CN114055349A - 发动机叶轮的加工装置和加工方法 - Google Patents

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张友志
王启
巨浩
周向南
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Jiangsu Maixinlin Aviation Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种发动机叶轮的加工装置，它包括工作台，工作台的顶部固定连接有防护壳，防护壳的内部固定连接有隔板，隔板将防护壳的内部分为打磨区和洗烘区，防护壳的内部设置有贯穿打磨区和洗烘区的移动机构，移动机构上设置有用于固定待打磨叶轮的旋转固定机构，隔板的一侧开设有用于移动机构移动的缺口，防护壳的顶部分别设置有喷砂打磨机构和洗烘机构，防护壳的侧面设置有门板；本发明，通过设置的所述移动机构、旋转固定机构配合喷砂打磨机构和洗烘机构以及PLC控制器，实现了自动对叶轮进行全方位的打磨、清洗和烘干作业，不仅有效的降低了人力的消耗，而且提高了打磨和清洗的效率，同时提高了成品叶轮的品质。

Description

发动机叶轮的加工装置和加工方法
技术领域
本发明涉及叶轮加工技术领域，具体为一种发动机叶轮的加工装置，还涉及一种发动机叶轮的加工方法。
背景技术
叶轮是涡轮式发动机、涡轮增压器等动力机械的关键部件，现新一代整体式叶轮较传统组合式叶轮的特点是将单个叶片与轮盘设计制造成一个整体，使之具有结构紧凑、强度高、使用寿命长以及推重比大等优点，被广泛应用于航空航天、能源动力、船舶等领域。
叶轮在生产过程中会产生毛刺，需要对工件进行打磨，现有对工件打磨的方式大都采用人工使用打磨装置来对其进行打磨，耗费大量的劳动力，工作效率较低，而且工件的稳定性较差，不便于对其进行全方位的打磨。
发明内容
针对现有技术存在的发动机叶轮的打磨效率低下，工件的稳定性较差，不便于对其进行全方位的打磨，本发明提供了一种发动机叶轮的加工装置和加工方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种发动机叶轮的加工装置，包括工作台，所述工作台的顶部固定连接有防护壳，所述防护壳的内部固定连接有隔板，所述隔板将所述防护壳的内部分为打磨区和洗烘区，所述防护壳的内部设置有贯穿所述打磨区和所述洗烘区的移动机构，所述移动机构上设置有用于固定待打磨叶轮的旋转固定机构，所述隔板的一侧开设有用于所述移动机构移动的缺口，所述防护壳的顶部分别设置有喷砂打磨机构和洗烘机构。
采用上述技术方案，通过设置的所述移动机构、旋转固定机构配合喷砂打磨机构和洗烘机构，实现了对叶轮进行全方位的打磨、清洗和烘干作业，不仅有效的降低了人力的消耗，而且提高了打磨和清洗的效率，同时提高了成品叶轮的品质。
进一步，所述移动机构包括两个滑轨、丝杠、伺服电机和移动块，两个所述滑轨平行设置均固定连接在所述防护壳的内部，两个所述滑轨为平行设置，所述丝杠设置在两个所述滑轨的内部，所述伺服电机固定安装在所述防护壳的内部一端，所述丝杠的一端螺纹转动贯穿所述移动块后转动安装在所述防护壳远离所述伺服电机的一端内壁上，所述丝杠的另一端与所述伺服电机的转轴固定连接。
进一步，所述旋转固定机构包括壳体、驱动电机、两个凹形滑槽体和内螺纹旋帽，两个所述凹形滑槽体分别固定连接在所述壳体的一侧上端和下端，所述凹形滑槽体滑动设置在所述滑轨上，所述壳体与所述凹形滑槽体同侧的面与所述移动块固定连接，所述驱动电机固定安装在所述壳体的内部，所述壳体的一侧为开口设置，所述壳体的开口侧通过螺栓固定安装有盖板，所述驱动电机的转轴端部固定连接有连接柱，所述连接柱的一端通过轴承转动贯穿所述盖板，所述连接柱远离所述驱动电机的一端固定连接有螺纹柱，所述内螺纹旋帽螺纹安装在所述螺纹柱上。
