[發(fā)明專利]渦軸發(fā)動機零部件復雜曲面自動測量系統(tǒng)及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011290541.4
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112629456B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設計）人: 蔡明;劉彬;張月;王彥權(quán);王立松;周禮旎;王忠濤;孫赫男;楊華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01B21/08;G01B21/20
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.渦軸發(fā)動機零部件復雜曲面自動測量方法，其特征在于：包括主控計算機（5）、三坐標測量機（6）、控制系統(tǒng)（4）和渦軸發(fā)動機零部件（1），所述的三坐標測量機（6）上設置有自動轉(zhuǎn)臺（2），所述的渦軸發(fā)動機零部件（1）設置在自動轉(zhuǎn)臺（2）上，所述的三坐標測量機（6）上設置有測量探頭（3），所述的主控計算機（5）與控制系統(tǒng)（4）連接，控制系統(tǒng)（4）與三坐標測量機（6）連接；測量系統(tǒng)的工作過程包括以下步驟：

步驟1：將渦軸發(fā)動機零部件（1）曲面上的理論坐標點導入主控計算機（5）；步驟1.1：將渦軸發(fā)動機零部件（1）曲面上的理論坐標點與渦軸發(fā)動機零部件（1）三維數(shù)字化實體設計模型導入到主控計算機5的測量Quindos7軟件中；步驟1.2：輸入指令TRAOBJ執(zhí)行元素的旋轉(zhuǎn)和平移，使得元素與理論坐標點擬合；步驟1.3：設置理論點類型是PRB，使用SETFLD指令調(diào)取導入的理論坐標點，將其逐一改為PRB，輸入EXCHNG指令執(zhí)行轉(zhuǎn)換；步驟1.4：查找理論點的IJK，指令MESERF，先選中數(shù)模上的曲面，連接CAD，查找IJK，再斷開CAD；

步驟2：將渦軸發(fā)動機零部件（1）放置在自動轉(zhuǎn)臺（2）上，使渦軸發(fā)動機零部件（1）中心與自動轉(zhuǎn)臺（2）中心同軸；

步驟3：建立基于三坐標測量機（6）的三維坐標系；步驟3.1 使用測量探頭3測量渦軸發(fā)動機零部件（1）定心圓柱面上多點的坐標，確定三維坐標系下Z軸，使用測量探頭3測量渦軸發(fā)動機零部件（1）端面上多點的坐標，確定三維坐標系的原點；

步驟3.2 使用測量探頭3測量渦軸發(fā)動機零部件（1）任一葉片兩側(cè)對應的一對點的坐標，將測量數(shù)據(jù)與步驟1中的該對點的理論坐標進行對比迭代，確定三維坐標系的角向，完成三維坐標系的建立，該三維坐標系與步驟1中的設計坐標系一致；

步驟4：使用測量探頭（3）測量渦軸發(fā)動機零部件（1）某一葉片上任一點，生成該葉片對應的轉(zhuǎn)臺角度，進而，使用葉片對應的轉(zhuǎn)臺角度以及樣條曲線原理，生成測量渦軸發(fā)動機零部件（1）所有被測點的轉(zhuǎn)臺角度；步驟4.1：坐標系迭代：任意選擇一個大葉片壓力面，迭代一組坐標，指令為AlnBestfit，手動采集渦軸發(fā)動機零部件（1）任一葉片右側(cè)靠近葉尖一點，采集結(jié)束后測量機會自動在葉片兩側(cè)反復采點，直到迭代誤差至0.005以內(nèi)后自動結(jié)束,目的是將測量數(shù)據(jù)與步驟1中的該對點的理論坐標進行對比迭代，確定三維坐標系的角向，完成三維坐標系的建立，該三維坐標系與步驟1中的設計坐標系一致；

步驟4.2：編輯理論點號：指令為Test_Surface，回車后出現(xiàn)如下左圖所示的報告圖形，數(shù)出每一行的點數(shù)，再次執(zhí)行Test_Surface指令，將查好的每行點的數(shù)量以“，”相隔的形式填入點編號欄；壓力面與吸力面數(shù)據(jù)做此步驟處理，編輯點號是為了用于生成葉型測量點的轉(zhuǎn)臺角度和報告顯示；

步驟4.3：生成轉(zhuǎn)臺角度：指令GenRtAngleFromPts用于生成葉型、流道、前緣和回流器等曲面的轉(zhuǎn)臺角度，原理是線在曲面上獲取一些關鍵點，然后根據(jù)樣條曲線原理生成所有測量點的轉(zhuǎn)臺角度；

分別手動采集同一葉片壓力面和吸力面的中間位置從上至下不同截面1點；采集葉尖上面1點；內(nèi)流道1點；前緣左右各1點；生成后使用MeaBladeSurface測試轉(zhuǎn)臺角度是否有碰撞；

步驟5：測量渦軸發(fā)動機零部件（1）的葉片所有被測點坐標；

步驟6：對步驟5測量得到的渦軸發(fā)動機零部件（1）葉片被測點坐標數(shù)據(jù)進行處理與評價；

步驟7：輸出厚度偏差、輪廓度偏差以及與公差的對比結(jié)果，并生成報告。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于：步驟1所述的理論坐標點是渦軸發(fā)動機零部件（1）位于設計坐標系下的坐標點；理論坐標點為TXT格式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于：步驟1具體為：將渦軸發(fā)動機零部件（1）曲面上的理論坐標點導入主控計算機（5）；將渦軸發(fā)動機零部件（1）三維數(shù)字化實體設計模型導入主控計算機（5）中，在主控計算機（5）中自動生成三維數(shù)字化實體設計模型的數(shù)字化矩形點陣，包括三維數(shù)字化實體設計模型壓力面上的坐標點以及對應的吸力面上的坐標點，壓力面、吸力面上的坐標點矢量自動重合，點數(shù)相同。