[发明专利]一种无定位基准面叶片类零件坐标系测量方法

说明书

一种无定位基准面叶片类零件坐标系测量方法，采用无直接定位基准叶片的测量方法步骤如下：①根据叶片型面坐标数据，利用样条曲面特征生成零件的MBD模型；②将MBD模型导入脱机测量软件，调整模型坐标系方向与测量机坐标系方向一致，避免造成虚拟测头与模型产生干涉；③设计测量点分布：参见附图3，保证测量点覆盖被测表面或零件自身长度；既满足零件要求又符合测量经济性原则；所述无直接定位基准零件的测量方法实现了异型特征的测量，对发动机运行质量稳定发挥了重要作用，提高了产品质量和检测效率，具有较大的经济和社会价值。

技术领域

本发明涉及测量方法技术领域，特别提供了一种无定位基准面叶片类零件坐标系测量方法。

背景技术

航空发动机中存在一种常见的无直接定位基准零件。这类零件的特点是定位基准面过小，或定位基准面无法测量。对于定位基准面过小的零件，当被测型面距离定位基准较远时，测量结果与实际零件存在偏差。对于间接定位基准面零件，一般生产过程中会留有加工基准，零件检测只在加工过程中进行，而最终零件不进行检测。

航空发动机静子叶片(图1)就是一种间接定位基准面类零件，当零件切除加工基准后，其X方向和Y方向定位基准面A和B(图2)无法直接测量，导致零件最终状态无法验收产品质量。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的无定位基准面叶片类零件坐标系测量方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的无定位基准面叶片类零件坐标系测量方法。解决无直接定位基准类零件存在检测偏差和无法测量的问题，应用MBD模型定义技术和非几何特征拟合技术，通过被测三维型面检测数据自动拟合零件坐标系，后进行各测量参数评价。

针对当前零件表面形状特点提出了一种基于MBD模型全型面拟合定位零件坐标系测量方法。该方法通过模型进行脱机编程，确定零件坐标系，之后再全型面偏差量计算与评价。基于模型测量技术解决了无基准面或基准面较小的测量问题。脱机测量技术的应用，提高了检测自动化程度，检测质量与效率。

所述MBD模型是一种全三维特征的零件表述方法，为特征拟合提供唯一理论检测依据。

根据零件表面形状特点确定点的分布位置和数量，使其满足零件要求又符合测量经济性原则；根据MBD模型规划测量方法，优化测量路径；通过非几何特征拟合，利用被测型面的测量点和理论模型，通过三维拟合方法确定零件定位基准面；

采用无定位基准面叶片类零件坐标系测量方法步骤如下：

①根据零件叶片型面坐标数据，利用样条曲面特征生成零件的MBD模型；

②将MBD模型导入脱机测量软件，调整模型坐标系方向与测量机坐标系方向一致，避免造成虚拟测头与模型产生干涉；

③设计测量点分布：保证测量点覆盖被测表面或零件自身长度；

④通过提取的测量点创建特征元素：通过3D拟合方法创建特征元素，采用3D拟合方法至少需要三个测量元素：(1)叶盆上测量点拟合元素；(2)前缘上测量点拟合元素；(3)基准面测量点拟合元素；

⑤指定最佳拟合类型对于3D坐标系，从最佳拟合方法中选择正确约束；约束可应用于3D最佳拟合坐标系，当测量数据与理论数据相关联时，坐标系在拟合过程中将通过旋转约束和/或平移约束进行变动；达到测量数据与理论数据之间最大变动量为最小，约束平移是指坐标系仅旋转而不能平移；约束旋转是指坐标系仅平移而不能旋转。

⑥设定特征的加权，根据所要建立坐标系特征元素的权重设计加权值；

被拟合的每个特征都有加权值，默认值为1，各特征的加权值影响最终坐标系拟合结果，特征加权值越大，所得坐标系结果将偏重加权大的特征；匹配各特征测量值与理论时，允许定义优先的加权值，如果输入特征权值相等，那么综合所有特征；如果加权值不等，以权值大的特征为主更接近理论值。