进一步，所述连接柱靠近所述螺纹柱的一端固定连接有橡胶圈，所述橡胶圈的侧面开设有若干防滑凸起。
进一步，所述喷砂打磨机构包括储砂箱和、增压泵以及喷砂管，所述储砂箱固定安装在所述防护壳的顶部，所述增压泵固定安装在所述储砂箱内，所述增压泵的加压口与所述储砂箱的内顶部相连通，所述喷砂管的上端与所述储砂箱的下端内部相连通，所述喷砂管的下端固定贯穿所述防护壳的顶部并伸入所述防护壳的内部，所述喷砂管上设置有喷砂阀，所述喷砂管的底部设置有喷砂扁嘴，所述储砂箱的内部固定安装有压力传感器。
进一步，所述洗烘机构包括水泵、T形管和热风机，所述水泵与所述热风机均固定安装在所述防护壳的顶部，所述水泵的进水口与外界的水源相连通，所述T形管的上部两端分别与所述水泵的出水口和所述热风机的出风口相连通，所述T形管的上部两端分别安装有水阀和气阀，所述T形管的下端固定贯穿所述防护壳的顶部并伸入所述防护壳的内部，所述T形管的底部设置有洗烘扁嘴。
进一步，所述工作台的顶部固定安装有控制面板，所述控制面板的内部设置有PLC控制器，所述增压泵、喷砂阀、伺服电机、水泵、水阀、气阀、热风机、驱动电机均受控于所述PLC控制器，所述压力传感器与所述PLC控制器的输入端电性连接。
进一步，所述工作台的内部底部分别设置有集砂箱和集水箱，位于所述打磨区内所述防护壳的底部开设有集砂口，所述集砂口的底部连通有集砂管，所述集砂管的下端固定贯穿所述工作台的顶部并伸入所述工作台的内部，所述集砂箱位于所述集砂管的正下方，位于所述洗烘区内所述防护壳的底部开设有集水口，所述集水口的底部连通有集水管，所述集水管的下端固定贯穿所述工作台的顶部并伸入所述工作台的内部，所述集水箱位于所述集水管的正下方。
进一步，所述缺口的一侧设置有挡帘，防护壳的侧面设置有门板。
本发明还提供了一种发动机叶轮的加工方法，具体包括以下步骤：
S1、安装，打开打磨区的门板将待打磨的叶轮套在螺纹柱上，然后转动内螺纹旋帽，将打磨的叶轮固定在内螺纹旋帽和连接柱之间，然后关上门板；
S2、加压打磨，PLC控制器启动增压泵对储砂箱的内部进行加压，当储砂箱内部的压力达到预设的压力值时，PLC控制器控制喷砂阀打开，打磨砂通过喷砂扁嘴喷向叶轮上的叶片，打磨期间PLC控制器同时控制驱动电机启动，驱动电机带动叶轮进行缓慢的转动，进而实现全方位的对叶轮进行打磨，打磨结束后PLC控制器关闭增压泵、喷砂阀和驱动电机；
S3、清洗烘干，打磨结束后，PLC控制器控制伺服电机启动，使伺服电机的转轴顺时针转动，通过伺服电机带动丝杠转动，丝杠配合移动块带动壳体向洗烘区移动，当打磨好的叶轮处于洗烘扁嘴的正下方时，PLC控制器控制伺服电机停止转动，然后PLC控制器控制水阀和水泵开启，同时启动驱动电机，对叶轮进行全方位的清洗，清洗结束后，PLC控制器关闭水泵和水阀，然后启动气阀和热风机，对清洗好的叶轮进行快速的烘干，烘干结束后，PLC控制器控制驱动电机、气阀和热风机关闭；
S4、打开门洗烘区的门板，反向转动内螺纹旋帽将叶轮取出，换上下一件需要打磨的叶轮，然后关上门板，PLC控制器控制伺服电机的转轴逆时针转动，将旋转固定机构移动到喷砂扁嘴的下方，重复步骤S2-S4，完成所有叶轮打磨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置的所述移动机构、旋转固定机构配合喷砂打磨机构和洗烘机构以及PLC控制器，实现了自动对叶轮进行全方位的打磨、清洗和烘干作业，不仅有效的降低了人力的消耗，而且提高了打磨和清洗的效率，同时提高了成品叶轮的品质；
2、本发明通过设置的集砂箱、集水箱、集砂管、集水管配合集水口和集砂口，便于对打磨后的磨砂和清洗后的污水进行快速的收集，便于后续的处理；
3、本发明通过内螺纹旋帽、螺纹柱配合连接柱，方便对叶轮的固定和拆卸。
附图说明
图1为本发明发动机叶轮的加工装置的结构示意图；
图2为本发明发动机叶轮的加工装置的另一视角的结构示意图；
图3为本发明发动机叶轮的加工装置的挡板的结构示意图；
