[发明专利]一种测量整体叶盘的方法

说明书

本发明属于整体叶盘测量领域，并公开了一种测量整体叶盘的方法。该方法包括：(a)将整体叶盘三角剖分后将三角形顶点作为测量点；(b)计算所有测量点的三维可视锥角度范围；(c)确定测量方向；(d)按照测量方向测量。通过本发明，不仅使用特定的角度到达整体叶盘的所有区域，实现整体叶盘所有点全面彻底无碰撞的测量，而且减少花费在测头调整角度防止碰撞的时间，实现快速高效的测量。

技术领域

本发明属于整体叶盘测量领域，更具体地，涉及一种测量整体叶盘的方法。

背景技术

整体叶盘广泛的应用在航空航天领域，是航空发动机中不可或缺的一部分。整体叶盘的加工质量对航空发动机的性能与寿命有着非常大的影响，所以整体叶盘的测量是加工完成后的一个重要环节，整体叶盘的工作部位为整体叶盘上的叶片，所以测量的部位也是整体叶盘叶片。整体叶盘叶片型面为复杂自由曲面，叶片之间的空间狭小，叶片底部扭曲度大，这些物理几何上的特性对叶片的测量造成了很大的困难。

测量方法按照测量方式可以分为接触式的和非接触式。非接触式的包括光学测量，机器视觉等，但是由于整体叶盘的结构特点，非接触测量方法极易产生光线上的碰撞，测量部分被非测量部分遮挡，所以对于整体叶盘的测量非接触式测量方法是不适用的；接触式测量方法又可以分为两种逐点式测量和扫描式测量，扫描式测量控制复杂；逐点式测量是一种比较传统的测量方式，对于整体叶盘来说，由于叶片型面为复杂自由曲面，三轴坐标测量仪不能到达叶片上的所有区域；叶片测量中要避免发生碰撞现象，处理防碰撞问题一个常用的方法是计算测量点的可视锥范围，目前，有学者和工程师提出为了达到无碰撞测量的目的，根据测量点的几何信息和整体叶盘叶片之间的几何特性来计算测量时不会发生碰撞的角度范围，但这种方法计算角度困难，且效率较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种测量整体叶盘的方法，通过将整体叶盘进行三角剖分形成三角网格，对三角网格的顶点进行测量，由此解决整体叶盘无碰撞测量和测量时间长的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种测量整体叶盘的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)测量点采样

将待测量的整体叶盘分割为彼此相邻的多个网格，网格的顶点被设定作为测量点，同时将所有的测量点形点集C；

(b)计算单个测量点的三维可视锥角度范围

(b1)从所述点集C中任选一个测量点P，采用n个平面通过所述测量点P，使得该n个平面与整体叶盘相交形成n个二维截面，针对所述测量点P自身所在的二维截面E和与该二维截面E相邻的二维截面F，将两者各自的外轮廓线分别离散成多个离散点；然后将这些离散点与所述测量点P分别连接形成向量并获取其对应的边界向量，并且所述二维截面E的边界向量采用P1和P2来表示，而所述二维截面F的边界向量分别采用P3和P4来表示；

(b2)所述边界向量P1与P3形成的锐角区域为[R1,R3]，所述边界向量P2与P4形成锐角区域为[R2,R4]，由此得到所述二维截面E、F的无干涉测量区域为[R1,R3]∪[R2，R4]，然后将所述R1，R2，R3，R4分别取整后，将此无干涉测量区域转换为360*1的一维矩阵，其中，R1～R3和R2～R4行的值取1，其他行的值取0；

(b3)按照步骤(b3)的方式，针对上述n个二维截面共生成n个所述360*1的一维矩阵，并将这n个一维矩阵合并得到360*n的二维矩阵，该矩阵即为所述测量点P的三维可视锥角度范围矩阵A，重复步骤(b2)～(b4),直至所述点集C中的测量点均得到各自相应的所述三维可视锥角度范围矩阵，所述点集C中各个测量点的所述三维可视锥角度范围矩阵A构成矩阵集合A_p；

(c)确定测量方向