一种叶片柔性抛光系统的制作方法

本实用新型涉及一种柔性抛光系统，尤其涉及一种叶片复杂曲面表面柔性自动化抛光系统。

背景技术：

叶片零件在航空航天、海洋装备以及高端制造领域有着极其广泛和重要的应用，例如航空发动机叶片、螺旋桨叶片等，它的表面加工精度和表面质量对装备的使用性能和寿命具有直接影响。抛光是叶片表面加工的一道重要工序，可以有效地提高叶片的尺寸精度和表面质量。当前大量的叶片抛光工作仍采用手工抛光，人力成本高，工作效率低，抛光表面质量不稳定，批一致性较差，此外，较差的工作环境严重影响工人的身体健康。国内外已开发了少量的叶片自动化抛光系统，但仍然存在一定问题，如复杂曲面适应性不强、材料去除控制难、可抛光范围较小等。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种曲面自适应强、材料去除控制较易、可抛光范围大的叶片柔性抛光系统，可以有效改善抛光效率，提高加工可靠性和产品的批一致性。

叶片柔性抛光系统，包括外罩1，左水平运动机构2，右水平运动机构3，左水平运动机构安装板4，右水平运动机构安装板5，保持架 6，左竖直运动机构7，右竖直运动机构8，抛光机构9，变位机构10，叶片11，集成控制器12。所述外罩1内部设有左水平运动机构安装板 4和右水平运动机构安装板5，所述左水平运动机构安装板4上装有左水平运动机构2，所述右水平运动机构安装板5上装有右水平运动机构3。所述左水平运动机构2和右水平运动机构3安装在保持架6上。所述保持架6上安装有所述的左竖直运动机构7和右竖直运动机构8。所述抛光机构9的两端分别与左竖直运动机构7和右竖直运动机构8 相连。所述变位机构10安装在所述抛光机构9下面的地面上。所述叶片11装夹在变位机构10上，所述集成控制器12放置在外罩1外面。

进一步，所述的左水平运动机构2包括第一上导轨21，第一上滑块22，第一螺母23，第一丝杠24，第一联轴器25，第一电机26，第一电机安装架27，第一下导轨28和第一下滑块29；所述的第一上导轨21与左水平运动机构安装板4固连。所述第一上滑块22设置在第一上导轨21上，所述第一螺母23与所述的第一上滑块22固连。所述第一丝杠24与所述第一螺母23啮合，所述第一丝杠24通过第一联轴器25与第一电机26相连，所述第一电机26固定安装在所述第一电机安装架27上。所述第一下导轨28平行安装于第一上导轨21 的正下方，并与地面相连。所述第一下滑块29设置在所述第一下导轨 28上。

进一步，所述的右水平运动机构3包括第二上导轨31，第二上滑块32，第二螺母33，第二丝杠34，第二联轴器35，第二电机36，第二电机安装架37，第二下导轨38和第二下滑块39；所述的第二上导轨31与右水平运动机构安装板5固连。所述第二上滑块32设置在第二上导轨31上，所述第二螺母33与所述第二上滑块32固连。所述第二丝杠34与所述第二螺母33啮合，所述第二丝杠34通过第二联轴器35与第二电机36相连，所述第二电机36固定安装在所述第二电机安装架37上。所述第二下导轨38平行安装于第二上导轨31的正下方，并与地面相连。所述第二下滑块39设置在所述第二下导轨 38上。

进一步，所述的左竖直运动机构7包括第三导轨71，第一滑块72，第三螺母73，第三丝杠74，第三联轴器75，第三电机76，第三电机安装架77。所述第四导轨71的上端连接保持架6上，所述的第一滑块72设置在所述第三导轨71上。所述第三螺母73与所述第一滑块 72固连。所述第三丝杠74与所述第三螺母73啮合，所述第三丝杠 74通过第三联轴器75与第三电机76相连，所述第三电机76固定安装在所述第三电机安装架77上。

进一步，所述的右竖直运动机构8包括第四导轨81，第二滑块82，第四螺母83，第四丝杠84，第四联轴器85，第四电机86，第四电机安装架87。所述第四导轨81的上端连接保持架6上，所述的第二滑块82设置在所述第四导轨81上。所述第四螺母83与所述第二滑块 82固连。所述第四丝杠84与所述第四螺母83啮合，所述第四丝杠 84通过第四联轴器85与第四电机86相连，所述第四电机86固定安装在所述第四电机安装架87上。

