[发明专利]非接触式发动机叶片叶型检测方法

说明书

本发明公开了一种非接触式发动机叶片叶型检测方法和发动机叶片叶型，包括：夹具对待测叶片的叶根部位进行部分夹持固定，安装固定在检测装置的夹具定位组件上，控制系统控制检测装置的XZ移动平台并带动线激光检测组件到达待测叶片的数据采集位置，进行待测叶片的下半部分和待测叶片的上半部分的数据采集，将采集的数据进行融合，获得完整的叶片数据点云模型，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，计算得出待测叶片叶型尺寸，并输出待测叶片叶型的检测结果。本发明的非接触式发动机叶片叶型检测方法，实现了非接触检测，且由线到面的数据采集方式，获取到更多的原始数据，提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及发动机叶片叶型测量领域，特别地，涉及一种非接触式发动机叶片叶型检测方法。

背景技术

叶片是发动机重要零部件之一，叶片加工质量直接影响到发动机的性能、寿命及安全性。由于叶片结构复杂，加工制造难度大，设计指标不易保证。有效控制叶片加工质量，需要对叶片型面进行大量的测量工作，从而对叶片型面检测精度与检测效率提出了更高的要求。目前，在航空发动机叶片型面检测中，主要应用接触式三坐标测量机进行测量。由于接触式三坐标测量机硬件结构和测量原理上的限制，在测量航空发动机叶片型面时，测量速度不能过快，测量效率不高。现有检测方式由于数据采集方式为由点到线再到面，导致检测效率与精度成反比无法同步提升的问题。而且，现有接触式检测方式受定位夹具的精度和安装精度影响，多次装夹检测的结果的重复性较差，同时，多次装夹后定位夹具容易磨损，对夹具的材质和加工要求均很高，设计加工成本高。由于采用相对定位模式，检测精度很大程度依赖夹具的定位精度，不同型号的产品之间存在差异，更换不同的产品型号后，必须更换与其对应的定位夹具，测量过程繁琐。

发明内容

本发明提供了一种非接触式发动机叶片叶型检测方法和发动机叶片叶型，以解决发动机叶片叶型现有检测方式检测效率低，对装夹定位要求高使得检测重复性低以及兼容性差的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种非接触式发动机叶片叶型检测方法，采用非接触式发动机叶片叶型检测装置对待测叶片叶型进行检测，包括以下步骤：

S1、通过检测装置的夹具对待测叶片的叶根部位进行部分夹持固定；

S2、将步骤S1中带有测叶片的夹具安装固定在检测装置的夹具定位组件上；

S3、检测装置的控制系统控制检测装置的XZ移动平台并带动线激光检测组件到达待测叶片的数据采集位置，线激光检测组件按照预先设定X方向移动参数进行运动，移动过程中XZ移动平台中X方向磁栅尺根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件对待测叶片的下半部分进行数据采集，完成待测叶片的下半部分数据采集后，XZ移动平台带线激光检测组件沿Z方向向待测叶片的上半部分移动，到达预设位置，控制系统读取并保存XZ移动平台中Z方向磁栅尺实际位置信息，再次线激光检测组件按照预先设定X方向移动参数进行运动，移动过程中X方向磁栅尺根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件对待测叶片的上半部分进行数据采集，完成待测叶片的上半部分数据采集；

S4、通过数据系统将步骤S3中采集的待测叶片的上半部分数据和待测叶片的下半部分数据进行融合，获得完整的叶片数据点云模型，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，计算得出待测叶片叶型尺寸，并输出待测叶片叶型的检测结果。

进一步地，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位方法包括：首先确定基准端为待测叶片的榫头，通过对榫头的实际模型和理论模型进行拟合，采用虚拟棍棒对实际模型与理论模型进行虚拟对齐，实现坐标的转换，对实际模型的截面图与理论模型的截面图进行分析，进而得到位置度、轮廓度和扭角值。

进一步地，确定待测叶片的理论基准方法包括：对实际模型和理论模型的拟合采用迭代最近点计算法，确定最佳拟合的旋转矩阵值和平移矩阵值，从而确定待测叶片的理论基准；

公式：