CN116295196A - 一种扭曲变形叶片的自动测量方法 - Google Patents

一种扭曲变形叶片的自动测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116295196A
CN116295196A CN202310061588.0A CN202310061588A CN116295196A CN 116295196 A CN116295196 A CN 116295196A CN 202310061588 A CN202310061588 A CN 202310061588A CN 116295196 A CN116295196 A CN 116295196A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measuring
blade
actual
measurement
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310061588.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张铀
柳智明
周群
胡永军
罗奎林
任登毅
张玥
黄婷
杨雪莹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State-Run West Sichuan Machine Factory
Original Assignee
State-Run West Sichuan Machine Factory
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State-Run West Sichuan Machine Factory filed Critical State-Run West Sichuan Machine Factory
Priority to CN202310061588.0A priority Critical patent/CN116295196A/zh
Publication of CN116295196A publication Critical patent/CN116295196A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/047Accessories, e.g. for positioning, for tool-setting, for measuring probes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明涉及叶片测量技术领域,公开了一种扭曲变形叶片的自动测量方法,旨在解决现有存在人力成本高、测量误差大、测量效率低以及产生划痕的问题,方案主要包括:将待测叶片放在对应的夹具上进行定位和夹紧;获取待测叶片带矢量方向的多个理论测点的理论坐标值;基于六点迭代法建立坐标系;使用三坐标测量机检测待测叶片各个截面上的多个测点,针对每个截面,根据对应的实测点和理论轮廓进行最佳拟合计算;在各截面最佳拟合后的坐标系下,根据各理论测点对应的实际测点对待测叶片进行检测,获得实测坐标值,根据实测坐标值确定待测叶片的尺寸。本发明实现了快速无痕自动测量,减少人力成本同时提高了尺寸测量的可靠性,特别适用于航空发动机叶片。

Description

一种扭曲变形叶片的自动测量方法
技术领域
本发明涉及叶片测量技术领域,具体涉及一种扭曲变形叶片的自动测量方法。
背景技术
航空发动机风扇叶片或涡轮叶片在抛光修理后,需测量叶片的薄弱位置壁厚、弦长尺寸,以保证叶片的强度。
当前的航空发动机叶片修理后的尺寸检测方法至少存在以下不足:
(1)国内的航空发动机叶片在抛光修理后,壁厚和弦长尺寸检测以专用的壁厚检具、卡板、卡尺等手工检查手段为主,存在人力成本高、测量误差大等问题。
(2)叶片修理后的壁厚、弦长尺寸相比图纸变小,并且每件叶片一致性差,加上服役后的叶型存在扭转、榫头定位基准磨损的问题,使用传统的叶型扫描模式,尤其对于前后缘R半径小于0.3mm的风扇叶片的自动扫描极不稳定,难以实现复杂扭曲型面变形叶片的自动测量。
(3)带凸台的风扇转子叶片在凸台所在截面、叶根或叶尖的虚拟截面均存在非完整叶型轮廓截面,是工装或传统三坐标扫描测量的死角区域。
(4)无论是传统手工工装测量模式,还是三坐标扫描测量模式,在叶身表面都会形成测量划痕,需增加测量后叶片的处理难度,还存在质量隐患。
发明内容
本发明旨在提出一种扭曲变形叶片的自动测量方法,以实现对复杂扭曲变形叶片尺寸的快速无痕自动测量,减少人力成本同时提高尺寸测量的可靠性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种扭曲变形叶片的自动测量方法,所述方法包括:
步骤1、将待测叶片放在对应的夹具上进行定位和夹紧;
步骤2、获取所述待测叶片的CAD模型,根据所述CAD模型获取待测叶片带矢量方向的多个理论测点的理论坐标值;
步骤3、使用三坐标测量机或对比仪检测待测叶片的至少六个测点,并基于六点迭代法建立坐标系;
