西北工业大学单晨伟获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利基于协同控制的整体叶盘粗精一体加工机床及加工方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115740587B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211464402.8,技术领域涉及:B23C3/18;该发明授权基于协同控制的整体叶盘粗精一体加工机床及加工方法是由单晨伟;张猛猛;任军学;袁润;贾方超;张孟华;夏子文设计研发完成,并于2022-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于协同控制的整体叶盘粗精一体加工机床及加工方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于协同控制的整体叶盘粗精一体加工机床,包括加工机床,加工机床的机床Y轴导轨上设置有旋转工作台C,所述的旋转工作台C上安装有支撑底座,支撑底座上设置有旋转工作台A,整体叶盘通过叶盘夹具安装在旋转工作台A上;所述的加工机床的另一侧面向整体叶盘安装有工业机器臂,还提供了机床加工整体叶盘的方法;本发明通过两个机构的协同工作,完成整体叶盘的粗精一体加工,提供的装置在不改变整体叶盘安装位置的情况下,将整体叶盘加工专用机床的粗加工功能转移到价格相对低廉的工业机器臂上,从而可有效降低粗加工对机床主轴和丝杠导轨的磨损,有利于节约成本,达到了延长机床使用寿命的目的,保证了整体叶盘的加工质量和效率。
本发明授权基于协同控制的整体叶盘粗精一体加工机床及加工方法在权利要求书中公布了:1.一种基于协同控制的整体叶盘粗精一体加工机床,其特征在于,包括加工机床1,加工机床1的机床Y轴导轨12上设置有旋转工作台C9,所述的旋转工作台C9上安装有支撑底座3,支撑底座3上设置有旋转工作台A4,整体叶盘19通过叶盘夹具安装在旋转工作台A4上;在所述的加工机床1上对应整体叶盘19安装有机床主轴10,机床主轴10的轴线与所述机床Y轴导轨12的轴线平行,所述的机床主轴10通过机床X和Z轴向位移装置安装在加工机床1一侧的支撑框架11上,所述的加工机床1的另一侧面向整体叶盘19安装有工业机器臂5; 所述的工业机器臂5的末端臂上安装有电主轴,电主轴上设置有加工刀具20,用于对整体叶盘19的毛坯进行开槽粗加工,所述的机床主轴10上安装有机床加工刀具2,用于对整体叶盘19进行精加工; 所述的加工机床1和工业机器臂5与机床数控系统15电连接,机床数控系统15用于输入控制数控程序并分别控制所述旋转工作台C9和旋转工作台A4的旋转运动、所述旋转工作台C9的机床Y轴向运动、所述机床主轴10的X和Z的轴向运动以及工业机器臂5驱动电主轴的加工运动,实现整体叶盘的五坐标联动加工和工业机器臂的协同加工; 所述的机床Y轴导轨12设置在所述加工机床1的倾斜安装面上,所述的机床Y轴导轨12的运动轴线与水平线倾斜角度为α,α为30度~45度,用于机床主轴10上的机床加工刀具2以及工业机器臂5末端的刀具20伸入叶盘加工通道内部,实现对叶盘复杂曲面的加工,降低复杂曲面的铣削难度; 所述的基于协同控制的整体叶盘粗精一体加工机床的加工方法,包括步骤: 粗加工时,将整体叶盘19的毛坯件和叶盘夹具通过快换工装定位孔16装夹在旋转工作台A4上,由所述的机床数控系统15根据输入的加工程序控制启动所述的加工机床1和工业机器臂5; 首先,使用工业机器臂5末端的加工刀具20对整体叶盘19进行盘铣、插铣或快速铣的粗加工;整体叶盘19的加工位置通过加工机床1上的旋转工作台C9和旋转工作台A4的旋转运动以及旋转工作台C9在机床Y轴方向运动进行整体叶盘19的位姿调整,使得整体叶盘的被加工位置面向工业机器臂5,位姿调整后,所述整体叶盘19的需加工部位面向工业机器臂5,工业机器臂5独立完成开槽粗加工的刀具运动; 其次,在整体叶盘19位置调整的同时,由机床数控系统15实时跟踪、反馈并及时发送和调整指令,从而控制工业机器臂5的第一活动关节臂52及第二活动关节臂53完成位姿变换,使工业机器臂5针对整体叶盘19需要加工的位置进行加工,依此循环往复,从而完成对整体叶盘19毛坯件的粗铣; 精加工时,由机床数控系统15根据加工程序结束指令控制工业机器臂5关闭,并保持加工机床1开启,使所述机床主轴10上的机床加工刀具2工作,在加工过程中,所述整体叶盘19的加工位置通过加工机床1上的旋转工作台C9和旋转工作台A4的旋转运动以及旋转工作台C9在机床Y轴方向运动进行调整;所述的机床加工刀具2通过机床X轴和Z轴向的运动进行加工位置的调整,从而配合完成整体叶盘19不同位置的精加工; 所述机床数控系统15根据粗精一体加工工艺方法进行加工,即所述工业机器臂5粗加工一个所述整体叶盘19的叶片通道后,立即启动加工机床1对整体叶盘19叶片型面进行精加工,然后,再启动工业机器臂5粗加工另一个整体叶盘19的叶片通道,依次类推完成整体叶盘19不同位置的精加工。
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