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ISSN 1000-0054CN 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J T singh ua Un iv (Sci &Tech ),2008年第48卷第2期2008,V o l.48,N o.2w 10http://qhx bw.chinajo 水轮机叶片坑内修复机器人的机械臂样机磨削力金晓强, 季林红, 王子羲, 陈里宁(清华大学精密仪器与机械学系,北京100084)收稿日期:2007-04-12基金项目:校企合作项目——三峡水电站水轮机叶片坑内修复机器人应用研究作者简介:金晓强(1983—),男(汉),江西,硕士研究生。
通讯联系人:季林红,教授,E-mail:jilh @m ail.ts inghu 摘 要:该文介绍了一种自主设计的可进行水轮机叶片坑内高效修复作业的磁吸附爬壁式机器人,该机器人焊缝的修磨方式为缓进深切磨削。
为进一步研究采用该方式修磨焊缝时的受力特点,搭建了由应用于该机器人的机械臂样机系统和测力仪系统构成的焊缝磨削实验平台,对机械臂采用缓进深切磨削方式修磨焊缝时的切削力进行了测量。
通过实验得到了切削力经验公式,该公式估算误差在20%以内,可为机器人及机械臂后续的优化设计和作业控制研究提供依据。
关键词:缓进给深切磨削;磨削力;水轮机叶片修复;修磨机械臂中图分类号:T G 58文献标识码:A文章编号:1000-0054(2008)02-0196-04Grinding forces of a manipulator for an on site turbine blade maintainance robotJIN Xiaoqiang ,JI Linh on g ,WANG Zixi ,CHEN Lining (Department of Precision Ins truments and Mechanology ,T s inghua University ,Beij ing 100084,China )Abstract :T his paper in trodu ces a m agn et-ab sorbing w all-climbing robot for efficiently maintaining turbin e blades on site.Th e robot uses creep feed grin ding to m achine weld lin es.An experimental platform w as b uilt w ith a sample robot manipulator system and a force measu rement sys tem.The formula of the grindin g for ce was der ived th rough an alyz ing th e gathered data.T he formula has an es timated error below 20%,w hich means it is comparatively p recise an d can s upply data for future res earch on optimization of the manipulator design and the robot's control system.Key words :creep feed gr inding;grinding for ces ;turb ine blademaintaining;main taining manipulator我国水能资源居世界首位,但河流泥沙含量大,水电站水轮机叶片受泥沙损害严重,每年由此损失的发电量折合人民币高达几十亿元。
水轮机叶片表面修补机器入逆运动求解及仿真张锡清【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2000(005)004【摘要】介绍了水轮机叶片表面修补机器人的用途、特点和关节结构，推导、求解了与磨削轨迹有关的机器人运动方程，并在MATLAB软件环境下进行了仿真．仿真结果证明，该方法简单易懂．%The usage, characteristics and joint construction of turbine blade repair robot for hydroelectric power plant are described. The robot kinetic equations related to given grinding track is deduced and solved. Simualation was done with the help of the MATLAB software.【总页数】4页(P29-32)【作者】张锡清【作者单位】哈尔滨理工大学机械动力工程学院，黑龙江哈尔滨 150080【正文语种】中文【中图分类】TP242.2【相关文献】1.6R机器人逆运动学求解与运动轨迹仿真 [J], 韩兴国;殷鸣;刘晓刚;殷国富2.变形移动机器人腿部运动学正逆解求解及仿真 [J], 宋孟军;张明路3.应用基于运动螺旋的机器人正解映射求解 FANUC机器人的逆运动学问题 [J],荆学东;浦耿强;王成焘4.水轮机修复专用机器人逆运动学求解 [J], 杨萍;刘晓琴;张淑珍5.应用基于运动螺旋的机器人正解映射求解搬运机器人的逆运动学问题 [J], 荆学东;鲁省龙;黄绍民;张宝文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