步骤4、使用三坐标测量机或对比仪检测待测叶片各个截面上的多个测点,获得各个截面的实测点,针对每个截面,根据对应的实测点和理论轮廓进行最佳拟合计算,获得各截面最佳拟合后的坐标系;
步骤5、在各截面最佳拟合后的坐标系下,确定各理论测点对应的实际测点的位置,根据实际测点的位置检测待测叶片,获得各实际测点的实测坐标值,并根据所述实测坐标值确定待测叶片的尺寸。
进一步地,步骤2中,所述待测叶片带矢量方向的多个理论测点包括:前缘壁厚对应的第一测点和第二测点、最大壁厚对应的第三测点和第四测点、后缘壁厚对应的第五测点和第六测点以及弦长对应的第七测点和第八测点。
进一步地,步骤3中,所述待测叶片的至少六个测点为十三个,包括:叶盆上的三个测点、叶背上的三个测点、进气边上的三个测点、排气边上的三个测点以及叶顶上的一个测点。
进一步地,步骤4中,所述待测叶片各个截面上的多个测点为六个,包括:叶盆上的两个测点、叶背上的两个测点、进气边上的一个测点以及排气边上的一个测点。
进一步地,步骤5中,所述确定各理论测点对应的实际测点的位置,具体包括:
针对第三测点、第四测点、第七测点和第八测点,根据矢量方向在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置;
针对第一测点、第二测点、第五测点和第六测点,根据其与第七测点的距离以及第七测点在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置,或者根据其与第八测点的距离以及第八测点在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置。
进一步地,步骤5中,根据所述实测坐标值确定待测叶片的尺寸,具体包括:
根据第一测点和第二测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第一测点对应的实际测点与第二测点对应的实际测点之间的第一距离,所述第一距离即为待测叶片的实际前缘壁厚;
根据第三测点和第四测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第三测点对应的实际测点与第四测点对应的实际测点之间的第二距离,所述第二距离即为待测叶片的实际最大壁厚;
根据第五测点和第六测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第五测点对应的实际测点与第六测点对应的实际测点之间的第三距离,所述第三距离即为待测叶片的实际后缘壁厚;
根据第七测点和第八测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第七测点对应的实际测点与第八测点对应的实际测点之间的第四距离,所述第四距离即为待测叶片的实际弦长。
进一步地,所述方法还包括:
通过三坐标扫描获得待测叶片的标准前缘壁厚、标准最大壁厚、标准后缘壁厚和标准弦长,并将测量得到的实际前缘壁厚、实际最大壁厚、实际后缘壁厚和实际弦长分别与标准前缘壁厚、标准最大壁厚、标准后缘壁厚和标准弦长进行比较,判断测量精度是否满足条件,若否,则对理论测点的位置进行修正,直至测量精度满足条件。
进一步地,所述方法还包括:根据待测叶片的批次号、序号以及测量数据生成对应的测量报告。
进一步地,所述方法还包括:
提取测量报告中的测量数据,根据所述测量数据判断待测叶片是否合格,并将测量报告以及判断结果上传至企业数据管理***。
进一步地,所述三坐标测量机为接触式三坐标测量机或非接触式三坐标测量机。
本发明的有益效果是:本发明提供的扭曲变形叶片的自动测量方法,可以通过在叶片分析软件中编制相应的叶片自动测量程序实现对叶片尺寸的自动测量,相比传统手工工装测量,自动测量减小了精度误差和重复性误差,并且能够测量叶身可触测任意位置壁厚,满足了风扇转子叶片修理过程的特殊测量需求,填补了传统扫描测量的死角区域,同时突破了手动测量模式以及传统三坐标扫描测量模式存在测量划痕、效率低、连续自动测量不稳定的问题,实现了无痕快速测量,减少了测量后的叶片处理难度,保证了安全性。
附图说明
图1为本发明实施例所述的扭曲变形叶片的自动测量方法的流程示意图;
图2为本发明实施例所述的待测叶片的装夹结构示意图;
图3为本发明实施例所述的待测叶片的理论测点的位置结构示意图;
图4为本发明实施例所述的最佳拟合效果示意图;
图5为本发明实施例所述的坐标变换原理示意图;
附图标记说明:
A-第一测点;B-第二测点;C-第三测点;D-第四测点;E-第五测点;F-第六测点;G-第七测点;H-第八测点。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本发明旨在提供一种扭曲变形叶片的自动测量方法,以实现对叶片的无痕快速自动测量,其主要的技术方案包括:将待测叶片放在对应的夹具上进行定位和夹紧;获取所述待测叶片的CAD模型,根据所述CAD模型获取待测叶片带矢量方向的多个理论测点的理论坐标值;使用三坐标测量机检测待测叶片的至少六个测点,并基于六点迭代法建立坐标系;使用三坐标测量机检测待测叶片各个截面上的多个测点,获得各个截面的实测点,针对每个截面,根据对应的实测点和理论轮廓进行最佳拟合计算,获得各截面最佳拟合后的坐标系;在各截面最佳拟合后的坐标系下,确定各理论测点对应的实际测点的位置,根据实际测点的位置检测待测叶片,获得各实际测点的实测坐标值,并根据所述实测坐标值确定待测叶片的尺寸。
