[發明專利]一種葉片非接觸式檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201810413725.1
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108458659A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 張旭;鄭澤龍;蔡永凱;浦棟麟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學無錫研究院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開一種葉片非接觸式檢測裝置及方法，該裝置包括線性模組、視覺傳感器、轉臺以及控制柜。所述視覺傳感器安裝在所述線性模組上；待測葉片安裝在轉臺上；所述控制柜與線性模組、視覺傳感器、轉臺通訊連接，用于控制線性模組和轉臺運動，使視覺傳感器采集所述待測葉片的完整葉片點云數據，并對所述完整葉片點云數據進行處理，輸出可視化、定制化的葉片分析報告。與傳統葉片檢測方法相比，本發明檢測效率高，自動化程度高，易于搬運，操作簡易，可根據不同葉片的檢測要求定制化輸出報告。

技術領域

本發明涉及視覺測量領域，尤其涉及一種葉片非接觸式檢測裝置及方法。

背景技術

燃氣輪機被廣泛應用于航空、航天、能源等領域，作為燃氣輪機中的核心零件，透平葉片具有結構復雜、制造工藝要求高、測量參數多等特點，其形狀誤差影響整個燃氣輪機的能量轉換效率，因此對不規則型面測量的精準性、有效性提出要求。由于透平葉片的尺寸大、種類多、生產制造數量多，如何在保證測量精度符合要求的前提下，針對不同型號的透平葉片，提高測量不同參數的效率有待解決。

目前檢測葉片的方式主要分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式測量需要使傳感器測頭直接接觸待測葉片，記錄接觸時的三維空間坐標值，主要代表為專用量具測量法和現在被廣泛應用的三坐標測量機。非接觸測量主要是基于光學、聲學、磁學等原理，通過傳感器采集物理模擬量，再通過相應算法轉換成工件表面特征參數，主要代表為光學投影法和激光三角法。

上述葉片測量方法都具有自身測量特點。專用量具測量法是指根據葉片的理論型線設計制造且與葉型界面的葉盆葉背相對應的一套母板量具，用葉片固定座及型面測具固定葉片后，用葉盆型面樣板和葉背型面樣板分別檢查葉盆、葉背的型面。這種方法在鍛件成型、打孔、粗加工后、人工磨拋前、人工磨拋后等被廣泛應用。雖然容易在車間里進行、操作簡單，但是人為因素測量誤差大、精度較差、效率低、無法測量型面的復雜參數、樣板制造周期長及成本高；三坐標測量機測量葉片時，測頭將與葉片表面直接接觸，會造成測頭磨損或葉片表面刮痕。雖然測量精度非常高，但是由于需要測頭半徑補償，導致某些小型葉片的型面邊緣難以檢測。一般的三坐標測量機體積龐大，測量過程繁瑣，不適宜現場測量；光學投影法對葉片切面進行投影，測量精度高，但是效率低、對葉片的環境要求高；激光三角法是目前最成熟、應用最為廣泛的非接觸測量方法，測量速度快、準確度高、結構簡單、采樣頻率高，但是在視場范圍內要確保被測物體不被遮擋，激光提取效果也受到不同材質表面反光的影響。綜上，現有的葉片測量方法缺陷有：(1)測量效率低；(2)測量精度無法保證；(3)操作復雜；(4)不易于搬運部署且工作環境要求高；(5)測量分析過程繁雜。

發明內容

本發明的目的在于通過一種葉片非接觸式檢測裝置及方法，來解決以上背景技術部分提到的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種葉片非接觸式檢測裝置，該裝置包括線性模組、視覺傳感器、轉臺以及控制柜；所述視覺傳感器安裝在所述線性模組上；待測葉片安裝在轉臺上；所述控制柜與線性模組、視覺傳感器、轉臺通訊連接，用于控制線性模組和轉臺運動，使視覺傳感器采集所述待測葉片的完整葉片點云數據，并對所述完整葉片點云數據進行處理，輸出所述待測葉片的檢測結果。

特別地，所述控制線性模組和轉臺運動，使視覺傳感器采集所述待測葉片的完整葉片點云數據，具體包括：控制線性模組和轉臺實現三軸聯動，使視覺傳感器采集所述待測葉片的完整葉片點云數據。

特別地，所述對所述完整葉片點云數據進行處理，輸出所述待測葉片的檢測結果，具體包括：對所述完整葉片點云數據進行處理，輸出可視化、定制化的葉片分析報告。

特別地，根據待測葉片不同的測量任務調整視覺傳感器的類型及其安裝時與線性模組在豎直方向的角度；所述視覺傳感器在指定運動位置被觸發，根據不同的測量任務調整不同的點云密度并在指定區域進行掃描檢測。