一种航空发动机叶片机器人磨抛送料系统及治具的制作方法

本发明属于航空发动机磨抛技术领域，更具体地，涉及一种航空发动机叶片机器人磨抛送料系统及治具。

背景技术：

航空发动机叶片是飞机动力系统的核心部件，航空发动机依靠燃气流产生推力，气流从进气口进入，经过压气机压缩、燃烧室燃烧，再经过涡轮机膨胀做功，从排气口排出，在气流做功的过程中，压气机和涡轮机中的多级叶片为发动机提供了主要的动力输出。航空发动机中的叶片种类繁多、数量庞大、形状复杂，使得叶片的加工和测量非常困难。

因此申请人为了解决上述现有技术问题，提供了一种环境适应力强、效率高且具有“测量-加工”自适应闭环加工能力的叶片加工设备，边加工边测量，实现了叶片测量和加工一体化，叶片加工设备加工效率高，如果人工进行上料将大大降低其生产效率，因此，本申请人研发出一种自动上下料系统和治具，为设备的智能化加工提供了保障，保证了设备的生产效率和无人化生产。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种航空发动机叶片机器人磨抛送料治具。其中，航空发动机叶片包括叶柄和叶片主体，所述叶柄包括与机器人配合夹取的柄头和柄身，所述柄身设于所述柄头和所述叶片主体之间，所述航空发动机叶片机器人磨抛送料治具包括：

塑料治具本体，所述塑料治具本体设有多个间隔设置的沉孔构造；所述沉孔构造沿其孔深方向依次包括存放槽和容设腔，所述存放槽的内侧壁与所述柄身的外侧壁贴合，所述容设腔与所述叶片主体间隙配合，所述柄头突起于所述沉孔构造，使得每一所述沉孔构造形成一用于存放所述航空发动机叶片的存放工位。

可选地，所述塑料治具本体还设有配合部，使得多个所述塑料治具本体可相互替换；所述配合部由所述塑料治具本体朝向背离所述存放工位一侧凸起形成。

可选地，可相互替换的多个所述塑料治具本体中至少两个塑料治具本体的沉孔构造的尺寸不同。

可选地，所述塑料治具本体还设有相对设置的两个u型握持部，所述u型握持部的开口端与所述塑料治具本体连接。

本发明还提供了一种航空发动机叶片机器人磨抛送料系统，包括：输送结构和上述任意一项所述的航空发动机叶片机器人磨抛送料治具；所述输送结构包括直线驱动机构和安装基板，所述直线驱动机构驱动所述安装基板做往复运动，所述安装基板与所述航空发动机叶片机器人磨抛送料治具连接。

可选地，所述安装基板与所述航空发动机叶片机器人磨抛送料治具可拆卸式连接。

可选地，多个所述航空发动机叶片机器人磨抛送料治具可替换安装于所述安装基板。

可选地，所述输送结构还包括输送平台，所述输送平台包括支撑平台和隔板，所述支撑平台的上表面间隔布置多个所述隔板以形成两种容设通道，每一种所述容设通道安装一所述直线驱动机构和一所述安装基板，以实现所述航空发动机叶片的上料和下料。

可选地，所述直线驱动机构为气缸。

可选地，所述直线驱动机构包括直线驱动组件和行程开关，所述行程开关沿所述安装基板的往复运动方向依次布置，所述行程开关均与所述直线驱动组件连接。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明实现了航空发动机叶片自动上下料，通过硬度低于航空发动机叶片的塑料治具对其进行输送，航空发动机叶片的柄身与存放槽贴合，使得航空发动机叶片被固定，从而有效避免航空发动机叶片在自动上下料过程中出现晃动，保证了机器人抓取柄头的精准性，从而保证了后续磨抛的精准度，提高设备的加工精度，叶片主体(需要磨削部位)与容设腔间隙配合，从而避免了治具与叶片主体的摩擦，从而避免了叶片主体出现摩擦痕迹，保证了叶片主体磨抛后的磨抛质量，同时避免了叶片主体因摩擦而导致的航空发动机运行效率低下的不良现象。更优的，叶片主体与容设腔间隙配合，提高了机器人夹取航空发动机叶片的误差容忍度，使得机器人自动取放航空发动机叶片更易于实现，机器人在放航空发动机叶片时，叶片主体更易于插入沉孔构造中，提高了设备运行的稳定性。

2.本发明的航空发动机叶片机器人磨抛送料治具不管是相同结构或不同结构的均可自由替换安装于安装基板中，从而保障了设备可实现多种类型的航空发动机叶片的自动加工，同时，在生产同一批航空发动机叶片，通过连续且结构相同的航空发动机叶片机器人磨抛送料治具可实现航空发动机叶片无间隙加工，大大降低了机台空闲率，减少设备启动和停机的次数，提高设备运行效率和生产效率。

