[發(fā)明專利]非接觸式發(fā)動機葉片葉型檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011257836.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112484660B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭琪;龍智;張?zhí)燧x;許美煜;高軍妮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發(fā)明公開了一種非接觸式發(fā)動機葉片葉型檢測方法和發(fā)動機葉片葉型，包括：夾具對待測葉片的葉根部位進行部分夾持固定，安裝固定在檢測裝置的夾具定位組件上，控制系統(tǒng)控制檢測裝置的XZ移動平臺并帶動線激光檢測組件到達待測葉片的數(shù)據(jù)采集位置，進行待測葉片的下半部分和待測葉片的上半部分的數(shù)據(jù)采集，將采集的數(shù)據(jù)進行融合，獲得完整的葉片數(shù)據(jù)點云模型，根據(jù)葉片數(shù)據(jù)點云模型確定待測葉片的理論基準(zhǔn)完成待測葉片的絕對定位，計算得出待測葉片葉型尺寸，并輸出待測葉片葉型的檢測結(jié)果。本發(fā)明的非接觸式發(fā)動機葉片葉型檢測方法，實現(xiàn)了非接觸檢測，且由線到面的數(shù)據(jù)采集方式，獲取到更多的原始數(shù)據(jù)，提高了檢測精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機葉片葉型測量領(lǐng)域，特別地，涉及一種非接觸式發(fā)動機葉片葉型檢測方法。

背景技術(shù)

葉片是發(fā)動機重要零部件之一，葉片加工質(zhì)量直接影響到發(fā)動機的性能、壽命及安全性。由于葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造難度大，設(shè)計指標(biāo)不易保證。有效控制葉片加工質(zhì)量，需要對葉片型面進行大量的測量工作，從而對葉片型面檢測精度與檢測效率提出了更高的要求。目前，在航空發(fā)動機葉片型面檢測中，主要應(yīng)用接觸式三坐標(biāo)測量機進行測量。由于接觸式三坐標(biāo)測量機硬件結(jié)構(gòu)和測量原理上的限制，在測量航空發(fā)動機葉片型面時，測量速度不能過快，測量效率不高。現(xiàn)有檢測方式由于數(shù)據(jù)采集方式為由點到線再到面，導(dǎo)致檢測效率與精度成反比無法同步提升的問題。而且，現(xiàn)有接觸式檢測方式受定位夾具的精度和安裝精度影響，多次裝夾檢測的結(jié)果的重復(fù)性較差，同時，多次裝夾后定位夾具容易磨損，對夾具的材質(zhì)和加工要求均很高，設(shè)計加工成本高。由于采用相對定位模式，檢測精度很大程度依賴夾具的定位精度，不同型號的產(chǎn)品之間存在差異，更換不同的產(chǎn)品型號后，必須更換與其對應(yīng)的定位夾具，測量過程繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種非接觸式發(fā)動機葉片葉型檢測方法和發(fā)動機葉片葉型，以解決發(fā)動機葉片葉型現(xiàn)有檢測方式檢測效率低，對裝夾定位要求高使得檢測重復(fù)性低以及兼容性差的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種非接觸式發(fā)動機葉片葉型檢測方法，采用非接觸式發(fā)動機葉片葉型檢測裝置對待測葉片葉型進行檢測，包括以下步驟：

S1、通過檢測裝置的夾具對待測葉片的葉根部位進行部分夾持固定；

S2、將步驟S1中帶有測葉片的夾具安裝固定在檢測裝置的夾具定位組件上；

S3、檢測裝置的控制系統(tǒng)控制檢測裝置的XZ移動平臺并帶動線激光檢測組件到達待測葉片的數(shù)據(jù)采集位置，線激光檢測組件按照預(yù)先設(shè)定X方向移動參數(shù)進行運動，移動過程中XZ移動平臺中X方向磁柵尺根據(jù)設(shè)定位置間隔實時觸發(fā)線激光檢測組件對待測葉片的下半部分進行數(shù)據(jù)采集，完成待測葉片的下半部分?jǐn)?shù)據(jù)采集后，XZ移動平臺帶線激光檢測組件沿Z方向向待測葉片的上半部分移動，到達預(yù)設(shè)位置，控制系統(tǒng)讀取并保存XZ移動平臺中Z方向磁柵尺實際位置信息，再次線激光檢測組件按照預(yù)先設(shè)定X方向移動參數(shù)進行運動，移動過程中X方向磁柵尺根據(jù)設(shè)定位置間隔實時觸發(fā)線激光檢測組件對待測葉片的上半部分進行數(shù)據(jù)采集，完成待測葉片的上半部分?jǐn)?shù)據(jù)采集；

S4、通過數(shù)據(jù)系統(tǒng)將步驟S3中采集的待測葉片的上半部分?jǐn)?shù)據(jù)和待測葉片的下半部分?jǐn)?shù)據(jù)進行融合，獲得完整的葉片數(shù)據(jù)點云模型，根據(jù)葉片數(shù)據(jù)點云模型確定待測葉片的理論基準(zhǔn)完成待測葉片的絕對定位，計算得出待測葉片葉型尺寸，并輸出待測葉片葉型的檢測結(jié)果。

進一步地，根據(jù)葉片數(shù)據(jù)點云模型確定待測葉片的理論基準(zhǔn)完成待測葉片的絕對定位方法包括：首先確定基準(zhǔn)端為待測葉片的榫頭，通過對榫頭的實際模型和理論模型進行擬合，采用虛擬棍棒對實際模型與理論模型進行虛擬對齊，實現(xiàn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，對實際模型的截面圖與理論模型的截面圖進行分析，進而得到位置度、輪廓度和扭角值。

進一步地，確定待測葉片的理論基準(zhǔn)方法包括：對實際模型和理論模型的擬合采用迭代最近點計算法，確定最佳擬合的旋轉(zhuǎn)矩陣值和平移矩陣值，從而確定待測葉片的理論基準(zhǔn)；

公式：