CN103557802A - 一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于空间曲面薄壁微小孔直径和空间坐标几何尺寸的测量领域,具体为一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,特别是将远心光学镜头与五轴坐标测量机复合设计及应用、测量叶片叶身空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法。应用五轴光学复合坐标测量机的接触式探头建立空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的测量基准,应用二维转台按照空间曲面微小孔轴线方向确定空间姿态,应用远心光学镜头提取空间曲面微小孔图像。本发明可以解决微小孔影像模糊不能提取数据和评价的技术难题,实现对测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的数字化精密测量,为有效控制航空发动机叶片气膜孔等加工质量,提供一种可行的测量方法。
Description
技术领域
本发明属于空间曲面薄壁微小孔直径和空间坐标几何尺寸的测量领域,具体为一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,特别是将远心光学镜头与五轴坐标测量机复合设计及应用、测量叶片叶身空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法。
背景技术
现有技术中,测量孔的直径和坐标位置的主要方法及存在问题:
(1)三坐标测量法
用三坐标测量机及其配装的双轴精密转台(即五轴三坐标测量机),可以实现对直径大于Φ1mm以上空间曲面孔直径和坐标位置的测量,而且具有精度高、智能化等特点。但是,由于测针测球直径(最小的为Φ0.5mm)限制,对于小于Φ1mm的孔,测球伸入内孔探测孔的内壁存在很大困难,特别是等于或小于Φ0.5mm的孔,不能深入内孔接触到孔的内壁,而无法探测取得数据,三坐标测量机无能为力。
(2)光学坐标测量法
传统的光学坐标测量机是以万能工具显微镜为典型代表,对于测量平面上的Φ0.25mm~Φ0.5mm微小孔直径和坐标位置,具有绝对优势,精度高,操作简便。但是,在测量空间曲面微小孔直径和坐标位置时,存在着孔的定位和影像模糊,难以瞄准、评价直径和坐标位置的问题,因此也无法实现测量,见图1。
现代光学坐标测量机是以光学复合坐标测量机为代表,它是在三坐标测量机的基础上,增加了光学镜头和激光探头,将接触测量与非接触测量融为一体。因此,其功能比万能工具显微镜更强大,智能化水平更高。但是,在测量空间曲面微小孔直径和坐标位置时,同样存在着孔的影像模糊,难以瞄准、评价直径和坐标位置的问题,因此也无法实现测量,见图1。
在透平机械中装有大量的叶片,这些叶片需要在高温高速条件下保持良好的机械性能,以保证透平能持续的提供动力。因此,需要提高叶片的承温能力,其主要措施一是选用耐高温合金材料及特殊热处理工艺;二是在叶片叶身曲面上设计加工大量的结构复杂、分布不等的微小的冷却气膜孔。叶身曲面既是空间曲面,又是薄壁的,微小孔直径一般在Φ0.25mm~Φ0.5mm,空间角度复杂,每排气膜孔的角度都不尽相同。因此,功能强大的三坐标测量机因测针测球最小直径Φ0.5mm大于或等于被测孔的直径,无法探测提取数据。国内可见到的光学坐标测量设备,因构成空间曲面微小孔曲线的各要素点,不在同一平面上,呈现在光学镜头下的图像不完整不清晰,无法评价微小孔的直径和中心坐标位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,应用双轴精密转台和叶片定位装置实现了叶片空间的准确定位,通过远心光学镜头与五轴坐标测量机复合设计及应用,解决微小孔影像模糊不能提取数据和评价的技术难题,实现对测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的数字化精密测量,为有效控制航空发动机叶片气膜孔等加工质量,提供一种可行的测量方法。
本发明的技术方案是:
一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,将远心光学镜头与带二维转台工作台的三坐标测量机进行复合,形成五轴光学复合坐标测量机;应用接触式探头建立空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的测量基准,应用二维转台工作台按照空间曲面微小孔轴线方向确定空间姿态,应用远心光学镜头提取空间曲面微小孔图像。
所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,二维转台工作台为双轴精密转台。