进一步，所述的抛光机构9包括软轴电机安装座91，软轴支撑架 92，第五电机93，软轴夹具94，软轴95，抛光工具96，气腔97，通气管98和气压调节器99，所述软轴电机安装座91固定安装在所述左竖直运动机构7的第三螺母73上，所述软轴支撑架92固定安装在所述右竖直运动机构8的第四螺母83上，所述第五电机93安装在软轴电机安装座91上。所述软轴夹具94左端与第五电机93相连，所述软轴95左端与软轴夹具94右端相连。所述抛光工具96包络在软轴95 外。所述软轴95内部为左端密封、右端中空的结构，所述软轴95右端安装在所述软轴支撑架92上。所述气腔97的左端安装在所述软轴支撑架92上。气腔97左端连通软轴95。所述气腔97的右端与通气管98相连，所述通气管98与气压调节器99相连。

再进一步，所述的抛光工具96为可变形柔性材料，其外部为可方便更换的抛光磨粒层961。

进一步，所述的变位机构10包括转盘101，转动轴支架102，转动轴103。所述转盘101安装在地面上，所述转动轴支架102与所述转盘101固接，所述转动轴103与所述转动轴支架102配合安装。

本实用新型的技术构思是：所述的左水平运动机构2和右水平运动机构3分别由所述的第一电机26和第二电机36驱动，实现左竖直运动机构7和右竖直运动机构8的同步水平运动。所述的左竖直运动机构7由第三电机76驱动，实现抛光机构9左端的独立竖直运动。所述的右竖直运动机构8由第四电机86驱动，实现抛光机构9右端的独立竖直运动。

所述变位机构10为两旋转自由度机构，用来控制所述叶片11的位姿，所述叶片11位姿的变化与所述的抛光机构9左右端的独立竖直运动相结合用于改变抛光工具96与叶片11的接触区域，以适应叶片 11表面曲率的变化并且形成合适的加工接触状态。

所述软轴95由第五电机93驱动，从而带动抛光工具96旋转，实现抛光速度的控制。所述的抛光工具96的内部气压由气腔97的内部气压决定，所述气腔97的内部气压由气压调节器99来控制，从而实现抛光压力的调节。所述抛光工具96的抛光磨粒层961磨粒直接接触叶片11的被加工表面，在可控的抛光速度和抛光压力下实现柔性自动化抛光，并且可实现材料去除的控制。

所述左水平运动机构2和右水平运动机构3的同步水平运动改变抛光工具96的水平位置，以实现抛光过程的进给，最终实现叶片11 表面的大范围抛光。

所述的左水平运动机构2，右水平运动机构3，左竖直运动机构7 和右竖直运动机构8的直线运动，变位机构10和抛光工具96的旋转运动，抛光工具96内部气压的调节均由集成控制器12实现集中控制。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用软轴驱动柔性抛光工具对工件进行抛光，提高了叶片复杂曲面的加工自适应性，可抛光范围大；加工过程实现自动化，抛光工具的磨粒层可方便更换，抛光效率高；加工质量高，产品的批一致性好；结构简单，材料去除控制相对较易。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的轴侧图。

图3是本实用新型的内部结构示意图。

图4是变位机构结构示意图。

图5是抛光机构局部结构剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案。

叶片柔性抛光系统，包括外罩1，左水平运动机构2，右水平运动机构3，左水平运动机构安装板4，右水平运动机构安装板5，保持架 6，左竖直运动机构7，右竖直运动机构8，抛光机构9，变位机构10，叶片11，集成控制器12。所述外罩1内部设有左水平运动机构安装板 4和右水平运动机构安装板5，所述左水平运动机构安装板4上装有左水平运动机构2，所述右水平运动机构安装板5上装有右水平运动机构3。所述左水平运动机构2和右水平运动机构3安装在保持架6上。所述保持架6上安装有所述的左竖直运动机构7和右竖直运动机构8。所述抛光机构9的两端分别与左竖直运动机构7和右竖直运动机构8 相连。所述变位机构10安装在所述抛光机构9下面的地面上。所述叶片11装夹在变位机构10上，所述集成控制器12放置在外罩1外面。

进一步，所述的左水平运动机构2包括第一上导轨21，第一上滑块22，第一螺母23，第一丝杠24，第一联轴器25，第一电机26，第一电机安装架27，第一下导轨28和第一下滑块29；所述的第一上导轨21与左水平运动机构安装板4固连。所述第一上滑块22设置在第一上导轨21上，所述第一螺母23与所述的第一上滑块22固连。所述第一丝杠24与所述第一螺母23啮合，所述第一丝杠24通过第一联轴器25与第一电机26相连，所述第一电机26固定安装在所述第一电机安装架27上。所述第一下导轨28平行安装于第一上导轨21 的正下方，并与地面相连。所述第一下滑块29设置在所述第一下导轨 28上。

