[發(fā)明專(zhuān)利]一種五軸聯(lián)動(dòng)的葉片檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811006765.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109238139A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周軍;廖華麗;田勝;周凡;梁齊龍;錢(qián)俞好
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州奧凡威爾智能技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00;G01B11/24;G01B11/26;G01B11/03
• 代理公司: 常州市科誼專(zhuān)利代理事務(wù)所 32225
• 代理人: 孫彬

本發(fā)明公開(kāi)了一種五軸聯(lián)動(dòng)的葉片檢測(cè)方法，基于UG仿真模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，由運(yùn)動(dòng)控制器控制各軸運(yùn)動(dòng)，采用光譜共焦傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和反饋，并采用MATLAB的采集數(shù)據(jù)處理、葉片特征參數(shù)求解、檢測(cè)結(jié)果評(píng)估及檢測(cè)報(bào)告定制、輸出。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，采用光譜共焦傳感器，較傳統(tǒng)的三角測(cè)量原理的激光位移傳感器而言，尺寸更小，可實(shí)現(xiàn)葉片槽寬、深孔、小半徑弧面等部位的測(cè)量，同時(shí)設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定塊，并在系統(tǒng)軟件中開(kāi)發(fā)了基于標(biāo)定塊和葉片自身的標(biāo)定功能，通過(guò)標(biāo)定求解了葉片理論數(shù)據(jù)在實(shí)際系統(tǒng)基坐標(biāo)下的位姿關(guān)系，并消除了測(cè)頭與測(cè)頭夾具、測(cè)頭夾具與Z軸、葉片夾具的安裝誤差保證了系統(tǒng)的整體測(cè)量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種五軸聯(lián)動(dòng)的葉片檢測(cè)方法，屬于檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

葉片在航空、核電、艦船等關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的行業(yè)中被廣泛運(yùn)用，它將流體介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、渦輪增壓器等動(dòng)力設(shè)備的核心部件，其加工質(zhì)量直接影響著相應(yīng)設(shè)備的性能，因此需要對(duì)葉片型線及幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量以保證質(zhì)量。

目前葉片測(cè)量方式大致有四種：

1、樣板法：為一般工廠對(duì)粗加工、半精加工葉片進(jìn)行型面檢測(cè)的主要方法，樣板長(zhǎng)期與卡槽接觸，易造成變形影響測(cè)量精度；可測(cè)截面的檔位數(shù)有限，測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法反應(yīng)葉片的真實(shí)狀況；檢測(cè)結(jié)果易受工人的主觀判斷和熟練程度的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不穩(wěn)定。

2、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）：測(cè)量頭在檢測(cè)過(guò)程中與工件接觸，長(zhǎng)期磨損，影響測(cè)量精度，需要定時(shí)補(bǔ)償，因此很少用于粗加工、半精加工的工件檢測(cè)；由于測(cè)量頭的測(cè)量原理及尺寸限制，CMM無(wú)法測(cè)量某些柔軟工件及細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)；CMM需要專(zhuān)門(mén)的測(cè)量人員，人工成本昂貴；CMM的檢測(cè)效率低，一片500mm的葉片編程時(shí)間大約需要5個(gè)小時(shí)，檢測(cè)耗時(shí)近2個(gè)小時(shí)，且價(jià)格昂貴，通常用于抽樣檢測(cè)，在規(guī)模較小的工廠很難被推廣。

3、基于數(shù)控裝置的在葉片線檢測(cè)系統(tǒng)：能夠真實(shí)反映葉片的實(shí)際加工及變形情況，但測(cè)量過(guò)程占用機(jī)床加工時(shí)間，工期較緊時(shí)，不宜使用。

4、采用激光位移傳感器的非接觸式測(cè)量專(zhuān)機(jī)：測(cè)頭精度無(wú)法滿(mǎn)足葉片精加工尺寸測(cè)量精度要求，且內(nèi)部控制算法及檢測(cè)報(bào)告大多非自主開(kāi)發(fā)，無(wú)法滿(mǎn)足不同客戶(hù)的不同需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開(kāi)了一種五軸聯(lián)動(dòng)的葉片檢測(cè)方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸的葉片的型線及葉根、葉冠徑向幾何尺寸的高精度、高效率測(cè)量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種五軸聯(lián)動(dòng)的葉片檢測(cè)方法，具體檢測(cè)步驟如下：

步驟1：在系統(tǒng)的UG仿真模塊中，完成待檢測(cè)葉片及工裝夾具理論造型的安裝；

步驟2：在UG仿真模塊中，設(shè)置系統(tǒng)基準(zhǔn)坐標(biāo)系，參照葉片加工工藝確定待檢測(cè)檔位型線，通過(guò)葉片尺寸設(shè)置待檢測(cè)檔位型線上的目標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)、提取理論點(diǎn)坐標(biāo)值及外法矢量，以保證光譜共焦傳感器的正確檢測(cè)位姿；

步驟3：在UG仿真模塊中，對(duì)步驟1中安裝好的系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真及動(dòng)力學(xué)分析；

步驟4：系統(tǒng)基于UG二次開(kāi)發(fā)工具UGOpen，提取葉片型線各參數(shù)及徑向幾何各參數(shù)，其中，葉片型線各參數(shù)包括最大厚度、弦長(zhǎng)、出氣邊厚度和進(jìn)氣邊厚度；

步驟5： 根據(jù)UG仿真模塊中葉片及其夾具的安裝方式對(duì)實(shí)際葉片進(jìn)行裝夾，控制X、Y、Z軸移動(dòng)及微調(diào)，將光譜共焦傳感器靠近標(biāo)定塊，調(diào)節(jié)光譜共焦傳感器的水平和豎直位姿完成對(duì)標(biāo)定塊的3-2-1法標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)葉片理論檢測(cè)位姿在實(shí)際坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換；

步驟6：通過(guò)步驟5標(biāo)定的坐標(biāo)系位姿關(guān)系，將各檢測(cè)點(diǎn)位姿轉(zhuǎn)換為各電機(jī)的脈沖值，由上位機(jī)按葉片型線的時(shí)針順序依次向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送脈沖指令，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)各電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)至待檢測(cè)點(diǎn)的位姿，并反饋補(bǔ)償達(dá)到指定精度要求；