所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,微小孔为航空发动机叶片气膜孔,通过使用叶片定位装置和叶片榫齿接触实现对叶片的定位。
所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,航空发动机叶片气膜孔测量基准和坐标系的建立如下:
1)叶片O-O轴线的建立
在二维转台工作台上设置叶片定位装置,叶片定位装置的两定位块:固定定位块和活动定位块,相对设置于叶片的榫齿两侧,叶片定位装置的顶部表面为定位装置平面;两定位块与榫齿无缝隙接触,所述无缝隙接触的圆弧柱面中心即为叶片F基准平面;叶片定位装置在垂直于叶片O-O轴线的榫齿方向的一端设有定位球,与叶片T基准平面接触,实现该方向的定位,使叶片O-O轴线与叶片定位装置中心轴线和二维转台工作台水平回转轴重合;
根据叶片O-O轴的位置调整定位球,使定位球的一端至叶片定位装置中心回转轴的距离为L,与叶片T基准平面在至叶片O-O轴线的距离相等,以保证叶片在榫齿长度方向上的准确定位;
2)叶片F基准的建立
与叶片榫齿无缝隙接触的两定位块圆弧柱面的中心在叶片F基准平面内;建立F基准平面实际操作中,使叶片定位装置处于夹紧状态的两定位块圆弧柱面的中心所构成的平面与叶片F基准平面重合,并测出该平面到定位装置平面的距离,完成叶片F基准的建立;
3)建立叶片测量基准坐标系
由叶片F基准平面、叶片O-O轴线、X轴线建立坐标系,其中:坐标系的Z轴为叶片O-O轴线,坐标系的X轴和Y轴设在叶片F基准平面内,坐标系的X轴与叶片榫齿对称面平行。
所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,航空发动机叶片气膜孔测量用的装置由两部分组成:远心光学镜头与带二维转台工作台的三坐标测量机,光学镜头位于接触式探头的一侧,光学镜头与三坐标测量机复合设计构成空间曲面气膜孔直径和坐标位置的测量装置。
所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,二维转台工作台可绕相互垂直的两个转轴旋转,既可绕垂直于水平面的回转轴旋转,又可绕平行于水平面的回转轴旋转,通过二维转台工作台在二维方向的转动,带动叶片定位装置上的被测叶片,以调整气膜孔与光轴上光学镜头的相互位置关系;二维转台工作台与叶片定位装置一起构成控制叶片的气膜孔空间位置的机构,使气膜孔中心轴线与远心光学镜头同轴或平行,以保证摄像机通过远心光学镜头提取气膜孔轮廓图像;远心光学镜头是在气膜孔中心轴线方向上,获取相对于物镜距离不同的点构成孔轮廓空间线的像,并在摄像机靶面上清晰地显示成孔的二维图像。
所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,摄像机将气膜孔二维图像数据送测量软件进行评价,得到气膜孔的直径和两维坐标位置尺寸,气膜孔的角度由双轴精密转台确定并给出。
所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,测量航空发动机叶片空间曲面气膜孔直径和位置尺寸的过程,具体如下:
(1)将普通测针安装在三坐标测量机接触式探头上校准三坐标标准球,满足测量要求后与吸盘一起放到测针库的指定位置;
(2)将叶片装夹在叶片定位装置上,并用指示表调整找正,使叶片定位装置中心、叶片O-O轴线和双轴精密转台中心轴线同轴;
(3)调用普通测针,按照图纸要求建立测量基准和坐标系;
(4)按照图纸要求给定的气膜孔空间角度,键盘输入双轴精密转台应转的角度,使气膜孔中心轴线与远心光学镜头同轴或平行;
(5)使用远心光学镜头瞄准被测叶片气膜孔,提取气膜孔空间轮廓曲线,摄像机将经远心光学镜头获得的该气膜孔二维图像数据送测量软件进行评价,得到气膜孔的直径和两维坐标位置尺寸,获得测量结果。
本发明的优点及有益效果是:
1、本发明将远心光学镜头与五轴坐标测量机的复合设计,解决了空间曲面微小孔轮廓空间曲线图像的提取问题,为测量软件评价微小孔直径和中心坐标提供关键重要必要条件。
2、本发明选择双轴精密转台作为非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置方法的辅助设备,解决了微小孔空间角度的旋转定位问题,使微小孔中心轴线与远心光学镜头的光轴同轴或平行,为提取微小孔真实直径提供了理想条件。
3、本发明以测量航空发动机叶片为例,使用叶片定位装置与叶片榫齿接触实现对叶片的定位,介绍了一种空间曲面微小孔工件的定位装置,解决了空间曲面微小孔类工件的装夹定位问题。
4、本发明以测量航空发动机叶片为例,介绍了一种在五轴光学复合坐标测量机上建立空间曲面微小孔工件测量基准和坐标系的方法,解决了建立测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的基准和坐标系问题。
