一種雙機(jī)器人對導(dǎo)向葉片組件進(jìn)行自動噴涂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明屬于表面涂覆防護(hù)技術(shù)，涉及一種雙機(jī)器人對導(dǎo)向葉片組件進(jìn)行自動噴涂的方法。
【背景技術(shù)】
:
[0002]航空發(fā)動機(jī)渦輪導(dǎo)向葉片組件作為發(fā)動機(jī)的核心部件，其表面噴涂NiCrAH粘結(jié)層和熱障涂層面層。導(dǎo)向葉片組件的結(jié)構(gòu)為雙聯(lián)裝葉片，分為上緣板、下緣板、后視左葉身和后視右葉身，葉身根據(jù)氣流方向分為進(jìn)氣邊和排氣邊，根據(jù)葉型可分為葉盆和葉背，左右兩個葉身和上下緣板之間存在互相干擾和遮擋，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。受制于零件結(jié)構(gòu)工廠長期以來一直采用手工方式進(jìn)行噴涂NiCrAH粘結(jié)層。但是手工噴涂受到操作工經(jīng)驗(yàn)和主觀能動性的影響，噴槍移動速度和噴涂距離等參數(shù)變化不一，無法保證每件葉片涂層質(zhì)量和其一致性。涂層質(zhì)量問題可能造成葉片燒蝕、裂紋等缺陷，在300小時修理時，葉片更換率達(dá)到80%。因此實(shí)現(xiàn)自動化噴涂，可提高導(dǎo)向葉片組件涂層質(zhì)量，進(jìn)而提高導(dǎo)向葉片組件使用壽命，降低發(fā)動機(jī)修理成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種具有可操作性的雙機(jī)器人對導(dǎo)向葉片組件進(jìn)行自動噴涂的方法，以提升噴涂涂層質(zhì)量，減輕人員操作強(qiáng)度，滿足我國航空發(fā)動機(jī)研制的需要。
[0004]本發(fā)明提供了一種雙機(jī)器人對導(dǎo)向葉片組件進(jìn)行自動噴涂的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0005]將導(dǎo)向葉片的噴涂程序進(jìn)行區(qū)域劃分，分為上緣板、下緣板和葉身三個部分；
[0006]上、下緣板區(qū)域劃分:因上、下緣板噴涂區(qū)為不規(guī)則表面，故根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)圖相關(guān)要求，將其劃分為5個區(qū)域:①兩葉身夾縫區(qū)，即后視左葉身的葉盆邊、后視右葉身的葉背進(jìn)氣邊、兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線與后視右葉身的葉背進(jìn)氣邊末端的切線所包圍的區(qū)域、②后視右葉身葉盆區(qū)，即后視右葉身的葉盆邊與兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線的延長線包圍的區(qū)域、③葉背排氣邊區(qū)，即后視左葉身葉背進(jìn)氣邊末端的切線、后視左葉身葉背排氣邊、后視右葉身葉背排氣邊與后視右葉身進(jìn)氣邊末端的切線包圍的區(qū)域、④后視左葉身葉背進(jìn)氣邊區(qū)，即后視左葉身的葉背進(jìn)氣邊末端的切線與兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線延長線之間的區(qū)域、⑤進(jìn)氣邊外緣區(qū)，即兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線的外圍區(qū)域；
[0007]葉身區(qū)域劃分:葉身的空間形態(tài)在發(fā)動機(jī)徑向法平面上的投影近似于相等，將左右兩個葉身分為4個部分:A葉背、B后視右葉身葉盆、C后視右葉身葉背進(jìn)氣邊、D后視左葉身葉盆；
[0008]進(jìn)行上、下緣板噴涂編程，噴涂程序路徑編制如下所示:
[0009]重置轉(zhuǎn)臺控制信號“ Contro 1_ABB2 ’，；
[0010]等待轉(zhuǎn)臺到位信號“Control_ABBl” ；
[0011]“MoveJ”控制轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)直至④區(qū)面對噴槍，發(fā)送轉(zhuǎn)臺到位信號“Contix)l_ABBI” ；
[0012]“MoveL”指令控制噴槍沿④區(qū)延伸方向直線運(yùn)動對④區(qū)進(jìn)行噴涂，運(yùn)動速度150mm/s ；
