航空航天、能源、船舶等領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備中，有一種叫“鑄造葉片”的核心零件，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的渦輪葉片。這些葉片形狀復(fù)雜，加工難度大。近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一項(xiàng)新技術(shù)，能讓機(jī)器人更智能地打磨葉片，大幅提高精度和表面質(zhì)量。相關(guān)成果于日前發(fā)表在國(guó)際期刊《精密工程》上。
鑄造葉片通常采用自由曲面結(jié)構(gòu)，彎彎繞繞、厚薄不一，傳統(tǒng)打磨方式很難做到受力均勻、表面一致。加上冷卻收縮、模具偏差等原因，葉片不同部位需要打磨掉的余量也不一樣。如果打磨不夠精準(zhǔn)，就會(huì)影響最終質(zhì)量。
目前常用的機(jī)器人砂帶磨削方法，大多是按固定參數(shù)從頭磨到尾，雖然操作簡(jiǎn)單、效率高，但容易出現(xiàn)精度不夠、材料去除量控制不準(zhǔn)、表面質(zhì)量不統(tǒng)一等問(wèn)題。要想滿足高質(zhì)量加工要求，就必須做到“逐點(diǎn)精確去除”——即根據(jù)不同部位的余量，自動(dòng)調(diào)整打磨力度和參數(shù)。
科研團(tuán)隊(duì)提出的新模型叫“O-TabPFN”。團(tuán)隊(duì)成員、副研究員朱光介紹，這個(gè)模型基于一種叫TabPFN的算法，能在有限數(shù)據(jù)上高效學(xué)習(xí)，不需要大規(guī)模訓(xùn)練。再配合Optuna算法自動(dòng)優(yōu)化參數(shù)，能更準(zhǔn)地捕捉到工藝參數(shù)和材料去除深度之間的關(guān)系，避免陷入“差不多就行”的參數(shù)組合，從而提升打磨的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。
科研人員搭建了機(jī)器人磨削加工平臺(tái)，對(duì)鎳基高溫合金試樣開(kāi)展單因素實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該模型對(duì)材料去除深度的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到95.81%，平均預(yù)測(cè)誤差僅為0.007316毫米，優(yōu)于現(xiàn)有的多種主流預(yù)測(cè)模型。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、遼寧省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。（記者：孔愛(ài)群）