5、本发明在测量空间曲面微小孔直径和坐标领域具有创新性,不仅适合透平机械叶片气膜孔的测量,也可在其它类似结构的机械产品中得到广泛应用。航空发动机叶片气膜孔的测量,能够定量分析验证叶片气膜孔技术状态,提高航空发动机叶片气膜孔加工工艺技术水平,其社会效益和经济效益难以估算。
总之,本发明远心光学镜头与五轴坐标测量机复合设计及应用、测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,研制的带有双轴精密转台和远心光学镜头的五轴坐标测量机,使用光学影像测量技术,实现了对叶片叶身空间曲面微小气膜孔直径和坐标位置的非接触测量,结束了叶片气膜孔不能测量的历史。
附图说明
图1为空间曲面微小孔放大影像图。
图2本发明叶片在定位装置上的定位方法示意图。
图3为本发明活动定位块和固定定位块的示意图。
图4为本发明测量装置结构示意图。
图5为本发明气膜孔轴线与镜头光轴同轴(或平行)示意图。
图6为本发明测量气膜孔的坐标***示意图。
图中,1榫齿;2固定定位块;3叶片F基准平面;4叶片定位装置;5二维转台工作台;6定位球;7定位装置平面;8叶片T基准平面;9光学镜头;10接触式探头;11活动定位块;12三坐标测量机;13气膜孔;14标准叶片;15光轴;16转台回转中心;17定位块与榫齿接触面。
具体实施方式
如图1-图6所示,本发明非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,具体如下:
(1)远心光学镜头的复合设计及应用
本发明将远心光学镜头与带双轴精密转台的三坐标测量机进行复合(即五轴光学复合坐标测量机),应用接触式探头建立空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的测量基准,应用双轴精密转台按照空间曲面微小孔轴线方向确定空间姿态,应用远心光学镜头提取空间曲面微小孔图像(图1),解决一般镜头下图像模糊不能测量的问题。
(2)工件定位方法
空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的定位,需要依据被测工件图纸要求选择适当的定位方法(或设计叶片定位装置),本发明以测量航空发动机叶片气膜孔为例,介绍空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的定位方法,通过使用叶片定位装置和叶片榫齿接触实现对叶片的定位。
(3)测量基准和坐标系的建立
建立测量基准的方法是:
1)叶片O-O轴线的建立
如图2、图3所示,在二维转台工作台5上设置叶片定位装置4,叶片定位装置4的固定定位块2和活动定位块11相对设置于叶片的榫齿1两侧,叶片定位装置4的顶部表面为定位装置平面7;固定定位块2、活动定位块11通过定位块与榫齿接触面17,实现与榫齿1无缝隙接触,所述无缝隙接触的圆弧柱面中心即为叶片F基准平面3;叶片定位装置4在垂直于叶片O-O轴线的榫齿方向的一端设有定位球6,与竖向的叶片T基准平面8接触,图中,叶片O-O轴线与叶片定位装置4(夹具)中心轴线和二维转台工作台水平回转轴重合。
根据叶片O-O轴的位置调整定位球6,使定位球6的一端至叶片定位装置4中心回转轴的距离为L,与叶片T基准平面8在至叶片O-O轴线的距离相等,以保证叶片在榫齿1长度方向上的准确定位。
2)叶片F基准的建立
按照叶片零件图或工艺规程设计的定位块,理论上其与榫齿1无缝隙接触的圆弧柱面的中心即为叶片F基准平面3。建立F基准平面实际操作中,使叶片定位装置4的固定定位块2和处于夹紧状态的活动定位块11两圆弧柱面的中心所构成的平面与叶片F基准平面3重合,完成叶片F基准的建立。
3)建立叶片测量基准坐标系
由叶片F基准平面3、叶片O-O轴线、X轴线建立坐标系,其中:坐标系的Z轴为叶片O-O轴线,坐标系的X轴和Y轴设在叶片F基准平面3内,坐标系的X轴与叶片榫齿对称面平行。
本发明中,空间曲面微小孔直径和坐标的测量基准和坐标系的建立方法,具体如下:
(1)测量装置
如图4所示,本发明测量装置由两部分组成:远心光学镜头9与带二维转台工作台5(双轴精密转台)的三坐标测量机12,光学镜头9位于接触式探头10的一侧,光学镜头9与三坐标测量机12复合设计构成了空间曲面微小孔直径和坐标位置的测量装置。
各部分的功能是:
三坐标测量机12是数字化、自动化、智能化测量的主体,完成各坐标轴的驱动、工件坐标的建立、处理和评价提取的微小孔图像数据,实现对微小孔的测量。
如图5所示,二维转台工作台5(双轴精密转台)可绕相互垂直的两个转轴旋转,既可绕垂直于水平面的回转轴(B轴)旋转,又可绕平行于水平面的回转轴(A轴)旋转,通过二维转台工作台5(双轴精密转台)在二维方向的转动,带动叶片定位装置4上的叶片14,以调整气膜孔13轴线与光学镜头9上的光轴15的相互位置关系。
二维转台工作台5(双轴精密转台)与叶片定位装置4一起构成控制微小孔(如:叶片的气膜孔13)工件空间位置的机构,可按照微小孔图纸要求,确定工件姿态,使微小孔中心轴线与远心光学镜头9的光轴同轴或平行(见图5),以保证摄像机通过远心光学镜头提取微小孔轮廓图像。