具体而言,本发明首先将待测叶片放在专用夹具上进行定位和夹紧,专用夹具具备自动夹紧、松开功能,可以和自动线集成,通过专用夹具能够降低叶片的测量精度误差和重复装夹定位误差。然后通过编制自动测量程序实现对待测叶片尺寸的自动测量,其中,自动测量程序的流程包括:首先,通过待测叶片的CAD模型来获取理论模型,并获取理论模型中各理论测点的坐标值,通过理论测点的坐标值计算得到的尺寸与待测叶片的理论尺寸一致;然后,使用三坐标测量机对待测叶片多个测点进行检测,并基于六点迭代原理建立坐标系,使待测叶片的实际整体轮廓和理论模型更匹配,便于下一步进行最佳拟合计算;再然后,通过三坐标测量机检测待测叶片各个截面对应实测轮廓的多个特征点,对特征点与理论截面进行最佳拟合,将待测叶片的实测轮廓拟合在理论轮廓的中间区域;最后根据最佳拟合后的坐标系中的实测轮廓确定理论测点在实测轮廓中对应的实际测点的位置,并根据实际测点的位置检测待测叶片获得各实际测点的实测坐标值,根据该实测坐标值即可计算得到待测叶片的实际尺寸。通过在叶片分析软件中执行上述自动测量程序,即可实现对待测叶片尺寸的自动测量。
实施例
请参阅图1,本发明实施例所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,包括以下步骤:
步骤1、将待测叶片放在对应的夹具上进行定位和夹紧;
本实施例可以使用能够精准定位并夹紧叶片的专用夹具,具备自动夹紧、松开功能,可以和自动线集成。该夹具能够将叶片重复装夹定位误差控制在0.2mm内。
例如,针对待测叶片为某型航空发动机风扇转子叶片,可以使用燕尾型榫头的风扇转子叶片快速自定位自动夹具,待测叶片的装夹定位原理请参阅图2,使用叶片斜面和端面1定位,端面2位置辅助压紧,底面位置自动夹紧和放松。通过此种方式的自定位,将待测叶片的重复装夹误差降低在0.2mm以内,有利于提高叶片自动测量稳定性。
待测叶片安装在专用夹具进行定位和夹紧之后,使用三坐标测量机或对比仪对待测叶片进行自动测量,其中,三坐标测量机可以为接触式三坐标测量机,也可以为非接触式三坐标测量机,本实施例对此不作限制。其中的自动测量程序包括以下步骤:
步骤2、获取所述待测叶片的CAD模型,根据所述CAD模型获取待测叶片带矢量方向的多个理论测点的理论坐标值;
本实施例根据待测叶片各个截面的壁厚位置和弦长位置,获取在叶片理论坐标系下,带矢量方向的各个理论测点的理论坐标值。具体地,可以在MODUS叶片分析软件中导入待测叶片的IGES格式的CAD模型,获取带矢量方向的各个理论测点的理论坐标值。
请参阅图3,本实施例待测叶片的多个理论测点包括:前缘壁厚对应的第一测点A和第二测点B、最大壁厚对应的第三测点C和第四测点D、后缘壁厚对应的第五测点E和第六测点F以及弦长对应的第七测点G和第八测点H。通过各理论测点的理论坐标值计算得到的前缘壁厚、最大壁厚、后缘壁厚以及弦长分别对应的理论值一致,即全新的标准叶片的尺寸。
步骤3、使用三坐标测量机或对比仪检测待测叶片的至少六个测点,并基于六点迭代法建立坐标系;
本实施例可以使用三坐标测量机接触式测针,触测待测叶片的叶盆上的三个测点、叶背上的三个测点、进气边上的三个测点、排气边上的三个测点以及叶顶上的一个测点,总共十三个测点。然后使用六点迭代原理建立坐标系,通过叶身迭代使叶身的整体轮廓位置和理论模型更匹配,便于下一步最佳拟合计算。
步骤4、使用三坐标测量机或对比仪检测待测叶片各个截面上的多个测点,获得各个截面的实测点,针对每个截面,根据对应的实测点和理论轮廓进行最佳拟合计算,获得各截面最佳拟合后的坐标系;
本实施例可以使用三坐标测量机接触式测针,触测叶片同一截面上的六个测点,包括:叶盆上的两个测点、叶背上的两个测点、进气边上的一个测点以及排气边上的一个测点。获取待测叶片各个截面特征点,将各个截面的特征点和理论截面进行最佳拟合计算。将待测叶片截面轮廓拟合在理论轮廓的中间区域。经最佳拟合前后的实测轮廓和理论轮廓的变化请参阅图4。按此方法依次完成待测叶片各个截面的最佳拟合。
步骤5、在各截面最佳拟合后的坐标系下,确定各理论测点对应的实际测点的位置,根据实际测点的位置检测待测叶片,获得各实际测点的实测坐标值,并根据所述实测坐标值确定待测叶片的尺寸。
本实施例中,针对第三测点C、第四测点D、第七测点G和第八测点H,根据矢量方向在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置。
具体地,在对实测轮廓进行最佳拟合后,获取各理论测点的矢量方向,根据对应的矢量方向确定第三测点C、第四测点D、第七测点G和第八测点H在实测轮廓中对应的实际测点的位置,即在实测轮廓中,分别确定第三测点C对应的实际测点C'、第四测点D对应的实际测点D'、第七测点G对应的实际测点G'以及第八测点H对应的实际测点H'的位置,并根据实际测点的位置进行触测,进而分别获取实际测点C'、D'、G'和H'的实测坐标值。
