[發(fā)明專利]一種測(cè)量整體葉盤的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710290954.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN107091603B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡鵬程;宋勉之;李振瀚;陳雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);武漢華中數(shù)控股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B5/004
• 分類號(hào): G01B5/004
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發(fā)明屬于整體葉盤測(cè)量領(lǐng)域，并公開了一種測(cè)量整體葉盤的方法。該方法包括：(a)將整體葉盤三角剖分后將三角形頂點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)；(b)計(jì)算所有測(cè)量點(diǎn)的三維可視錐角度范圍；(c)確定測(cè)量方向；(d)按照測(cè)量方向測(cè)量。通過(guò)本發(fā)明，不僅使用特定的角度到達(dá)整體葉盤的所有區(qū)域，實(shí)現(xiàn)整體葉盤所有點(diǎn)全面徹底無(wú)碰撞的測(cè)量，而且減少花費(fèi)在測(cè)頭調(diào)整角度防止碰撞的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速高效的測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于整體葉盤測(cè)量領(lǐng)域，更具體地，涉及一種測(cè)量整體葉盤的方法。

背景技術(shù)

整體葉盤廣泛的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中不可或缺的一部分。整體葉盤的加工質(zhì)量對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與壽命有著非常大的影響，所以整體葉盤的測(cè)量是加工完成后的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，整體葉盤的工作部位為整體葉盤上的葉片，所以測(cè)量的部位也是整體葉盤葉片。整體葉盤葉片型面為復(fù)雜自由曲面，葉片之間的空間狹小，葉片底部扭曲度大，這些物理幾何上的特性對(duì)葉片的測(cè)量造成了很大的困難。

測(cè)量方法按照測(cè)量方式可以分為接觸式的和非接觸式。非接觸式的包括光學(xué)測(cè)量，機(jī)器視覺(jué)等，但是由于整體葉盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，非接觸測(cè)量方法極易產(chǎn)生光線上的碰撞，測(cè)量部分被非測(cè)量部分遮擋，所以對(duì)于整體葉盤的測(cè)量非接觸式測(cè)量方法是不適用的；接觸式測(cè)量方法又可以分為兩種逐點(diǎn)式測(cè)量和掃描式測(cè)量，掃描式測(cè)量控制復(fù)雜；逐點(diǎn)式測(cè)量是一種比較傳統(tǒng)的測(cè)量方式，對(duì)于整體葉盤來(lái)說(shuō)，由于葉片型面為復(fù)雜自由曲面，三軸坐標(biāo)測(cè)量?jī)x不能到達(dá)葉片上的所有區(qū)域；葉片測(cè)量中要避免發(fā)生碰撞現(xiàn)象，處理防碰撞問(wèn)題一個(gè)常用的方法是計(jì)算測(cè)量點(diǎn)的可視錐范圍，目前，有學(xué)者和工程師提出為了達(dá)到無(wú)碰撞測(cè)量的目的，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的幾何信息和整體葉盤葉片之間的幾何特性來(lái)計(jì)算測(cè)量時(shí)不會(huì)發(fā)生碰撞的角度范圍，但這種方法計(jì)算角度困難，且效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種測(cè)量整體葉盤的方法，通過(guò)將整體葉盤進(jìn)行三角剖分形成三角網(wǎng)格，對(duì)三角網(wǎng)格的頂點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，由此解決整體葉盤無(wú)碰撞測(cè)量和測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種測(cè)量整體葉盤的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)測(cè)量點(diǎn)采樣

將待測(cè)量的整體葉盤分割為彼此相鄰的多個(gè)網(wǎng)格，網(wǎng)格的頂點(diǎn)被設(shè)定作為測(cè)量點(diǎn)，同時(shí)將所有的測(cè)量點(diǎn)形點(diǎn)集C；

(b)計(jì)算單個(gè)測(cè)量點(diǎn)的三維可視錐角度范圍

(b1)從所述點(diǎn)集C中任選一個(gè)測(cè)量點(diǎn)P，采用n個(gè)平面通過(guò)所述測(cè)量點(diǎn)P，使得該n個(gè)平面與整體葉盤相交形成n個(gè)二維截面，針對(duì)所述測(cè)量點(diǎn)P自身所在的二維截面E和與該二維截面E相鄰的二維截面F，將兩者各自的外輪廓線分別離散成多個(gè)離散點(diǎn)；然后將這些離散點(diǎn)與所述測(cè)量點(diǎn)P分別連接形成向量并獲取其對(duì)應(yīng)的邊界向量，并且所述二維截面E的邊界向量采用P1和P2來(lái)表示，而所述二維截面F的邊界向量分別采用P3和P4來(lái)表示；

(b2)所述邊界向量P1與P3形成的銳角區(qū)域?yàn)閇R1,R3]，所述邊界向量P2與P4形成銳角區(qū)域?yàn)閇R2,R4]，由此得到所述二維截面E、F的無(wú)干涉測(cè)量區(qū)域?yàn)閇R1,R3]∪[R2，R4]，然后將所述R1，R2，R3，R4分別取整后，將此無(wú)干涉測(cè)量區(qū)域轉(zhuǎn)換為360*1的一維矩陣，其中，R1～R3和R2～R4行的值取1，其他行的值取0；

(b3)按照步驟(b3)的方式，針對(duì)上述n個(gè)二維截面共生成n個(gè)所述360*1的一維矩陣，并將這n個(gè)一維矩陣合并得到360*n的二維矩陣，該矩陣即為所述測(cè)量點(diǎn)P的三維可視錐角度范圍矩陣A，重復(fù)步驟(b2)～(b4),直至所述點(diǎn)集C中的測(cè)量點(diǎn)均得到各自相應(yīng)的所述三維可視錐角度范圍矩陣，所述點(diǎn)集C中各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的所述三維可視錐角度范圍矩陣A構(gòu)成矩陣集合A_p；

(c)確定測(cè)量方向