远心光学镜头9的作用是在微小孔中心轴线方向上,获取相对于物镜距离不同的点构成孔轮廓空间线的像,并能够在摄像机靶面上清晰地显示成孔的二维图像。
(2)定位装置及工件定位
空间曲面微小孔工件一般都有设计和工艺基准,根据基准结构不同可设计加工不同夹具,本发明以航空发动机叶片为例,使用所设计的叶片定位装置4(夹具)对叶片气膜孔13(叶身空间曲面微小孔)进行定位,结合双轴精密转台,即可实现按照叶片图纸要求确定工件姿态,使微小孔中心轴线与远心光学镜头同轴或平行。
(3)空间曲面微小孔的测量
以叶片为例,建立测量基准和坐标系后,使用远心光学镜头9提取叶片叶身气膜孔13(空间曲面微小孔)空间轮廓曲线,将图像投影到摄像机靶面上,摄像机将气膜孔二维图像数据送现有五轴三坐标测量机测量软件进行评价,得到微小孔的直径和两维坐标位置尺寸,气膜孔13的角度由双轴精密转台确定并给出。
本发明以航空发动机叶片气膜孔为例介绍测量空间曲面微小孔直径和位置尺寸的过程,具体如下:
(1)将杆长适当的普通测针安装在三坐标测量机接触式探头10上校准三坐标标准球,满足测量要求后与吸盘一起放到测针库的指定位置。
(2)按图2所示方法将叶片装夹在叶片定位装置4上,并用指示表调整找正,使叶片定位装置4中心、叶片回转轴O-O轴线和双轴精密转台中心轴线同轴。
(3)调用普通测针,按照图纸要求建立测量基准和坐标系。
(4)按照图纸要求给定的气膜孔空间角度,键盘输入双轴精密转台应转的角度,使气膜孔13中心轴线与远心光学镜头9同轴或平行,见图5。
(5)使用远心光学镜头9提取叶片叶身气膜孔13(空间曲面微小孔)空间轮廓曲线,将图像投影到摄像机靶面上,摄像机将气膜孔二维图像数据送现有五轴三坐标测量机测量软件进行评价,得到微小孔的直径和两维坐标位置尺寸。使用远心光学镜头9瞄准被测叶片气膜孔,提取气膜孔13(空间曲面微小孔)空间轮廓曲线,摄像机将经远心光学镜头获得的该微小孔二维图像数据送五轴三坐标测量机测量软件进行评价,得到微小孔的直径和两维坐标位置尺寸,获得测量结果。
实施例
航空发动机高压涡轮叶片气膜孔是叶身的微小孔,一般在Φ0.3mm~Φ0.5mm,是典型的空间曲面微小孔。因此,本发明以高压涡轮叶片气膜孔直径及坐标位置尺寸的检测作为本发明的实施例。
(1)叶片O-O轴线的建立
根据叶片O-O轴的位置调整定位球6,使定位球6至叶片定位装置4中心回转轴的距离为L,与叶片T基准平面8在至叶片O-O轴线的距离相等,以保证叶片在榫齿1长度方向上的准确定位。
叶片定位装置4的夹紧机构在设计时采用了微变形原理,避免夹紧造成的定位误差,定位块分为固定定位块2和可微调的活动定位块11,活动定位块11嵌在沟槽内,活动定位块11与叶片榫齿1稳固接触,活动定位块11的长度大于叶片榫齿1长度。叶片通过定位块(固定定位块2和活动定位块11)装夹在叶片定位装置4上,保证了叶片在水平方向上不偏摆,同时也保证了在竖直方向上不旋转、不偏摆。
由于定位球6和定位块可以保证叶片的完全定位,从而叶片安装在叶片定位装置上以后,叶片O-O轴线与叶片定位装置4的中心轴线重合,如图5。再通过安装和找正,使叶片定位装置4(夹具)的中心轴线与二维转台工作台水平回转轴线重合。
(2)叶片F基准的转换
按照叶片设计图或工艺规程设计的定位块,理论上其圆弧柱面与榫齿1无缝隙接触,两圆弧柱面的中心构成的平面即为叶片的F基准平面。在建立F基准平面实际操作中,使叶片定位装置4的固定定位块2和处于夹紧状态的活动定位块11两圆弧柱面所构成的平面与叶片F基准平面3重合,见图2。测量定位块的中心到叶片定位装置4的定位装置平面7的距离尺寸,使隐形的F基准转换成接触式探头10能够直接测量的定位装置平面7,完成叶片F基准的建立。
(3)建立叶片F基准平面
实测出叶片定位装置平面7至定位块中心的平面距离,再测量定位装置平面7,向下偏置该距离至定位块中心平面,即叶片F基准平面,此平面为坐标系Z零平面。
(4)建立X轴
在叶片定位装置4的定位块铅垂面内选择一条直线确定X轴方向,这条直线应与榫齿1对称面平行。
(5)建立测量气膜孔的坐标系
在测量气膜孔13的过程中,坐标系方向不发生变化,而坐标系原点位置随着孔位标准叶片14的气膜孔13空间角度不同而发生变化。叶片在围绕转台回转中心16旋转过程中,在绕B轴旋转时,坐标系原点坐标不变;在绕A轴旋转时,由于转台回转中心16至叶片坐标原点距离为156.562mm,测量定位块的中心到叶片定位装置4的定位装置平面7的距离尺寸为78mm(见图6),旋转后X坐标不变,Y坐标发生变化。由于旋转后的气膜孔13为投影坐标,故不考虑旋转后的Z坐标。
假设原坐标系原点为X、Y,绕A轴、B轴分别旋转A1角、B1角后的坐标系原点为X1、Y1,则:
X1=X
Y1=Y+156.562cos A1
(6)气膜孔测量