针对第一测点A、第二测点B、第五测点E和第六测点F,根据其与第七测点G的距离以及第七测点G在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置,或者根据其与第八测点H的距离以及第八测点H在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置。
为了进一步提高测量的准确性,本实施例针对第一测点A和第二测点B,根据其与第七测点G的距离以及第七测点G在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置,针对第五测点和第六测点,根据其与第八测点H的距离以及第八测点H在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置,
具体地,针对第一测点A和第二测点B,本实施例首先确定其与第七测点G的距离,并在对实测轮廓进行最佳拟合后,确定第七测点G在弦线方向上的偏移量,然后根据该距离和偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置,即在实测轮廓中,分别确定第一测点A对应的实际测点A'以及第二测点B对应的实际测点B'的位置,并根据实际测点的位置进行触测,分别获取实际测点A'和B'的实测坐标值。
针对第五测点E和第六测点F,本实施例首先确定其与第八测点H的距离,并在对实测轮廓进行最佳拟合后,确定第八测点H在弦线方向上的偏移量,然后根据该距离和偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置,即在实测轮廓中,分别确定第五测点E对应的实际测点E'以及第六测点F对应的实际测点F'的位置,并分别获取实际测点E'和F'的实测坐标值。
可以理解,在最佳拟合后,理论轮廓中的理论测点与实测轮廓中的实际测点会产生一定的偏移。请参阅图5,以第五测点E为例,设第五测点E的坐标值为(X,Y,Z;I,J,K),则第五测点E到实际测点E'的坐标变换公式为:E'=(X+rsinθ,Y+rcosθ,Z;I,J,K),其中,r为第八测点H的偏移量,θ为第五测点E的矢量方向。
特别地,在实际应用中,可以完成待测叶片所有截面的最佳拟合,再依次触测待测叶片各个截面,获取所需实测坐标值;也可完成一个截面最佳拟合后,立即触测当前截面,获取所需测点实测坐标值,并依次完成剩余截面的最佳拟合和触测工作。
在获取各实际测点的实测坐标值之后,即可根据实测坐标值计算得到待测叶片的实际前缘壁厚、实际最大壁厚、实际后缘壁厚以及实际弦长。
具体地,根据第一测点A和第二测点B在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第一测点A对应的实际测点A'与第二测点B对应的实际测点B'之间的第一距离,第一距离即为待测叶片的实际前缘壁厚。
根据第三测点C和第四测点D在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第三测点C对应的实际测点C'与第四测点D对应的实际测点D'之间的第二距离,第二距离即为待测叶片的实际最大壁厚;
根据第五测点E和第六测点F在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第五测点E对应的实际测点E'与第六测点F对应的实际测点F'之间的第三距离,第三距离即为待测叶片的实际后缘壁厚;
根据第七测点G和第八测点H在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第七测点G对应的实际测点G'与第八测点H对应的实际测点H'之间的第四距离,第四距离即为待测叶片的实际弦长。
按照上述流程编制待测叶片的自动程序编制后,即可实现对待测叶片的实际前缘壁厚、最大壁厚、后缘壁厚以及弦长的自动测量。通过统计分析上述测量方法和三坐标扫描测量的壁厚和弦长值差异。经数据对比,本实施例中所测叶片壁厚、弦长和三坐标扫描获取结果平均偏差≦0.02mm,重复性误差≦0.01mm。相比原手工测量精度误差约±0.04mm,重复性误差约±0.02mm都有大幅提升。测量结果满足了风扇转子有修理后壁厚、弦长尺寸检查的精度要求。
将发动机整批次叶片实现自动上下料后,使用上述自动测量方法,可以完成叶片的自动测量工作。本实施例中风扇转子叶片使用上下料架存放批量叶片,使用机器人实现叶片在上下料架、自定位夹具和三轴测量机之间流转,可以实现测量过程无人值守。
为了进一步提高叶片测量的准确性,本实施例还可以通过三坐标扫描获得待测叶片的标准前缘壁厚、标准最大壁厚、标准后缘壁厚和标准弦长,并将测量得到的实际前缘壁厚、实际最大壁厚、实际后缘壁厚和实际弦长分别与标准前缘壁厚、标准最大壁厚、标准后缘壁厚和标准弦长进行比较,判断测量精度是否满足条件,若否,则对理论测点的位置进行修正,直至测量精度满足条件。
为了便于用户对测量数据进行管理和分析,本实施例还可以根据待测叶片的批次号、序号以及测量数据生成对应的测量报告。例如,通过叶片测量软件输出单件叶片各个截面的壁厚、弦长数据,并按照叶片批次号、叶片序号输出Word或EXCLE文件。还可以使用专用数据处理软件提取测量报告中的测量数据,根据测量数据判断待测叶片是否合格,并将测量报告以及判断结果上传至企业数据管理***。