图4为本发明发动机叶轮的加工装置的移动机构与旋转固定机构的爆炸结构示意图；
图5为图4中的A部放大图；
图6为本发明发动机叶轮的加工装置(显示有缺口)的结构示意图。
图中：100-工作台；200-防护壳；201-门板；202-控制面板；203-隔板；2031- 缺口；2032-挡帘；204-挡板；205-集水口；206-集砂口；
300-喷砂打磨机构；301-储砂箱；302-增压泵；303-喷砂管；304-喷砂阀；305- 喷砂扁嘴；306-集砂箱；307-集砂管；
400-洗烘机构；401-水泵；402-T形管；403-水阀；404-气阀；405-热风机；406- 洗烘扁嘴；407-集水箱；408-集水管；
500-移动机构；501-滑轨；502-丝杠；503-伺服电机；504-移动块；
600-旋转固定机构；601-壳体；602-驱动电机；603-凹形滑槽体；604-盖板；605-轴承；606-连接柱；607-橡胶圈；608-螺纹柱；609-内螺纹旋帽。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1：
如图1-6所示，本实施例提供一种发动机叶轮的加工装置，包括工作台100、移动机构500、用于固定待打磨叶轮的旋转固定机构600、喷砂打磨机构300和洗烘机构400。
工作台100的顶部固定连接有防护壳200，防护壳200的内部固定连接有隔板203，隔板203将防护壳200的内部分为打磨区和洗烘区，移动机构500贯穿打磨区和洗烘区设置在防护壳200的内部，旋转固定机构600设置在移动机构500上，隔板203的一侧开设有用于移动机构500移动的缺口2031，喷砂打磨机构300和洗烘机构400均设置在防护壳200的顶部，为了避免喷砂打磨和洗烘时，喷砂或者水飞溅到外界，防护壳200的侧面设置有门板201，为了方便对防护壳200内部进行观察，门板201上设置有透明的钢化玻璃窗。
具体的，移动机构500由两个滑轨501、丝杠502、伺服电机503和移动块504 构成，两个滑轨501平行设置均固定连接在防护壳200的内部，丝杠502设置在两个滑轨501的内部、伺服电机503固定安装在防护壳200的内部一端，丝杠502的一端螺纹转动贯穿移动块504后转动安装在防护壳200远离伺服电机503的一端内壁上，丝杠502的另一端与伺服电机503的转轴固定连接；通过伺服电机503带动丝杠502转动，丝杠502配合移动块504，实现带动旋转固定机构600在打磨区和洗烘区进行往复移动。
具体的，旋转固定机构600由壳体601、驱动电机602、两个凹形滑槽体603 和内螺纹旋帽609构成，两个凹形滑槽体603分别固定连接在壳体601的一侧上端和下端，凹形滑槽体603滑动设置在滑轨501上，壳体601与凹形滑槽体603同侧的面与移动块504固定连接，驱动电机602固定安装在壳体601的内部，壳体601 的一侧为开口设置，壳体601的开口侧通过螺栓固定安装有盖板604，驱动电机602 的转轴端部固定连接有连接柱606，连接柱606的一端通过轴承605转动贯穿盖板 604，连接柱606远离驱动电机602的一端固定连接有螺纹柱608，内螺纹旋帽609 螺纹安装在螺纹柱608上，为了避免叶轮与连接柱606直接接触，避免叶轮表面被刮花，连接柱606靠近螺纹柱608的一端固定连接有橡胶圈607，为了增强叶轮的固定效果，避免叶轮相对驱动电机602的转轴发生转动，橡胶圈607的侧面开设有若干防滑凸起；通过内螺纹旋帽609、螺纹柱608配合连接柱606，方便对叶轮的固定和拆卸，再配合驱动电机602实现了在打磨和洗烘时，可以带动叶轮进行缓慢的转动，实现对叶轮的全方位的打磨和洗烘操作。
