[发明专利]一种涡轮叶片的检测方法

说明书

本申请公开了一种涡轮叶片的检测方法。本申请检测方法，包括对涡轮叶片进行CT扫描获得待测部位CT图像，利用Facet模型提取边缘；对CAD图纸进行水平扫描得到包含边缘点集的CAD图像；采用SVD‑ICP算法对CT图像和CAD图像进行精配准；根据配准情况，判断涡轮叶片误差分布，检测涡轮叶片是否合格。本申请检测方法，利用Facet模型提取边缘，利用SVD‑ICP算法精配准，只需知道涡轮叶片一完好基准点坐标，和待测部位相对于基准点的相对坐标即可实现待测部位检测，可快速直观看出误差，对叶片外部尺寸加工起到指导意义；本申请在后期加工之前进行检测，不合格产品直接回炉，无需进行下一步加工，节约了时间和成本。

技术领域

本申请涉及涡轮叶片检测技术领域，特别涉及一种涡轮叶片的检测方法。

背景技术

涡轮是航空发动机核心机的重要组成部分，也是温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的发动机部位。目前涡轮叶片大多都采用空心结构设计，叶片的外型结构由叶身、缘板、过渡段、榫齿等组成，内部结构包括横向肋、纵向肋、找流柱和积叠轴，在涡轮叶片上设计了很多细小的管道，以使高压冷空气通过这些管道流经高温叶片，从而对涡轮叶片进行强制冷却，以提高涡轮的耐热性能。涡轮叶片形状复杂，要求高，加工难度大，而且是故障多发的零件，一直以来加工良品率都很低。

现有的涡轮叶片检测，包括其内部结构的检测都是在所有的加工完成后进行的，但是由于叶片内部某些位置结构较为复杂，良品率较低，并且后期加工占到了加工成本的70％左右，如果检测出内部结构不合格，则所有加工将前功尽弃，不仅浪费时间和成本，也造成大量的材料和能源的浪费。所以如何实现提前对指定位置进行检测，避免以上损失和浪费，是涡轮叶片检测的重点和难点。

发明内容

本申请的目的是针对现有涡轮叶片检测方法的不足，提供了一种新的涡轮叶片的检测方法。

为了达到以上目的，本申请采用了如下技术方案。

本申请公开了一种涡轮叶片的检测方法，包括采用计算机断层成像技术对待测涡轮叶片进行扫描获得待测部位的CT图像，利用Facet模型对CT图像进行边缘提取；对待测涡轮叶片的CAD图纸进行水平扫描得到包含边缘点集的CAD图像；采用SVD-ICP算法对CT图像和CAD图像进行精配准；根据扫描获得的CT图像和CAD图像的配准情况，判断待测涡轮叶片的误差分布，从而检测待测涡轮叶片是否合格。

需要说明的是，本申请利用Facet模型进行边缘提取，并利用SVD-ICP算法进行精配准，根据CT图像与CAD图像的配准，可以快速直观的看出误差所在，对叶片外部尺寸的加工起到指导意义，在进行后期加工之前，预先对涡轮叶片的内部进行检测，不合格产品可直接回炉重新熔铸，无需继续进行下一步加工，不仅节约了时间和成本，而且提高了生产效率和质量。

优选的，获得待测部位的CT图像，具体包括，以测待测涡轮叶片的某点作为坐标原点，测量待测部位相对于坐标原点的相对坐标；将测待测涡轮叶片的坐标原点与计算机断层成像技术扫描的零点对齐，使得CT扫描源扫描坐标原点的平面；根据测量的待测部位的相对坐标，移动测待测涡轮叶片，从而实现对待测部位的扫描，获得待测部位的CT图像。

优选的，利用Facet模型对CT图像进行边缘提取，具体包括，取5×5大小的像素领域，建立Facet模型并用最小二乘法求出多项式系数k₁、k₂、k₃...k₁₀，并判定该点是否为边缘像素。

优选的，本申请具体采用二次三项式表征Facet模型，二次三项式的公式如式一所示，