通过键盘输入叶片气膜孔图纸给出的理论角度,双轴精密转台旋转至待测气膜孔13的空间位置,使微小孔中心轴线与远心光学镜头9同轴或平行,如图5。使用远心光学镜头提取叶片气膜孔轮廓图像,通过三坐标测量软件进行评价,即可得到气膜孔的直径和坐标位置。
Claims (8)
1.一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,将远心光学镜头与带二维转台工作台的三坐标测量机进行复合,形成五轴光学复合坐标测量机;应用接触式探头建立空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的测量基准,应用二维转台工作台按照空间曲面微小孔轴线方向确定空间姿态,应用远心光学镜头提取空间曲面微小孔图像。
2.按照权利要求1所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,二维转台工作台为双轴精密转台。
3.按照权利要求1所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,微小孔为航空发动机叶片气膜孔,通过使用叶片定位装置和叶片榫齿接触实现对叶片的定位。
4.按照权利要求3所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,航空发动机叶片气膜孔测量基准和坐标系的建立如下:
1)叶片O-O轴线的建立
在二维转台工作台上设置叶片定位装置,叶片定位装置的两定位块:固定定位块和活动定位块,相对设置于叶片的榫齿两侧,叶片定位装置的顶部表面为定位装置平面;两定位块与榫齿无缝隙接触,所述无缝隙接触的圆弧柱面中心即为叶片F基准平面;叶片定位装置在垂直于叶片O-O轴线的榫齿方向的一端设有定位球,与叶片T基准平面接触,实现该方向的定位,使叶片O-O轴线与叶片定位装置中心轴线和二维转台工作台水平回转轴重合;
根据叶片O-O轴的位置调整定位球,使定位球的一端至叶片定位装置中心回转轴的距离为L,与叶片T基准平面在至叶片O-O轴线的距离相等,以保证叶片在榫齿长度方向上的准确定位;
2)叶片F基准的建立
与叶片榫齿无缝隙接触的两定位块圆弧柱面的中心在叶片F基准平面内;建立F基准平面实际操作中,使叶片定位装置处于夹紧状态的两定位块圆弧柱面的中心所构成的平面与叶片F基准平面重合,并测出该平面到定位装置平面的距离,完成叶片F基准的建立;
3)建立叶片测量基准坐标系
由叶片F基准平面、叶片O-O轴线、X轴线建立坐标系,其中:坐标系的Z轴为叶片O-O轴线,坐标系的X轴和Y轴设在叶片F基准平面内,坐标系的X轴与叶片榫齿对称面平行。
5.按照权利要求3所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,航空发动机叶片气膜孔测量用的装置由两部分组成:远心光学镜头与带二维转台工作台的三坐标测量机,光学镜头位于接触式探头的一侧,光学镜头与三坐标测量机复合设计构成空间曲面气膜孔直径和坐标位置的测量装置。
6.按照权利要求5所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,二维转台工作台可绕相互垂直的两个转轴旋转,既可绕垂直于水平面的回转轴旋转,又可绕平行于水平面的回转轴旋转,通过二维转台工作台在二维方向的转动,带动叶片定位装置上的被测叶片,以调整气膜孔与光轴上光学镜头的相互位置关系;二维转台工作台与叶片定位装置一起构成控制叶片的气膜孔空间位置的机构,使气膜孔中心轴线与远心光学镜头同轴或平行,以保证摄像机通过远心光学镜头提取气膜孔轮廓图像;远心光学镜头是在气膜孔中心轴线方向上,获取相对于物镜距离不同的点构成孔轮廓空间线的像,并在摄像机靶面上清晰地显示成孔的二维图像。
7.按照权利要求6所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,摄像机将气膜孔二维图像数据送测量软件进行评价,得到气膜孔的直径和两维坐标位置尺寸,气膜孔的角度由双轴精密转台确定并给出。
8.按照权利要求6所述的非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法,其特征在于,测量航空发动机叶片空间曲面气膜孔直径和位置尺寸的过程,具体如下:
(1)将普通测针安装在三坐标测量机接触式探头上校准三坐标标准球,满足测量要求后与吸盘一起放到测针库的指定位置;
(2)将叶片装夹在叶片定位装置上,并用指示表调整找正,使叶片定位装置中心、叶片O-O轴线和双轴精密转台中心轴线同轴;
(3)调用普通测针,按照图纸要求建立测量基准和坐标系;
(4)按照图纸要求给定的气膜孔空间角度,键盘输入双轴精密转台应转的角度,使气膜孔中心轴线与远心光学镜头同轴或平行;
(5)使用远心光学镜头瞄准被测叶片气膜孔,提取气膜孔空间轮廓曲线,摄像机将经远心光学镜头获得的该气膜孔二维图像数据送测量软件进行评价,得到气膜孔的直径和两维坐标位置尺寸,获得测量结果。