具体的，喷砂打磨机构300由储砂箱301、增压泵302和喷砂管303构成，储砂箱301固定安装在防护壳200的顶部，增压泵302固定安装在储砂箱301内，增压泵302的加压口与储砂箱301的内顶部相连通，喷砂管303的上端与储砂箱301 的下端内部相连通，喷砂管303的下端固定贯穿防护壳200的顶部并伸入防护壳200 的内部，喷砂管303上设置有喷砂阀304，为了保证喷射范围和喷射的压力，喷砂管303的底部设置有喷砂扁嘴305，为了保证打磨时喷射的压力，储砂箱301的内部固定安装有压力传感器；实现了对叶轮进行稳定压力的喷砂打磨。
具体的，洗烘机构400由水泵401、T形管402和热风机405构成，水泵401 与热风机405均固定安装在防护壳200的顶部，水泵401的进水口与外界的水源相连通，T形管402的上部两端分别与水泵401的出水口和热风机405的出风口相连通，T形管402的上部两端分别安装有水阀403和气阀404，T形管402的下端固定贯穿防护壳200的顶部并伸入防护壳200的内部，为了保证喷射范围和喷射的压力， T形管402的底部设置有洗烘扁嘴406；便于对打磨后的叶轮进行快速的清洗和烘干。
具体的，工作台100的顶部固定安装有控制面板202，控制面板202的内部设置有PLC控制器，增压泵302、喷砂阀304、伺服电机503、水泵401、水阀403、气阀404、热风机405和驱动电机602均受控于PLC控制器，压力传感器与PLC控制器的输入端电性连接，这样便于通过PLC控制器对本发动机叶轮的加工装置进行控制，提高自动化程度。
具体的，工作台100的内部底部分别设置有集砂箱306和集水箱407，位于打磨区内防护壳200的底部开设有集砂口206，集砂口206的底部连通有集砂管307，集砂管307的下端固定贯穿工作台100的顶部并伸入工作台100的内部，集砂箱306 位于集砂管307的正下方。
位于洗烘区内防护壳200的底部开设有集水口205，集水口205的底部连通有集水管408，集水管408的下端固定贯穿工作台100的顶部并伸入工作台100的内部，集水箱407位于集水管408的正下方；便于对打磨后的磨砂和清洗后的污水进行快速的收集，便于后续的处理。
具体的，缺口2031的一侧设置有挡帘2032；避免在喷砂打磨时，磨砂飞溅到洗烘区内。
为了避免磨砂和水渍在打开门板201板时流出，在防护壳200的靠近门板201 的一侧底部设置有挡板204。
实施例2：
参考图1-6所示，本实施例还提供了利用实施例1中的发动机叶轮加工装置进行加工的方法，具体包括以下步骤：
S1、安装，打开打磨区的门板201将待打磨的叶轮套在螺纹柱608上，然后转动内螺纹旋帽609，将打磨的叶轮固定在内螺纹旋帽609和连接柱606之间，然后关上门板201；
S2、加压打磨，PLC控制器启动增压泵302对储砂箱301的内部进行加压，当储砂箱301内部的压力达到预设的压力值时，PLC控制器控制喷砂阀304打开，打磨砂通过喷砂扁嘴305喷向叶轮上的叶片，打磨期间PLC控制器同时控制驱动电机 602启动，驱动电机602带动叶轮进行缓慢的转动，进而实现全方位的对叶轮进行打磨，打磨结束后PLC控制器关闭增压泵302、喷砂阀304和驱动电机602；
S3、清洗烘干，打磨结束后，PLC控制器控制伺服电机503启动，使伺服电机 503的转轴顺时针转动，通过伺服电机503带动丝杠502转动，丝杠502配合移动块504带动壳体601向洗烘区移动，当打磨好的叶轮处于洗烘扁嘴406的正下方时， PLC控制器控制伺服电机503停止转动，然后PLC控制器控制水阀403和水泵401 开启，同时启动驱动电机602，对叶轮进行全方位的清洗，清洗结束后，PLC控制器关闭水泵401和水阀403，然后启动气阀404和热风机405，对清洗好的叶轮进行快速的烘干，烘干结束后，PLC控制器控制驱动电机602、气阀404和热风机405 关闭；
S4、打开门洗烘区的门板201，反向转动内螺纹旋帽609将叶轮取出，换上下一件需要打磨的叶轮，然后关上门板201，PLC控制器控制伺服电机503的转轴逆时针转动，将旋转固定机构600移动到喷砂扁嘴305的下方，重复步骤S2-S4，完成所有叶轮打磨。
