[發明專利]渦軸發動機零部件復雜曲面自動測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 202011290541.4
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112629456B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 蔡明;劉彬;張月;王彥權;王立松;周禮旎;王忠濤;孫赫男;楊華
• 申請（專利權）人: 中國航發哈爾濱東安發動機有限公司
• 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

本發明公開了渦軸發動機零部件復雜曲面自動測量系統和測量方法，涉及三坐標測量技術領域，測量系統包括主控計算機、三坐標測量機、控制系統和渦軸發動機零部件，所述的三坐標測量機上設置有自動轉臺，所述的渦軸發動機零部件設置在自動轉臺上，所述的三坐標測量機上設置有測量探頭，所述的主控計算機與控制系統連接，控制系統與三坐標測量機連接，解決了臥軸發動機零部件復雜曲面測量難點，實現自動調整轉臺角度，精準、高效的自動測量曲面的要求，降低檢測及編程過程的操作難度，提高檢測速度，提供更細致、直觀的結果分析，實現檢測效率的提升。

技術領域

本發明涉及三坐標測量技術領域，特別涉及一種渦軸發動機零部件復雜曲面自動測量 系統及測量方法。

背景技術

渦軸發動機中常見復雜曲面結構，其測量比較困難，如葉輪前緣、內流道、外流道的 輪廓度偏差及葉片厚度的測量，由于產品的葉片扭曲嚴重,普通的三坐標測量方案只能單點測 量，通過分次旋轉轉臺調整零件角度實現測量，但這種測量方法測量效率低，測量準確性差， 而且極易發生測量干涉。

發明內容

本發明的目的：本發明提供一種渦軸發動機零部件復雜曲面自動測量系統及測量方法， 解決復雜曲面測量難點，實現自動調整轉臺角度，精準、高效的自動測量曲面的要求。

本發明的技術方案：

渦軸發動機零部件復雜曲面自動測量系統，包括主控計算機、三坐標測量機、控制系 統和渦軸發動機零部件，所述的三坐標測量機上設置有自動轉臺，所述的渦軸發動機零部件 設置在自動轉臺上，所述的三坐標測量機上設置有測量探頭，所述的主控計算機與控制系統 連接，控制系統與三坐標測量機連接。

所述渦軸發動機零部件復雜曲面自動測量系統的測量方法，包括以下步驟：

步驟1：將渦軸發動機零部件曲面上的理論坐標點導入主控計算機；

步驟2：將渦軸發動機零部件放置在自動轉臺上，使渦軸發動機零部件中心與自動轉臺 中心同軸；

步驟3：建立基于三坐標測量機的三維坐標系；

步驟4：使用測量探頭測量渦軸發動機零部件某一葉片上任一點，生成該葉片對應的轉 臺角度，進而，使用葉片對應的轉臺角度以及樣條曲線原理，生成測量渦軸發動機零部件所 有被測點的轉臺角度；

步驟5：測量渦軸發動機零部件的葉片所有被測點坐標；

步驟6：對步驟5測量得到的渦軸發動機零部件葉片被測點坐標數據進行處理與評價；

步驟7：輸出厚度偏差、輪廓度偏差以及與公差的對比結果，并生成報告。

進一步，步驟1所述的理論坐標點是渦軸發動機零部件位于設計坐標系下的坐標點； 理論坐標點為TXT格式。

進一步，步驟1具體為：將渦軸發動機零部件曲面上的理論坐標點導入主控計算機， 所述的理論坐標點是渦軸發動機零部件位于設計坐標系下的坐標點；將渦軸發動機零部件三 維數字化實體設計模型導入主控計算機中，在主控計算機中自動生成三維數字化實體設計模 型的數字化矩形點陣，包括三維數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，點數相同。

進一步，步驟3具體包括以下步驟：

步驟3.1使用測量探頭測量渦軸發動機零部件定心圓柱面上多點的坐標，確定三維坐 標系下Z軸，使用測量探頭測量渦軸發動機零部件端面上多點的坐標，確定三維坐標系的原 點；

步驟3.2使用測量探頭測量渦軸發動機零部件任一葉片兩側對應的一對點的坐標，將 測量數據與步驟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。