夹持位置，缓存机构夹持位置为与机械手夹持段相邻的两个导管直线段，以实现导管的缓存定位；
步骤二：确定导管缓存摆放姿态，为了保证切割过程中导管的夹持刚性，需要夹持与切割位置相邻的导管直线段，若与切割位置相邻的导管直线段短于45mm，则放弃夹持，并重新选取满足要求的夹持位置；同时，为了保证空间定位的便利性和切端位置识别的快捷性，需要将导管的切割端水平放置；
步骤三：当线内机械手对导管进行二次夹持时，需要利用机械手另一侧的夹持装置进行夹持，使导管的切割端位于机械手的工作端；
步骤四：当线内机械手完成导管的二次夹持后，先通过线下虚拟仿真进行编程，按照编程程序将导管传递至线内的自动切端、光学定位、平端及去毛刺工位，最终完成整根导管的两端余量数字化柔性加工。
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