[0013]發(fā)送脈沖信號，控制轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)直至③區(qū)面對噴槍；
[0014]“MoveL”指令控制噴槍沿③區(qū)延伸方向?qū)Β蹍^(qū)進(jìn)行噴涂，運(yùn)動速度150mm/s ；
[0015]發(fā)送脈沖信號，控制轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)直至②區(qū)面對噴槍；
[0016]“MoveL”指令控制噴槍沿②區(qū)延伸方向?qū)Β趨^(qū)進(jìn)行噴涂，運(yùn)動速度150mm/s ；
[0017]發(fā)送脈沖信號，控制轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)直至⑤區(qū)面對噴槍；
[0018]“MoveL”指令控制噴槍從內(nèi)向外Z字形運(yùn)動完整覆蓋①區(qū)，運(yùn)動速度150mm/s，然后控制噴槍往復(fù)運(yùn)動對⑤區(qū)進(jìn)行噴涂，運(yùn)動速度150mm/s ；
[0019]“MoveL”指令控制噴槍回至“HOME”點(diǎn)；
[0020]進(jìn)行葉身噴涂編程，除不可達(dá)處，噴槍軸線在其運(yùn)動過程中盡量與葉身投影的法線方向一致，噴涂程序路徑編制如下所示:
[0021]重置“Control_ABB2”轉(zhuǎn)臺控制信號和所有變量為O ;
[0022]“MoveL”指令控制噴槍直線運(yùn)動至“HOME”點(diǎn)；
[0023]“For”循環(huán)起始；
[0024]等待轉(zhuǎn)臺到位信號“Contro 1_ABBI” ；
[0025]轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)直至A區(qū)上起始點(diǎn)面對噴槍方向，發(fā)送轉(zhuǎn)臺到位脈沖信號，此時噴槍和轉(zhuǎn)臺開始按照指令同步運(yùn)動；
[0026]“MoveL”指令控制噴槍從A區(qū)上起點(diǎn)至下終點(diǎn)對A區(qū)進(jìn)行噴涂，轉(zhuǎn)臺逆時針同步旋轉(zhuǎn)110°，運(yùn)動時間0.7s;
[0027]“MoveL”指令控制噴槍移動至過渡點(diǎn)，“MoveJ”指令控制轉(zhuǎn)臺逆時針同步旋轉(zhuǎn)85°，運(yùn)動時間0.5s，此時B區(qū)排氣邊頂點(diǎn)面對噴槍方向；
[0028]“MoveL”指令控制噴槍從上至下對B區(qū)進(jìn)行噴涂，轉(zhuǎn)臺逆時針同步旋轉(zhuǎn)25。，運(yùn)動時間0.25s，此時C區(qū)進(jìn)氣邊頂點(diǎn)面對噴槍方向；
[0029]“MoveL”指令控制噴槍從上至下對C區(qū)進(jìn)行噴涂，轉(zhuǎn)臺逆時針同步旋轉(zhuǎn)65°，運(yùn)動時間0.25s，此時噴槍位于⑶區(qū)夾縫區(qū)；
[0030]“MoveL”指令控制噴槍從上至下對D區(qū)進(jìn)行噴涂，轉(zhuǎn)臺順時針同步旋轉(zhuǎn)50°，運(yùn)動時間0.25s ；
[0031]“MoveL”指令控制噴槍直線運(yùn)動至“HOME”點(diǎn)；
[0032]變量i遞增/減7.25，變量ag遞增/減1.8，此時噴槍在葉身截平面的法向上相應(yīng)平移7.25，噴槍左右傾斜角度相應(yīng)變化1.8° ；
[0033]“For”循環(huán)結(jié)束；
[0034]重復(fù)上述“For”循環(huán)4次完成整個葉身的噴涂。
[0035]進(jìn)一步的，本發(fā)明還包括中斷監(jiān)控程序，中斷監(jiān)控:當(dāng)來自轉(zhuǎn)臺的控制信號Control_From_ABB2保持高電位超過設(shè)定時間沒有回歸低電位時，說明此時導(dǎo)向葉片組件已經(jīng)停止旋轉(zhuǎn)，監(jiān)控程序隨即啟動中斷，控制噴槍沿安全的路徑以較快的速度運(yùn)動至程序零點(diǎn)。以避免噴涂火焰長時間灼燒零件同一區(qū)域而發(fā)生質(zhì)量事故。
[0036]本發(fā)明提出的導(dǎo)向葉片組件自動噴涂方法，其編程工具為在線示教器，也可使用Robot Stud1離線編程軟件。
