近年来随着我国航空航天技术的高速发展,航空发动机发挥着举足轻重的作用,叶片作为航空发动机的核心零部件,对表面粗糙度和型面精度有极高的要求,一方面目前我国叶片抛光主要由人工完成,工作环境极其恶劣,效率低,磨抛表面质量差;另一方面由于叶片表面余量分布不均匀,无法利用恒定的磨抛工艺参数进行加工。因此,本文针对以上问题,设计一种机器人砂带叶片自动化磨削抛光系统,首先搭建叶片磨抛自动化加工平台,利用接触轮和叶片弹性接触的应力应变模型对叶片理论磨削深度进行修正,然后通过叶片表面余量分布实现恒定磨抛力和变砂带转速控制,最后进行航空发动机机器人砂带叶片磨抛加工实验,本文各章节主要研究内容安排如下:1.机器人砂带叶片磨抛系统方案设计。针对航空发动机叶片等复杂曲面零件加工难的问题,设计一种针对叶片全特征磨削的力控磨抛单元,然后分析各磨抛工位结构组成和工作原理,介绍整个机器人砂带磨抛系统各硬件模块组成和二次开发的i Robot CNCGrinding磨抛控制软件工作原理,最后详细阐述整个机器人砂带叶片磨抛系统的工作流程。2.基于接触轮和叶片应力应变的磨削深度模型修正。首先通过ANSYS软件建立仿真接触模型,对接触轮和叶片的接触状态进行有限元分析,得到叶片和接触轮的应力应变模型,然后对理论磨削深度模型进行修正,最后实验通过与未考虑接触轮弹性接触状态的材料去除深度进行对比,修正后的磨削深度模型预测结果更加准确,预测误差从8.348%减小到3%。3.叶片表面余量的砂带磨抛恒力变速控制。提出一种机器人恒力变速磨抛的方案,根据海克斯康三坐标测量得到叶片表面轮廓数据,通过将叶片实际模型与理论模型进行匹配对齐,得到表面各点磨抛加工余量,并利用修正的磨削深度模型规划出对应的砂带转速,采用基于神经网络的阻抗控制来实现恒力控制,通过仿真实验结果表明在变刚度的环境下力跟踪效果良好,能很好的实现恒力和变力跟踪,针对叶片表面余量分布不均匀实现表面余量去除可控的恒力变速磨抛加工试验方案,实验结果表明采用恒定转速的方式得到的材料去除量误差为11.3%,采用变速磨抛的方式误差为5.2%。4.航空发动机叶片机器人砂带磨抛加工实验。基于上述研究,对航空发动机叶片的叶盆叶背、叶缘、叶根等关键部位进行砂带磨抛加工,叶片磨抛可达区域98%以上,利用Alicona测量仪和海克斯康三坐标测量仪对叶片表面粗糙度和轮廓精度检测,实验结果表明叶片表面的粗糙度小于0.4μm,轮廓精度高于0.04mm,未产生过磨和欠磨的现象,加工一致性得到极大改善,表面粗糙度和轮廓精度达到公差要求。