[發明專利]基于三維光柵掃描的葉片自動化檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201510949737.2
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105526881A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 殷鳴;陳俊宇;向召偉;鄧珍波;殷國富;吳冰潔
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及非接觸式三維光學檢測領域，具體涉及基于三維光柵掃描的葉片自動化檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

三維光柵掃描是采用攝影測量、光柵測量，數字圖像處理等技術，在掃描過程中根據定位標點來建立測量坐標系，通過拍攝多幅畫面的方式獲取零件三維模型。采集到的三維模型數據通過與設計模型進行對比分析，從而實現零件尺寸檢測。而汽輪機葉片形狀復雜，采用三維光柵掃描的檢測可以準確、快速的實現葉片整體尺寸的檢測。

目前采用三維光柵掃描儀對汽輪機葉片進行檢測存在以下問題：

（1）三維光柵掃描通過定位標定點來獲取汽輪機葉片三維模型數據，在掃描過程中需要在葉片上貼定位標點。因此不同定位標點的貼定方式會對葉片檢測精度造成影響。同時針對葉片批量化檢測，需要對每件葉片進行貼定位標定，增加了檢測時間，降低了檢測效率。

（2）在葉片掃描過程中需要多次掃描其不同位置，通過定位標定點來獲取三維模型數據，采用掃描儀所配置的檢測平臺需要手動不斷調整零件和測量頭位置進行掃描。這樣增加了檢測時間，同時針對同種零件檢測精度和效果受人為因素影響較大，很難實現批量化、標準化檢測要求。

發明內容

為了克服上述三維光柵掃描儀檢測過程的不足，本發明目的在于提供一種自動化檢測裝置及其檢測方法，在提高三維光柵掃描儀檢測效率的同時，提高檢測精度，實現葉片批量化檢測。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案是：基于三維光柵掃描的葉片自動化檢測裝置包括運動控制部件以及掃描儀豎直運動部件、掃描儀旋轉運動部件、工件旋轉運動部件。采用基于PC-PCI運動控制卡控制各個運動部件按照指定的軌跡進行運動；所述的掃描儀豎直運動部件安裝在基座上，部件上有可沿豎直方向滑動的滑動板，實現掃描儀在豎直方向的運動；所述掃描儀旋轉運動部件安裝在掃描儀豎直運動部件的連接板上，上面設有帶動掃描儀旋轉的連桿；所述工件旋轉運動部件上有固定工件的電磁吸盤，帶動工件旋轉運動，從而保證能夠掃描出完成的工件三維模型數據。

所述掃描儀豎直運動部件包括直線模組步進電機，其安裝在皮帶直線模組上，帶動皮帶直線模組的皮帶移動，直線模組皮帶上固定有滑動板可隨著皮帶移動而實現豎直運動，滑動板上安裝有連接板隨其實現直線運動。

所述掃描儀旋轉運動部件包括安裝在連接板上的伺服電機機座，伺服電機安裝在機座上，聯軸器連接伺服電機和轉動軸，采用兩個軸承座固定轉動軸，轉動軸和連桿之間采用鍵聯接保證不出現圓周滑動，連桿另一端與掃描儀連接板連接，掃描儀連接板上固定有與掃描儀連接的轉動球頭儀，轉動球頭儀與掃描儀固定在一起，在掃描過程中可以手動調整球頭儀保證測量頭與工件保持合理的掃描角度。

所述工件旋轉運動部件包括放在檢測平臺上的旋轉平臺，旋轉平臺與旋轉步進電機連接，在旋轉平臺上固定有電磁吸盤，在電磁吸盤上有加工孔固定貼定位標點的定位夾具，根據不同的葉片大小和高度可設計不同的定位夾具，保證掃描精度。

所述運動控制組件包括人機交互界面，與人機交互界面進行信號通信的基于PC+PCI的運動控制卡，基于PC+PCI的運動控制卡發出脈沖信號給直線模組步進電機驅動器、伺服電機驅動器、旋轉電機驅動器。經過細分調節三個驅動器分別將脈沖信號發送到直線模組步進電機、伺服電機、旋轉電機實現三種不同的運動。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明局部結構示意圖。

圖3是運動控制示意圖。

圖中標記：1直線模組步進電機，2基座，3皮帶直線模組，4滑動板，5連接板，6伺服電機，7伺服電機機座，8聯軸器，9軸承座，10旋轉軸，11機械限位器，12連桿，13掃描儀連接板，14球頭儀，15掃描儀，16工件，17定位夾具，18電磁吸盤，19選擇平臺，20旋轉電機，21檢測平臺，22人機交互界面，23基于PC+PCI的運動控制卡，24直線模組步進電機驅動器，25伺服電機驅動器，26旋轉電機驅動器。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。