3.本发明可仅实现航空发动机叶片的上料、下料或兼具上料或下料功能，具体可根据设备需求进行设置，更优的，本发明实现航空发动机叶片机器人磨抛送料治具做往复运动的实现方式多种多样，提高了设备的多样化，满足不同客户需求。

附图说明

图1为本发明航空发动机叶片机器人磨抛送料治具的一种实施例结构示意图；

图2为图1的另一个视角结构示意图；

图3为航空发动机叶片的一种实施例结构示意图；

图4为航空发动机叶片的另一种实施例结构示意图；

图5为本发明航空发动机叶片机器人磨抛送料系统的一种实施例结构示意图；

图6为图5中航空发动机叶片机器人磨抛送料治具被搬离时的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-塑料治具本体、11-存放槽、12-容设腔、13-配合部、14-握持部、211-气缸、212-安装基板、213-配合件、22-输送平台、221-支撑平台、222-隔板、223-上料容设通道、224-下料容设通道、311-柄头、312-柄身、32-叶片主体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的一种实施例中，如图1和2所示，一种航空发动机叶片机器人磨抛送料治具，包括：塑料治具本体1，塑料治具本体1设有多个间隔设置的沉孔构造；沉孔构造沿其孔深方向依次包括存放槽11和容设腔12，存放槽11的内侧壁与柄身312的外侧壁贴合，容设腔12与叶片主体32间隙配合，柄头311突起于沉孔构造，使得每一沉孔构造形成一用于存放航空发动机叶片的存放工位。

可理解的是，航空发动机叶片包括叶柄和叶片主体32，叶柄包括与机器人配合夹取的柄头311和柄身312，柄身312设于柄头311和叶片主体32之间。如图3和4所示，航空发动机叶片结构比较多样化，但均包含有叶柄(无需磨抛区域)和叶片主体32(需磨抛区域)，因此，机器人夹取叶柄进行航空发动机叶片的转移以实现其“测量-加工”自适应闭环加工。由于叶柄又分为与机器人配合的柄头311以及实现叶片主体32和柄头311连接的柄身312，柄身312的特性为柄身312其实为一柱体构造(如图3和4的柄身312均为长方体)，其截面积远远大于柄头311和叶片主体32，为叶片主体32的截面积加上为形成叶片主体32而被磨削或铣削去除的部分的截面积。在实际应用中，容设腔12与存放槽11之间会形成一可承托柄身312靠近叶片主体32一侧的底面的台阶(即存放槽11的底面)，从而实现航空发动机叶片悬空架设于存放工位；当柄身312的外侧壁与存放槽11的内侧壁贴合时，便可实现对柄身312的前后、左右四个方向的限位和定位(即截面的四个边)，从而使得航空发动机叶片无法发生前后左右的晃动，进而有效避免了在航空发动机叶片存放在塑料治具本体1的过程中发生叶片主体32与容设腔12的碰触，进而保证了磨抛前的叶片主体32不会新增刮痕，磨抛后的叶片主体32不会产生刮痕，保证其光滑表面，进而保证航空发动机的良好运行性能；优选地，柄身312与存放槽11的预紧力范围为1-5n(牛顿)。更优的，容设腔12与叶片主体32的间隙配合，提高了机器人夹取航空发动机叶片时的误差容忍度(允许机器人再夹取或放下航空发动机叶片过程中出现一定的偏离误差)，保证了机器人作业的顺畅性；更优的，塑料治具本体1的硬度远远小于航空发动机叶片的硬度，使得航空发动机叶片即使与塑料治具本体1发生一定的碰撞，对航空发动机叶片所产生的刮痕也在允许范围内；更优的，与机器人配合的柄头311突起于存放槽11，从而便于机器人对其进行定位和精准抓取，提高了设备的各个部件之间的协调性，综上可知，本发明的航空发动机叶片机器人磨抛送料治具具有与机器人配合的高协调性，对叶片主体32的高保护性，重量轻便(塑料材质)且便于搬运等优异特点。

在实际应用中，存放槽11的截面形状与柄身312的截面形状相适配，容设腔12的形状优选与叶片主体32的形状相似，或者容设腔12的形状以叶片主体32的截面最大尺寸为内径尺寸的柱腔亦可。塑料治具本体1的材质可为尼龙或聚酯类等材质。

