整体叶盘由于将传统航空发动机转子的轮盘和叶片形成一体,省去了传统的榫头、榫槽和锁紧装置,相比叶片具有更轻、结构更简化、推重比更大的特点,提高了航空发动机性能,在航空发动机中的应用越来越广泛。现已形成较为成熟的整体叶盘加工流程,但在整体叶盘精加工中仍存在诸多问题。目前主流整体叶盘精加工方法仍为人工手工打磨,因此存在加工效率低、一致性差等问题,且加工效果受工人熟练程度、工作时长、个人情绪影响。因此,本文针对以上问题,开展整体叶盘机器人自动化磨抛研究,搭建整体叶盘机器人磨抛自动化加工平台,对整体叶盘加工过程进行分析,建立整体叶盘磨抛过程材料去除模型,对整体叶盘加工进行刀路规划,并基于材料去除模型进行工艺参数优化。主要研究内容如下:1.整体叶盘机器人磨抛平台搭建。搭建机器人-整体叶盘加工平台,工业机器人末端夹持二自由度智能磨抛末端执行器,末端执行器与倍福IPC连接,并由其实时监测闭环反馈控制接触正压力,机器人控制柜与C5G Open上位机连接,用来实时读取机器人所在位置、进给速度等数据信息,C5G Open与倍福IPC通过以太网连接,将机器人位姿信息、进给速度等实时传输,用来控制磨抛过程具体参数。2.整体叶盘机器人磨抛材料去除率模型的建立。针对整体叶盘磨抛中工具与工件的特点,圆柱砂带与叶片模型进行接触状况进行理论分析,确定接触区域形状,分析影响材料去除深度的几个重要影响因素,初步确定结合工件曲率特征的材料去除率模型,结合这几个因素进行材料去除深度与这些因素的关系分析,通过实验标定与这些因素相关关系的系数,完成材料去除率模型的确定。3.整体叶盘机器人磨抛刀路规划。进行刀路规划之前首先对机器人工具坐标系进行标定,从机器人六轴法兰盘中心点转化为实际磨抛工具末端;对机器人磨抛工件坐标系进行标定,找到工件相对于机器人基坐标位置,便于进行刀路规划的坐标确定。完成标定后,通过标定后的坐标系对机器人整体叶盘磨抛过程进行刀路规划,以整体叶盘三维模型为基础,对整体叶盘叶片加工步长通过等弦高误差法进行确定,较好地吻合曲面变化。将生成的刀路点进行拟合,并对拟合的连续曲线进行均匀离散,并通过对离散后刀路点结合速度指令实现磨抛过程速度控制。4.整体叶盘机器人磨抛工艺参数优化。针对确定好的材料去除率模型对各参数及模型本身曲率变化趋势进行分析,结合加工要求,对影响整体叶盘加工中的重要参数进行分析,并建立优化模型,选取出初始加工位置处最优的工艺参数,并结合叶片曲率特征变化对加工参数进行调整,以材料去除深度一致为目标,完成加工过程工艺参数调整,实现恒定材料去除深度的整体叶盘磨抛加工过程。