综上所述,本实施例提供的扭曲变形叶片的自动测量方法,通过在叶片分析软件中编制相应的叶片自动测量程序实现对叶片尺寸的自动测量,相比传统手工工装测量,自动测量减小了精度误差和重复性误差,并且能够测量叶身可触测任意位置壁厚,满足了风扇转子叶片修理过程的特殊测量需求,填补了传统扫描测量的死角区域,同时突破了手动测量模式以及传统三坐标扫描测量模式存在测量划痕、效率低、连续自动测量不稳定的问题,实现了无痕快速测量,减少了测量后的叶片处理难度,保证了安全性。

Claims (10)

1.一种扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1、将待测叶片放在对应的夹具上进行定位和夹紧;
步骤2、获取所述待测叶片的CAD模型,根据所述CAD模型获取待测叶片带矢量方向的多个理论测点的理论坐标值;
步骤3、使用三坐标测量机或对比仪检测待测叶片的至少六个测点,并基于六点迭代法建立坐标系;
步骤4、使用三坐标测量机或对比仪检测待测叶片各个截面上的多个测点,获得各个截面的实测点,针对每个截面,根据对应的实测点和理论轮廓进行最佳拟合计算,获得各截面最佳拟合后的坐标系;
步骤5、在各截面最佳拟合后的坐标系下,确定各理论测点对应的实际测点的位置,根据实际测点的位置检测待测叶片,获得各实际测点的实测坐标值,并根据所述实测坐标值确定待测叶片的尺寸。
2.如权利要求1所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,步骤2中,所述待测叶片带矢量方向的多个理论测点包括:前缘壁厚对应的第一测点和第二测点、最大壁厚对应的第三测点和第四测点、后缘壁厚对应的第五测点和第六测点以及弦长对应的第七测点和第八测点。
3.如权利要求2所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,步骤3中,所述待测叶片的至少六个测点为十三个,包括:叶盆上的三个测点、叶背上的三个测点、进气边上的三个测点、排气边上的三个测点以及叶顶上的一个测点。
4.如权利要求2所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,步骤4中,所述待测叶片各个截面上的多个测点为六个,包括:叶盆上的两个测点、叶背上的两个测点、进气边上的一个测点以及排气边上的一个测点。
5.如权利要求2所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,步骤5中,所述确定各理论测点对应的实际测点的位置,具体包括:
针对第三测点、第四测点、第七测点和第八测点,根据矢量方向在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置;
针对第一测点、第二测点、第五测点和第六测点,根据其与第七测点的距离以及第七测点在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置,或者根据其与第八测点的距离以及第八测点在弦线方向上的偏移量在最佳拟合后的实测轮廓中确定对应的实际测点的位置。
6.如权利要求5所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,步骤5中,根据所述实测坐标值确定待测叶片的尺寸,具体包括:
根据第一测点和第二测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第一测点对应的实际测点与第二测点对应的实际测点之间的第一距离,所述第一距离即为待测叶片的实际前缘壁厚;
根据第三测点和第四测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第三测点对应的实际测点与第四测点对应的实际测点之间的第二距离,所述第二距离即为待测叶片的实际最大壁厚;
根据第五测点和第六测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第五测点对应的实际测点与第六测点对应的实际测点之间的第三距离,所述第三距离即为待测叶片的实际后缘壁厚;
根据第七测点和第八测点在最佳拟合后的实测轮廓中对应的实际测点的实测坐标值,计算第七测点对应的实际测点与第八测点对应的实际测点之间的第四距离,所述第四距离即为待测叶片的实际弦长。
7.如权利要求6所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过三坐标扫描获得待测叶片的标准前缘壁厚、标准最大壁厚、标准后缘壁厚和标准弦长,并将测量得到的实际前缘壁厚、实际最大壁厚、实际后缘壁厚和实际弦长分别与标准前缘壁厚、标准最大壁厚、标准后缘壁厚和标准弦长进行比较,判断测量精度是否满足条件,若否,则对理论测点的位置进行修正,直至测量精度满足条件。
8.如权利要求6所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,所述方法还包括:根据待测叶片的批次号、序号以及测量数据生成对应的测量报告。
9.如权利要求8所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
