基于三坐标测量机的叶片快速检测方法.pdfVIP

学兔兔 第 2期(总第 195期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．2 2Ol6年 4月 MECHAN1CAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT10N Apr． 文章编号 ：1672—6413(2016)02—0152—02 基于三坐标测量机的叶片快速检测方法米 钟 国坚 (闽西职业技术学院，福建 龙岩 360014) 摘要：介绍了一种利用三坐标测量机的强通用性和快速检测的稳定性，巧妙结合脱机编程软件，并借助胎具 辅助装置快速检测叶片的方法，实现了复杂型面的自动化检测和误差评定，同时很好地保证 了数据的完整性 和准确性。这种检测方法快速高效地解决了一些传统的测量问题，将会在未来 曲面制造检测中得到广泛应用。 关键词 ：三坐标测量机 ；叶片；快速创新检测 ；误差评定 中图分类号：TP391．7 文献标识码 ：A 0 引言 本案测量叶片时，先把叶片装夹在胎具辅助装置 转轮是水轮机 的核心部件 ，叶片又是转轮的 “心 (见图1)上，然后使用 BS8650一L／CS三坐标激光扫描 脏”，叶片的结构比较复杂，加工及质量检测也 比较 困 测量机(见图2)对逆向反求设计加工的叶片进行点数 难 ，其加工质量 的好坏直接关系到水能转换为 电能的 据测量。利用软件的套索功能，将扫描所得 的点数据 效率。逆向反求得到的实体模型不仅可用于叶片五轴 与逆向反求所得的实体数模进行拟合 比对，从而判定 联动数控加工 ，也可为水轮机叶片数控加工后 的检测 叶片各关键部位指标的合格性，从而达到对叶片快速、 和维修等工作提供依据一 。本文 以某企业逆向反求 准确高效的检测及误差评定。 设计生产的}昆流式水轮机叶片为依据 ，通过分析实际 加工生产的叶片结构特点和加工方法，确定了快速 的 外观质量检测方案 ，利用三坐标测量机实现复杂型面 高效、准确的检测和误差评定 。 1 测量方法的对比选择 1．1 常规检测方法的不足 (1)由于叶片是复杂型面且不规则 ，无法很好地 找到可 以与数模坐标系进行拟合的坐标系元素(点、 图 1 胎具辅助装置 线、面)，假如采用迭代法来拟合坐标系，叶片上也几乎 2 本案的实施 没有相互垂直的元素，不能很好地保证零件与数模坐 2．1 测量背景 标系完全一致，对后续检测也没有多大意义。 本案介绍的混流式叶片 (见 图3)是一种表面不规 (2)测量结果最终 以点的形式输 出表示 ，由于测 则、曲率变化大、空间扭 曲程度大且加工难度大的复杂 量时的触测矢量与标准矢量不一致会导致产生余弦误 曲面体 ，它是由正背面 、与上冠和下环相接的带状 回转 差 ，特别是在曲率变化大的部位测量误差更大 ，测量数 面、进 出水边 曲面及进水边头部 曲面等构成 的曲面 据更不可靠 。 体[)。本案主要介绍一些无法用常规测量手段测量的 (3)为了保证测头移动时不发生干涉，每测量一 叶片重要参数 ，见表 1。 个叶片需要多次更换测头角度 ，且每次更换测头角度 2．2 检 测方案的实施 都要重新校验 ，浪费了很多准备工作时间。 2．2．1 胎具辅助装置的提供 (4)如果坐标系迭代成功，由于在检测叶顶线．f立 混流式叶片是没有任何基准的不规则 自由曲面