马氏体不锈钢水轮机叶片补焊修复工艺苟维杰;胡伟;王丽红【摘要】以水轮机的典型修复方案为背景,分析水轮机叶片空蚀补焊修复的技术要求,试验中以马氏体不锈钢为母材的水轮机叶片钢作为试验材料,采用熔滴高速摄影技术,研究不同焊接工艺及焊接参数对立焊焊缝成形的影响.结果表明,采用下向立焊、改变焊枪上仰角度、采用熔滴短路过渡、使用Ar+O2混合保护气体,得到成形良好的立焊焊缝.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)007【总页数】4页(P79-82)【关键词】立焊技术;熔滴过渡;水轮机叶片修复;马氏体钢【作者】苟维杰;胡伟;王丽红【作者单位】北京电子科技职业学院,北京100176;天津职业技术师范大学,天津300222;北京电子科技职业学院,北京100176;北京电子科技职业学院,北京100176【正文语种】中文【中图分类】TG457.11马氏体不锈钢（0Cr13Ni5Mo）广泛用于制造大型水轮机叶片。
水轮机运行过程中，水流中泥沙的磨蚀和高速水流的空蚀严重损伤水轮机叶片，被空蚀的叶片机组会产生剧烈震动和噪声。
空蚀磨损和叶片震动的存在降低了发电效率，严重威胁着水电站的运行安全。
针对空蚀磨损部位的补焊是水轮机叶片修复重要手段。
大型水轮机叶片的补焊作业主要有坑内修复和坑外修复。
坑内修复即原位修复，在不拆除、不挪动水轮机叶片的前提下进行修复，这种方法因检修周期短，效率高而被广泛采用。
修复过程分为三阶段：空蚀部位进行焊接前清底—补焊修复作业—焊后磨削喷涂[1-2]。
大型混流式水轮机的叶轮由于其自身工作需求以及条形空蚀方向的特点，停机检修时空蚀部位（叶片表面）处于垂直位置，因此，补焊焊缝类型为立焊位或横焊位，结合空蚀条形的形成方向与焊接机器人修复的施焊方向，在水轮机补焊过程中采用立焊姿进行补焊作业，有利于补焊修复及焊后磨削修形[3-4]。
水轮机叶片空蚀原形如图1所示。
水轮机叶片材质为马氏体不锈钢（0Cr13Ni5Mo），在此以马氏体不锈钢的水轮机叶片为试验材料，对水轮机的空蚀补焊工艺过程进行研究。
JZ-3型水轮机修复机械手路径轨迹规划
舒庆;唐德栋
【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》
【年(卷),期】2014(19)1
【摘要】针对水轮机修复机械手在水轮机转轮的异性叶片曲面上焊接的路径轨迹规划问题,在概述了水轮机修复专用机械手运动方程的基础上,论述了经过修订的两种笛卡尔空间路径轨迹规划算法.为使规划的路径轨迹准确通过补焊位置而减小误差,同时尽可能使工作路径涵盖绝大部分的水轮机叶片曲面,提出了任意四边形内多焊道等宽路径轨迹规划的概念、算法和相应步骤.编程和仿真显示此方法可用于异形曲面的路径轨迹规划,并使焊道涵盖90％左右的水轮机叶片表面.
【总页数】5页(P16-19,24)
【作者】舒庆;唐德栋
【作者单位】哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.水轮机叶片修复用弧焊机械手的控制 [J], 王希靖;王学武;许振清
2.水轮机叶片修复用弧焊机械手及其控制 [J], 王希靖;王学武;张瑞华
3.水轮机导叶修复用机械手的示教 [J], 王希靖;许振清;李春旭
4.基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划 [J], LI Zhenna;WANG Tao;WANG Binrui;GUO Zhenwu;CHEN Dijian
5.JZ-3型水轮机修复机器人动力学建模 [J], 舒庆;朱捷;张晓光
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航空发动机叶片打磨修复机器人的设计与实现邓喆; 孔德胜; 耿智勇【期刊名称】《《黑龙江科技信息》》【年(卷),期】2017(000)014【总页数】1页(P38)【关键词】航空发动机; 叶片; 修复打磨; 机器人【作者】邓喆; 孔德胜; 耿智勇【作者单位】中国民航大学航空工程学院天津300300【正文语种】中文叶片在航空发动机中的功能及其工作特点决定了叶片是发动机中形状复杂、尺寸跨度大、受力恶劣、承载最大零件。
因此，叶片作为航空发动机的关键零件，对航空发动机的性能安全有着至关重要的影响。
现代飞机在航行过程中，航空发动机叶片部件长时间工作在高温燃气侵蚀以及高速离心载荷、振动载荷、气动载荷等共同作用的恶劣环境下，转子叶片常出现叶尖损伤。
在性能先进的航空发动机上，涡轮叶片价格十分昂贵，如果直接更换新叶片，代价高昂。
同时，国内的很多企业由于缺少叶片的修复技术，对于有轻微裂纹损坏的叶片往往直接报废，造成巨大的资源浪费。
国内航空公司维修一般使用人工手动打磨的方式进行修复，修复精度差，且效率低。
在航空发动机损伤叶片再制造修复方面，国外航空发动机制造和维修企业如MTU、GE等已经掌握叶轮部件修复的相关技术，大都采用激光熔覆结合自适应磨削加工的修复方法，叶片修复后的精度和性能非常好。
国内中国民航大学的王浩等[1]对于航空发动机损伤叶片再制造修复技术系统的提出了再制造修复方法，本文基于此提出一种航空发动机叶片打磨修复机器人，专门修复因高温蠕变变形的叶片，后期可结合激光熔覆技术[2]对叶片进行全方位修复。
现代打磨设备大概可以分成机床打磨和机器人打磨两种类型。
机床打磨效率高，但机床打磨加工通用性不强，价格昂贵。
机器人打磨自动化程度高，可控性强，易于拓展，通用性强，价格相对便宜。
因此，机器人打磨无疑拥有更好的可行性。
机器人打磨又可分为机械手夹持叶片-砂轮固定和机械手装载打磨头-叶片固定两种模式。
在复杂曲面情况下，打磨头装载在机械手上，更利于加装传感器，组成闭环控制系统。
