航空发动机噪声是现代大型飞机噪声的主要来源，随着发动机涵道比越来越大，风扇噪声取代喷流噪声成为发动机噪声的主要噪声源。在短舱内铺设声衬是降低航空发动机风扇噪声的最有效手段之一。声阻和声抗是决定声衬降噪效果的主要参数，分别表征声能的耗散与共振效应。在工作环境一定的情况下，声阻抗主要由声衬孔径、穿孔板厚度、蜂窝腔高度、孔间距、穿孔率等声衬几何参数决定。由于声衬孔数量极大，且其质量与声衬的降噪效果密切相关，亟需实现大规模降噪声衬孔的高质高效制孔。不过，单主轴机器人制孔系统明显难以满足密布数以万计声衬孔的航空发动机短舱声衬的高效加工需求。

近日，中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心联合浙江大学，在前期航空结构自动化制孔相关研究基础上，开发了一种短舱声衬机器人多主轴制孔系统，设计了一种专用多主轴制孔末端执行器，以实现短舱声衬的阵列式多主轴制孔。给出了一种适用于曲面制孔区域的声衬孔精确排布方法，并针对末端执行器多主轴阵列式布局特征，引入等价加工孔的概念，为制孔任务规划奠定了基础。提出基于最小互斥集合覆盖和启发式算法的等价加工孔集合生成及布局优化方法。研究了基于等价加工孔所含声衬孔加工点位法向量和坐标的多主轴末端执行器加工姿态规划方法，开发了基于群体智能算法的短舱声衬多主轴制孔路径规划算法。为满足某大型飞机航空发动机短舱制造需求，开发了集成上述方法的短舱声衬机器人多主轴制孔离线编程软件。

图1. 航空发动机短舱声衬机器人多主轴制孔离线编程核心功能模块

相关成果以“Drilling task planning and offline programming of a robotic multi-spindle drilling system for aero-engine nacelle acoustic liners”为题，近期发表于国际学术期刊‌机器人学与计算机集成制造，梅标副研究员为论文通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.rcim.2024.102897

（杨永泰课题组供稿）