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Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104930983A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-23 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 用于测量叶片内部结构的测量方法及所用夹具 |
CN108180852A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-19 | 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 | 一种用于气膜孔形位参数影像测量的照明光源 |
CN110487230A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-22 | 成都和鸿科技有限公司 | 一种重型燃气轮机静叶气膜孔的检测方法 |
CN111724341A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-29 | 华中科技大学 | 一种基于双目立体测量的航发叶片气膜孔质量检测方法 |
CN111879270A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-11-03 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种旋转平台及基于其的球坐标测量机 |
CN111982029A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-24 | 华东师范大学 | 一种涡轮叶片气膜孔空间方位角误差测量方法 |
CN112097718A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 山西平阳重工机械有限责任公司 | 一种带冠涡轮盘的检测方法 |
CN112284273A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 一种测量竖直圆柱形兜孔薄壁塑料轴承保持架兜孔尺寸的测量方法 |
CN112304223A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-02 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种光学护目镜小球冠成像区域检测装置及检测方法 |
CN112797921A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-05-14 | 中国航发南方工业有限公司 | 用于叶片小微孔角度测量的测量针 |
CN112797922A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-05-14 | 中国航发南方工业有限公司 | 用于叶片小微孔角度测量的测量针的使用方法 |
CN112857280A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-28 | 上海航翼高新技术发展研究院有限公司 | 航空发动机转子叶片测量机工装及其坐标系建立方法 |
CN113108738A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-13 | 中国航发南方工业有限公司 | 一种涡轮盘榫槽三坐标测量机转台及第五轴校准方法 |
CN113776479A (zh) * | 2019-07-01 | 2021-12-10 | 中国航发常州兰翔机械有限责任公司 | 一种易于调节、精度高涡轮叶片灌箱找正装置 |
CN115839670A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-24 | 哈尔滨工业大学 | 基于多维度背光成像的大型高速回转装备转子球面轮廓测量装置 |
WO2023138119A1 (zh) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种非接触式照相测孔标定装置及方法 |
CN116558425A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 无锡万耐特自动化设备股份公司 | 一种雨刮器非接触光学镜头自动检测装置及其检测方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1693842A (zh) * | 2005-06-10 | 2005-11-09 | 北京工业大学 | 纸杯测量仪 |