以上对本申请提进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：包括工作台(100)，所述工作台(100)的顶部固定连接有防护壳(200)，所述防护壳(200)的内部固定连接有隔板(203)，所述隔板(203)将所述防护壳(200)的内部分为打磨区和洗烘区，所述防护壳(200)的内部设置有贯穿打磨区和洗烘区的移动机构(500)，所述移动机构(500)上设置有用于固定待打磨叶轮的旋转固定机构(600)，所述隔板(203)上开设有用于所述移动机构(500)移动的缺口(2031)，所述防护壳(200)的顶部分别设置有喷砂打磨机构(300)和洗烘机构(400)。
2.根据权利要求1所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述移动机构(500)包括两个滑轨(501)、丝杠(502)、伺服电机(503)和移动块(504)，两个所述滑轨(501)平行设置在防护壳(200)内部，所述丝杠(502)设置在两个滑轨(501)之间，所述伺服电机(503)固定安装在防护壳(200)的内部一端，所述丝杠(502)的一端螺纹转动贯穿所述移动块(504)后转动安装在所述防护壳(200)远离伺服电机(503)的一端内壁上，所述丝杠(502)的另一端与伺服电机(503)的转轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述旋转固定机构(600)包括壳体(601)、驱动电机(602)、两个凹形滑槽体(603)和内螺纹旋帽(609)，两个所述凹形滑槽体(603)分别固定连接在壳体(601)的一侧上端和下端，所述凹形滑槽体(603)滑动设置在所述滑轨(501)上，所述壳体(601)与所述凹形滑槽体(603)同侧的面与所述移动块(504)固定连接，所述驱动电机(602)固定安装在所述壳体(601)的内部，所述壳体(601)的一侧为开口设置，所述壳体(601)的开口侧通过螺栓固定安装有盖板(604)，所述驱动电机(602)的转轴端部固定连接有连接柱(606)，所述连接柱(606)的一端通过轴承(605)转动贯穿所述盖板(604)，所述连接柱(606)远离所述驱动电机(602)的一端固定连接有螺纹柱(608)，所述内螺纹旋帽(609)螺纹安装在所述螺纹柱(608)上。
4.根据权利要求3所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述连接柱(606)靠近螺纹柱(608)的一端固定连接有橡胶圈(607)，所述橡胶圈(607)的侧面开设有若干防滑凸起。
5.根据权利要求3所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述喷砂打磨机构(300)包括储砂箱(301)、增压泵(302)以及喷砂管(303)，所述储砂箱(301)固定安装在所述防护壳(200)的顶部，所述增压泵(302)固定安装在所述储砂箱(301)内，所述增压泵(302)的加压口与所述储砂箱(301)的内顶部相连通，所述喷砂管(303)的上端与所述储砂箱(301)的下端内部相连通，所述喷砂管(303)的下端固定贯穿所述防护壳(200)的顶部并伸入所述防护壳(200)的内部，所述喷砂管(303)上设置有喷砂阀(304)，所述喷砂管(303)的底部设置有喷砂扁嘴(305)，所述储砂箱(301)的内部固定安装有压力传感器。
6.根据权利要求5所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述洗烘机构(400)包括水泵(401)、T形管(402)和热风机(405)，所述水泵(401)与所述热风机(405)均固定安装在所述防护壳(200)的顶部，所述水泵(401)的进水口与外界的水源相连通，所述T形管(402)的上部两端分别与所述水泵(401)的出水口和所述热风机(405)的出风口相连通，所述T形管(402)的上部两端分别安装有水阀(403)和气阀(404)，所述T形管(402)的下端固定贯穿所述防护壳(200)的顶部并伸入所述防护壳(200)的内部，所述T形管(402)的底部设置有洗烘扁嘴(406)。
