非线性材料去除深度模型建立过程

　　机器人自动化航空叶片磨抛加工实验结果
　　近日，中国科学院沈阳自动化研究所在机器人自动化航空叶片磨抛加工领域取得新进展，提出了一种非线性材料去除深度理论模型，实现了机器人自动化航空叶片磨抛加工过程中的逐点精准材料去除控制策略。该研究成果于2022年发表在制造领域期刊Journal of Manufacturing Processes。
　　航空发动机是飞机制造的关键部件，而航空发动机叶片是航空发动机的重要组成部分。在发动机运行过程中，航空叶片直接承载着高温、高压、高速和高负荷的交变应力“四高”的工作环境，完成航空发动机的化学能到机械能的能量转换，为飞机提供动力。因此，航空发动机叶片的加工质量要求非常高，航空发动机叶片加工制造的高精度和表面质量要求也是保证飞机动力性能、安全性能和寿命的必要条件。目前航空叶片的磨抛主要形式是人工磨抛加工和专用磨床磨抛加工。随着工业机器人技术的不断发展，机器人自动化磨抛叶片类复杂曲面已经是一种必然趋势。但是，机器人自动化叶片磨抛加工的研究领域尚未建立精确的去除深度数学模型和非均匀材料去除精准控制策略，因此实现航空叶片高效率、高精度的磨抛加工具有很高的技术难度。
　　沈阳自动化所工艺装备与智能机器人研究室基于Preston接触理论提出了非线性材料去除深度数学模型，结合研究团队提出的机器人力/位混合控制策略，实现航空叶片的非均匀材料去除精准控制策略。基于研发的机器人自动化磨抛加工系统，开展航空叶片开展磨抛加工实验，实验结果表明提出的材料去除控制策略可以实现航空叶片的高精度机器人自动化磨抛加工。该研究不仅可以促进砂带磨抛加工材料去除控制理论水平的完善，而且对于机器人自动化磨抛加工技术的工程应用有重要的指导意义。
　　该研究成果得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持，并且成功运用到航空企业叶片自动化磨抛加工的项目研制中。（工艺装备与智能机器人研究室）

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