[0037]本發(fā)明提出的導(dǎo)向葉片組件自動噴涂方法，采用兩臺ABB機(jī)器人對單個導(dǎo)向葉片組件進(jìn)行自動化噴涂，其特征在于:導(dǎo)向葉片組件安裝在工藝夾具上，工藝夾具固定在零件夾持機(jī)器人的6軸平臺上(以下簡稱轉(zhuǎn)臺)，另一臺機(jī)器人上安裝噴槍(以下簡稱噴槍)，通過控制盒分別對其進(jìn)行在線編程。
[0038]所述用于自動噴涂的兩臺機(jī)器人為ABB公司IRC5系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人，兩臺機(jī)器人控制系統(tǒng)獨(dú)立，且具備6軸聯(lián)動和相互通信功能。
[0039]所述的導(dǎo)向葉片組件自動噴涂程序中，噴槍和轉(zhuǎn)臺之間通過I/O信號(輸出:Contro 1_ABB1、Contro 1_ABB2，輸入:Control_From_ABB1、Control_From_ABB2)來相互激活，并以此控制程序起始和中斷點(diǎn)。
[0040]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:在高溫、高輻射、粉塵環(huán)境下解放勞動力，并且噴涂過程中噴涂距離和涂層厚度可控，程序模塊化設(shè)計(jì)，靈活性強(qiáng)，涂層質(zhì)量一致性較好，效率較高。
【附圖說明】
:
[0041]圖1導(dǎo)向葉片組件緣板噴涂區(qū)域劃分示意圖；
[0042]圖2導(dǎo)向葉片組件葉身噴涂區(qū)域劃分示意圖；
[0043]圖3噴涂工藝夾具和導(dǎo)向葉片組件裝夾示意圖。
[0044]圖中，1-底座2-支撐板3-定位塊4-下?lián)醢?-上擋板
【具體實(shí)施方式】
:
[0045]本發(fā)明提出的雙機(jī)器人對導(dǎo)向葉片組件進(jìn)行自動噴涂的方法，包括以下步驟:
[0046](I)參閱附圖1和2，將導(dǎo)向葉片的噴涂程序進(jìn)行區(qū)域劃分，分為上緣板、下緣板和葉身三個部分；
[0047]參閱附圖1，上、下緣板區(qū)域劃分:因上、下緣板噴涂區(qū)為不規(guī)則表面，故根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)圖相關(guān)要求，將其劃分為5個區(qū)域:①兩葉身夾縫區(qū)，即后視左葉身的葉盆邊、后視右葉身的葉背進(jìn)氣邊、兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線與后視右葉身的葉背進(jìn)氣邊末端的切線所包圍的區(qū)域、②后視右葉身葉盆區(qū)，即后視右葉身的葉盆邊與兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線的延長線包圍的區(qū)域、③葉背排氣邊區(qū)，即后視左葉身葉背進(jìn)氣邊末端的切線、后視左葉身葉背排氣邊、后視右葉身葉背排氣邊與后視右葉身進(jìn)氣邊末端的切線包圍的區(qū)域、④后視左葉身葉背進(jìn)氣邊區(qū)，即后視左葉身的葉背進(jìn)氣邊末端的切線與兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線延長線之間的區(qū)域、⑤進(jìn)氣邊外緣區(qū)，即兩葉身進(jìn)氣邊頂點(diǎn)連線的外圍區(qū)域；
[0048]參閱附圖2，葉身區(qū)域劃分:葉身的空間形態(tài)在發(fā)動機(jī)徑向法平面上的投影近似于相等，將左右兩個葉身分為4個部分:A葉背、B后視右葉身葉盆、C后視右葉身葉背進(jìn)氣邊、D后視左葉身葉盆；
[0049](2)進(jìn)行上、下緣板噴涂編程，噴涂程序路徑編制如下所示:
[0050]重置轉(zhuǎn)臺控制信號“ Contro 1_ABB2 ” ；
[0051]等待轉(zhuǎn)臺到位信號“Contro 1_ABBI” ；
[0052]“MoveJ”控制轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)直至④區(qū)面對噴槍，發(fā)送轉(zhuǎn)臺到位信號“Contix)l_ABBI” ；
[0053]“MoveL”指令控制噴槍沿④區(qū)延伸方向直線運(yùn)動對④區(qū)進(jìn)行噴涂，運(yùn)動速度150mm/s ；
[0054]發(fā)送脈沖信號，控制轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)直至③區(qū)面對噴槍；
[0055]“MoveL”指令控制噴槍沿③區(qū)延