7.根据权利要求6所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述工作台(100)的顶部固定安装有控制面板(202)，所述控制面板(202)的内部设置有PLC控制器，所述增压泵(302)、喷砂阀(304)、伺服电机(503)、水泵(401)、水阀(403)、气阀(404)、热风机(405)和驱动电机(602)均受控于所述PLC控制器，所述压力传感器与所述PLC控制器的输入端电性连接。
8.根据权利要求6所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述工作台(100)的内部底部分别设置有集砂箱(306)和集水箱(407)；
位于所述打磨区内底部开设有集砂口(206)，所述集砂口(206)的底部连通有集砂管(307)，所述集砂管(307)的下端固定贯穿所述工作台(100)的顶部并伸入所述工作台(100)的内部，所述集砂箱(306)位于集砂管(307)的正下方；
位于所述洗烘区内底部开设有集水口(205)，所述集水口(205)的底部连通有集水管(408)，所述集水管(408)的下端固定贯穿所述工作台(100)的顶部并伸入所述工作台(100)的内部，所述集水箱(407)位于集水管(408)的正下方。
9.根据权利要求1所述的一种发动机叶轮的加工装置，其特征在于：所述缺口(2031)的一侧设置有挡帘(2032)，防护壳200的侧面设置有门板201。
10.一种发动机叶轮的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、安装，打开打磨区的门板(201)将待打磨的叶轮套在螺纹柱(608)上，然后转动内螺纹旋帽(609)，将打磨的叶轮固定在内螺纹旋帽(609)和连接柱(606)之间，然后关上门板(201)；
S2、加压打磨，PLC控制器启动增压泵(302)对储砂箱(301)的内部进行加压，当储砂箱(301)内部的压力达到预设的压力值时，PLC控制器控制喷砂阀(304)打开，打磨砂通过喷砂扁嘴305喷向叶轮上的叶片，打磨期间PLC控制器同时控制驱动电机(602)启动，驱动电机(602)带动叶轮进行缓慢的转动，进而实现全方位的对叶轮进行打磨，打磨结束后PLC控制器关闭增压泵(302)、喷砂阀(304)和驱动电机(602)；
S3、清洗烘干，打磨结束后，PLC控制器控制伺服电机(503)启动，使伺服电机(503)的转轴顺时针转动，通过伺服电机(503)带动丝杠(502)转动，丝杠(502)配合移动块(504)带动壳体(601)向洗烘区移动，当打磨好的叶轮处于洗烘扁嘴(406)的正下方时，PLC控制器控制伺服电机(503)停止转动，然后PLC控制器控制水阀(403)和水泵(401)开启，同时启动驱动电机(602)，对叶轮进行全方位的清洗，清洗结束后，PLC控制器关闭水泵(401)和水阀(403)，然后启动气阀(404)和热风机(405)，对清洗好的叶轮进行快速的烘干，烘干结束后，PLC控制器控制驱动电机(602)、气阀(404)和热风机(405)关闭；
S4、打开门洗烘区的门板(201)，反向转动内螺纹旋帽(609)将叶轮取出，换上下一件需要打磨的叶轮，然后关上门板(201)，PLC控制器控制伺服电机(503)的转轴逆时针转动，将旋转固定机构(600)移动到喷砂扁嘴(305)的下方，重复步骤S2-S4，完成所有叶轮打磨。
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