进一步，所述的右水平运动机构3包括第二上导轨31，第二上滑块32，第二螺母33，第二丝杠34，第二联轴器35，第二电机36，第二电机安装架37，第二下导轨38和第二下滑块39；所述的第二上导轨31与右水平运动机构安装板5固连。所述第二上滑块32设置在第二上导轨31上，所述第二螺母33与所述第二上滑块32固连。所述第二丝杠34与所述第二螺母33啮合，所述第二丝杠34通过第二联轴器35与第二电机36相连，所述第二电机36固定安装在所述第二电机安装架37上。所述第二下导轨38平行安装于第二上导轨31的正下方，并与地面相连。所述第二下滑块39设置在所述第二下导轨 38上。

进一步，所述的左竖直运动机构7包括第三导轨71，第一滑块72，第三螺母73，第三丝杠74，第三联轴器75，第三电机76，第三电机安装架77。所述第四导轨71的上端连接保持架6上，所述的第一滑块72设置在所述第三导轨71上。所述第三螺母73与所述第一滑块 72固连。所述第三丝杠74与所述第三螺母73啮合，所述第三丝杠 74通过第三联轴器75与第三电机76相连，所述第三电机76固定安装在所述第三电机安装架77上。

进一步，所述的右竖直运动机构8包括第四导轨81，第二滑块82，第四螺母83，第四丝杠84，第四联轴器85，第四电机86，第四电机安装架87。所述第四导轨81的上端连接保持架6上，所述的第二滑块82设置在所述第四导轨81上。所述第四螺母83与所述第二滑块 82固连。所述第四丝杠84与所述第四螺母83啮合，所述第四丝杠 84通过第四联轴器85与第四电机86相连，所述第四电机86固定安装在所述第四电机安装架87上。

进一步，所述的抛光机构9包括软轴电机安装座91，软轴支撑架 92，第五电机93，软轴夹具94，软轴95，抛光工具96，气腔97，通气管98和气压调节器99，所述软轴电机安装座91固定安装在所述左竖直运动机构7的第三螺母73上，所述软轴支撑架92固定安装在所述右竖直运动机构8的第四螺母83上，所述第五电机93安装在软轴电机安装座91上。所述软轴夹具94左端与第五电机93相连，所述软轴95左端与软轴夹具94右端相连。所述抛光工具96包络在软轴95 外。所述软轴95内部为左端密封、右端中空的结构，所述软轴95右端安装在所述软轴支撑架92上。所述气腔97的左端安装在所述软轴支撑架92上。气腔97左端连通软轴95。所述气腔97的右端与通气管98相连，所述通气管98与气压调节器99相连。

再进一步，所述的抛光工具96为可变形柔性材料，其外部为可方便更换的抛光磨粒层961。

进一步，所述的变位机构10包括转盘101，转动轴支架102，转动轴103。所述转盘101安装在地面上，所述转动轴支架102与所述转盘101固接，所述转动轴103与所述转动轴支架102配合安装。

本实用新型的技术构思是：所述的左水平运动机构2和右水平运动机构3分别由所述的第一电机26和第二电机36驱动，实现左竖直运动机构7和右竖直运动机构8的同步水平运动。所述的左竖直运动机构7由第三电机76驱动，实现抛光机构9左端的独立竖直运动。所述的右竖直运动机构8由第四电机86驱动，实现抛光机构9右端的独立竖直运动。

所述变位机构10为两旋转自由度机构，用来控制所述叶片11的位姿，所述叶片11位姿的变化与所述的抛光机构9左右端的独立竖直运动相结合用于改变抛光工具96与叶片11的接触区域，以适应叶片 11表面曲率的变化并且形成合适的加工接触状态。

所述软轴95由第五电机93驱动，从而带动抛光工具96旋转，实现抛光速度的控制。所述的抛光工具96的内部气压由气腔97的内部气压决定，所述气腔97的内部气压由气压调节器99来控制，从而实现抛光压力的调节。所述抛光工具96的抛光磨粒层961磨粒直接接触叶片11的被加工表面，在可控的抛光速度和抛光压力下实现柔性自动化抛光，并且可实现材料去除的控制。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。