提取测量报告中的测量数据,根据所述测量数据判断待测叶片是否合格,并将测量报告以及判断结果上传至企业数据管理***。
10.如权利要求1至9任一项所述的扭曲变形叶片的自动测量方法,其特征在于,所述三坐标测量机为接触式三坐标测量机或非接触式三坐标测量机。
CN202310061588.0A 2023-01-17 2023-01-17 一种扭曲变形叶片的自动测量方法 Pending CN116295196A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310061588.0A CN116295196A (zh) 2023-01-17 2023-01-17 一种扭曲变形叶片的自动测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310061588.0A CN116295196A (zh) 2023-01-17 2023-01-17 一种扭曲变形叶片的自动测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116295196A true CN116295196A (zh) 2023-06-23

Family

ID=86787826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310061588.0A Pending CN116295196A (zh) 2023-01-17 2023-01-17 一种扭曲变形叶片的自动测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116295196A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117346722A (zh) * 2023-09-13 2024-01-05 华中科技大学 一种基于三坐标测量的航空发动机叶片型面轮廓测量方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117346722A (zh) * 2023-09-13 2024-01-05 华中科技大学 一种基于三坐标测量的航空发动机叶片型面轮廓测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5521847A (en) System and method for determining airfoil characteristics from coordinate measuring machine probe center data
CN108563186B (zh) 一种五轴球头铣削几何误差补偿方法
CN110202318B (zh) 一种基于双侧超声滚压加工的航空叶片定位与姿态调节方法
US7578178B2 (en) Method of inspecting turbine internal cooling features using non-contact scanners
CN110076631B (zh) 复杂薄壁结构零件壁厚在机测量方法
EP0126576A2 (en) Airfoil inspection method
CN109858124B (zh) 一种航空发动机叶片的测量与磨削量计算方法
CN108544181B (zh) 一种整体叶盘损伤叶片的修复方法
CN116295196A (zh) 一种扭曲变形叶片的自动测量方法
CN109848989B (zh) 一种基于红宝石探针的机器人执行末端自动标定及检测方法
CN107806836A (zh) 一种基于五轴联动点光源的精锻叶片型面检测方法
CN102141389A (zh) 一种榫齿叶片的三坐标测量方法
CN110703686A (zh) 一种整体叶盘叶片截面在线测量路径规划方法
CN109663997B (zh) 一种具有复杂型面零件的电解初成型的加工方法
CN104462807A (zh) 一种精密铸造式喷推叶轮的叶片型值检验方法
CN111678477A (zh) 一种涡轮工作叶片最终检验自动检测测量方法
CN212721346U (zh) 一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置
CN106123725B (zh) 校正多维度加工误差的压气机叶片的反求实现方法
CN211953931U (zh) 一种用于检查带出水孔的动叶片量具
CN110823057B (zh) 一种检测工件长度的检具及检测方法
CN114505855A (zh) 一种应用于异型曲面加工工艺的机器人轨迹自动生成算法
CN110465831A (zh) 一种水轮机叶片的加工在线测量方法
CN214702080U (zh) 一种压气机燕尾型榫槽轮廓检验用通止规
CN114216426B (zh) 航空发动机导向器喉道面积虚拟计算及装配装置、方法
CN117346722B (zh) 一种基于三坐标测量的航空发动机叶片型面轮廓测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination