[发明专利]一种采用机器人的3D打印叶轮加工方法

说明书

本发明公开的一种采用机器人的3D打印叶轮加工方法，包括如下步骤：3D打印生成叶轮，利用探针对表面进行测量；创建数字化三维模型，再利用三维模型对刀具轨迹进行规划，得到刀具轨迹信息；创建工序选项，在加工程序类型中选择MULTI_BLADE加工程序类型中带有分流叶轮的精加工，再对叶轮几何体加工表面逐个定义轮毂与叶片；通过机械臂与叶轮夹具对叶轮进行固定，然后根据刀具轨迹信息对叶轮表面进行精铣。

技术领域

本发明涉及叶轮加工技术领域，更具体的，涉及一种采用机器人的3D打印叶轮加工方法。

背景技术

叶轮广泛应用于泵、膨胀机、离心压缩机以及径流式涡轮等多种动力机械中。此类零件形状复杂、曲率变化大而且包含薄壁机构，加工难度较大。通常会采用多轴的铣削加工的方法来对其进行加工。然而这种加工方法存在铣削加工材料去除率较低，加工周期过长等问题。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种采用机器人的3D打印叶轮加工方法。

本发明第一方面提供了一种采用机器人的3D打印叶轮加工方法，包括如下步骤：

3D打印生成叶轮，利用探针对表面进行测量；

创建数字化三维模型，再利用三维模型对刀具轨迹进行规划，得到刀具轨迹信息；

创建工序选项，在加工程序类型中选择MULTI_BLADE加工程序类型中带有分流叶轮的精加工，再对叶轮几何体加工表面逐个定义轮毂与叶片；

通过机械臂与叶轮夹具对叶轮进行固定，然后根据刀具轨迹信息对叶轮表面进行精铣。

本发明一个较佳实施例中，还包括叶轮加工刀轨数控程序，所述叶轮加工刀轨数控程序包括对叶轮轮毂加工程序、对叶轮主叶片的加工程序、对叶轮分流叶片的加工程序与对叶轮叶根圆角加工程序；

所述对叶轮轮毂加工程序创建方法如下步骤：进入UG程序工序加工应用模块，进入工序视图，创建加工程序栏目；

选择叶轮轮毂的精加工驱动方法，采用前缘、后缘的加工方式，叶片的边点选择沿着叶片方向，进给方向为切向方向，选择往复上升的切削方式，恒定步距，最大的距离为20刀具百分比，刀具选择为R1铣刀。

本发明一个较佳实施例中，所述叶轮主叶片加工程序的创建方法包括如下步骤：

进入UG程序工序加工应用模块的工序视图，创建加工程序栏目，驱动方法为叶片的精加工，切削的面为左右面、前后缘，驱动设置为单向切削模式，顺铣切削方向；

刀具设定为R1铣刀，切削层设置为从包覆插补到轮毂即加工从工件叶片外部开始有由外向内方向进行加工,切削加工的进刀类型选择圆弧-垂直于刀轴的插削类型。

本发明一个较佳实施例中，所述叶轮叶根圆角加工程序包括主叶片叶根圆角，分流叶片圆角两种工序。

本发明一个较佳实施例中，所述叶轮夹具包括定位原件、夹紧装置、连接原件及夹具体，

所述定位原件采用过定位方法，所述夹具体一侧设置有圆台突起，插上心轴上部，整个机构来代替长定位心轴，同时顶部的带肩六角螺母进行夹紧。

本发明一个较佳实施例中，所述夹紧装置采用针对刚性长定位心轴加带肩六角螺母实现夹紧。

本发明一个较佳实施例中，所述连接原件包括10mm的T型槽的平台并选用两个公差带为h6的定向键A型来确定夹具与工件在平台上的位置。

本发明一个较佳实施例中，所述机械臂选用UR5e机械臂，该机械臂拥有6个旋转关节，工作半径850mm，有效载荷5kg，所述机械臂通过电主轴控制，所述电主轴选用4040-B20电主轴，直径Φ40mm，转速3000-20000r/min