可选地，塑料治具本体1还设有配合部13，使得多个塑料治具本体1可相互替换。设备在批量生产航空发动机叶片时，为了实现同种叶片的不停机加工，则需要航空发动机叶片持续上料和/或下料，则需要多个塑料治具本体1进行替换；或者为了实现不同种航空发动机叶片的加工，则需要更换与对应的航空发动机叶片结构对应的塑料治具本体1进行航空发动机叶片的上料和/或下料，因此，通过设置相同的配合部13，使得具有相同或不同的沉孔构造的塑料治具本体1可替换安装于输送结构上实现相同或不同航空发动机叶片的上料和/或下料。示例性的，如图2所示，配合部13为设置于塑料治具本体1的底面(与设有沉孔构造的表面相对设置)的凸台。当然，配合部13还可为凹槽构造等便于安装和搬离的构造。

可选地，塑料治具本体1还设有相对设置的两个握持部14。在实际应用中，人工或智能设备(如机器人)通过抓取握持部14实现塑料治具本体1的搬运、通过配合部13与输送结构安装配合等操作，从而实现塑料治具本体1的人工搬运或自动搬运。在实际应用中，当塑料治具本体1为人工搬运时，则握持部14优选为u型结构，如图1和2所示，当塑料治具本体1为智能设备搬运时，握持部14优选为板状结构或带有钩槽等便于智能设备抓取的构造。

在本发明的另一种实施例中，如图1-6所示，一种航空发动机叶片机器人磨抛送料系统，包括：输送结构和上述任意一项所述的航空发动机叶片机器人磨抛送料治具；输送结构包括直线驱动机构和安装基板212，直线驱动机构驱动安装基板212做往复运动，安装基板212与航空发动机叶片机器人磨抛送料治具连接。

可理解的是，当输送结构仅设置一个时，则此时的航空发动机叶片机器人磨抛送料系统可仅作为航空发动机叶片的上料系统或下料系统；当输送结构设置两个以上时，则此时的航空发动机叶片机器人磨抛送料系统可仅作为航空发动机叶片的上下料系统。

可选地，安装基板212与航空发动机叶片机器人磨抛送料治具可拆卸式连接。示例性的，安装基板212设有与配合部13匹配的配合件213，当配合部13为相适配的凸台时，配合件213为容设凸台的凹槽，当配合部13为凹槽时，则配合件213为相适配的凸台。当然，安装基板212与塑料治具本体1也可通过螺栓进行可拆卸式连接，则此时，配合部13位为螺纹孔，通过安装基板212上设置螺纹孔，螺栓可依次旋进安装基板212、塑料治具本体1的螺纹孔进行两者的连接。安装基板212和塑料治具本体1亦可通过定位销和定位孔实现其可拆卸式连接，即在安装基板212和塑料治具本体1沿沉孔构造的孔深方向均设置定位孔，通过定位销依次穿过塑料治具本体1、安装基板212而实现两者的连接。

可选地，输送结构还包括输送平台22，输送平台22包括支撑平台221和隔板222，支撑平台221的上表面间隔布置多个隔板222以形成两种容设通道(即上料容设通道223和下料容设通道224)，每一种容设通道安装一直线驱动机构和一安装基板212，以实现航空发动机叶片的上料和下料。可选地，直线驱动机构为气缸211，气缸211带动安装基板212做往复运动。

在本发明的另一实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的直线驱动机构为直线驱动组件和行程开关，行程开关沿安装基板212的往复运动方向依次布置，行程开关均与直线驱动组件连接。直线驱动组件为直线电机，直线电机带动安装基板212做往复运动，并通过行程开关实现安装基板212运动到位的检测，从而控制直线电机的启动和关闭。

在本发明的另一实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的直线驱动机构为直线驱动组件和行程开关，行程开关沿安装基板212的往复运动方向依次布置，行程开关均与直线驱动组件连接。直线驱动组件为丝杠副，安装基板212与丝杠副的螺母连接，丝杠副的丝杆固定，以实现安装基板212的往复运动，并通过行程开关实现安装基板212运动到位的检测，从而控制丝杠副的启动和关闭。

在本发明的另一实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的直线驱动机构为直线驱动组件和行程开关，行程开关沿安装基板212的往复运动方向依次布置，行程开关均与直线驱动组件连接。直线驱动组件为包括电机、输送带、承托板、主动轮和被动轮，主动轮和被动轮沿安装基板212的往复运动方向依次布置，输送带分别与主动轮和被动轮张紧连接，承托板设于输送带的下方以实现安装基板212的支撑，安装基板212与输送带连接，电机与主动轮连接；通过电机的正反转动，从而实现安装基板212的往复运动，并通过承托板对安装基板212的支撑，保证输送带的承重性能，同时通过行程开关实现安装基板212运动到位的检测，从而控制电机的启动和关闭。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。