CN101013027A (zh) * | 2007-01-31 | 2007-08-08 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 大口径大相对孔径非球面镜中高频误差检测装置与方法 |
CN101509878A (zh) * | 2009-03-09 | 2009-08-19 | 北京航空航天大学 | 一种零件视觉检测装置 |
CN201724654U (zh) * | 2009-12-09 | 2011-01-26 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种五维坐标远心光学测量*** |
US20110040523A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Okuma Corporation | Method and program for identifying errors |
CN102620684A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-01 | 安徽国盾三维高科技有限公司 | 三维形貌痕迹比对测量仪 |
-
2013
- 2013-11-18 CN CN201310577676.2A patent/CN103557802B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1693842A (zh) * | 2005-06-10 | 2005-11-09 | 北京工业大学 | 纸杯测量仪 |
CN101013027A (zh) * | 2007-01-31 | 2007-08-08 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 大口径大相对孔径非球面镜中高频误差检测装置与方法 |
CN101509878A (zh) * | 2009-03-09 | 2009-08-19 | 北京航空航天大学 | 一种零件视觉检测装置 |
US20110040523A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Okuma Corporation | Method and program for identifying errors |
CN201724654U (zh) * | 2009-12-09 | 2011-01-26 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种五维坐标远心光学测量*** |
CN102620684A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-01 | 安徽国盾三维高科技有限公司 | 三维形貌痕迹比对测量仪 |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104930983B (zh) * | 2015-06-18 | 2018-06-22 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 用于测量叶片内部结构的测量方法及所用夹具 |
CN104930983A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-23 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 用于测量叶片内部结构的测量方法及所用夹具 |
CN108180852A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-19 | 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 | 一种用于气膜孔形位参数影像测量的照明光源 |
CN113776479A (zh) * | 2019-07-01 | 2021-12-10 | 中国航发常州兰翔机械有限责任公司 | 一种易于调节、精度高涡轮叶片灌箱找正装置 |
CN113776479B (zh) * | 2019-07-01 | 2024-02-27 | 中国航发常州兰翔机械有限责任公司 | 一种易于调节、精度高涡轮叶片灌箱找正装置 |
CN110487230A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-22 | 成都和鸿科技有限公司 | 一种重型燃气轮机静叶气膜孔的检测方法 |
CN112797922B (zh) * | 2019-11-13 | 2024-03-19 | 中国航发南方工业有限公司 | 用于叶片小微孔角度测量的测量针的使用方法 |
CN112797922A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-05-14 | 中国航发南方工业有限公司 | 用于叶片小微孔角度测量的测量针的使用方法 |
CN112797921A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-05-14 | 中国航发南方工业有限公司 | 用于叶片小微孔角度测量的测量针 |
CN111724341A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-29 | 华中科技大学 | 一种基于双目立体测量的航发叶片气膜孔质量检测方法 |
CN111724341B (zh) * | 2020-05-12 | 2022-06-14 | 华中科技大学 | 一种基于双目立体测量的航发叶片气膜孔质量检测方法 |
CN111982029A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-24 | 华东师范大学 | 一种涡轮叶片气膜孔空间方位角误差测量方法 |
CN111879270A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-11-03 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种旋转平台及基于其的球坐标测量机 |
CN112097718A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 山西平阳重工机械有限责任公司 | 一种带冠涡轮盘的检测方法 |
CN112097718B (zh) * | 2020-09-18 | 2022-07-19 | 山西平阳重工机械有限责任公司 | 一种带冠涡轮盘的检测方法 |
CN112284273A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 一种测量竖直圆柱形兜孔薄壁塑料轴承保持架兜孔尺寸的测量方法 |
CN112284273B (zh) * | 2020-10-19 | 2022-02-08 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 一种测量竖直圆柱形兜孔薄壁塑料轴承保持架兜孔尺寸的测量方法 |
CN112304223B (zh) * | 2020-10-29 | 2023-02-17 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种光学护目镜小球冠成像区域检测装置 |
CN112304223A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-02 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种光学护目镜小球冠成像区域检测装置及检测方法 |
CN112857280A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-28 | 上海航翼高新技术发展研究院有限公司 | 航空发动机转子叶片测量机工装及其坐标系建立方法 |
CN113108738A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-13 | 中国航发南方工业有限公司 | 一种涡轮盘榫槽三坐标测量机转台及第五轴校准方法 |
WO2023138119A1 (zh) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种非接触式照相测孔标定装置及方法 |
CN115839670A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-24 | 哈尔滨工业大学 | 基于多维度背光成像的大型高速回转装备转子球面轮廓测量装置 |
CN116558425A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 无锡万耐特自动化设备股份公司 | 一种雨刮器非接触光学镜头自动检测装置及其检测方法 |
CN116558425B (zh) * | 2023-07-12 | 2023-09-22 | 无锡万耐特自动化设备股份公司 | 一种雨刮器非接触光学镜头自动检测装置及其检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103557802B (zh) | 2015-10-07 |
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