[发明专利]一种航空叶片榫头激光扫描测量机及测量方法

说明书

本发明一种航空叶片榫头激光扫描测量机及测量方法属于激光检测技术领域，涉及一种航空叶片榫头激光扫描测量机及测量方法。测量机由固定桥式测量平台、传感器部分和榫头工装夹具部分组成。测量方法首先标定三个传感器，安装待测榫头，使榫头线性排列。调整并保持传感器位姿不变，由直线电机带动待测榫头线性移动，完成线激光单次扫描。再进行二次扫描或直接反向移动直线电机工作台回初始位置，将得到的点云数据协调处理，生成带测榫头三维模型，进行特征提取与产品合格评价。本发明采用固定桥式测量平台搭载三个线激光传感器，减少了传感器的拆卸和姿态调整次数，提高了测量重复性和准确性；传感器位置可调，提高测量适应性。

技术领域

本发明属于激光检测技术领域，涉及一种航空叶片榫头激光扫描测量机及测量方法。

背景技术

航空叶片是航空发动机的核心零部件，特别是榫头的加工精度严重影响叶片的安装质量，进而影响发动机整体性能和安全使役寿命。叶片榫头检测是重要环节，要求高精度、高效率测量。目前，国内针对叶片榫头的测量，大多采用投影法结合专用测量器具手工测量进行。该方式通过投影与标准样件比对，手工测量同心圆弧及测量榫齿部位，以保证榫头的测量精度。然而，这种方法存在一些问题：一是需要专用投影设备；二是需要多套测量器具，配备大量工人，测量效率低，测量一致性差；三是测量的自动化程度低，检测节奏与生产节拍不匹配；四是需要转换测量车间，工件搬运过程中可能产生机械损伤。

基于三角反射式测量原理的线激光检测方法对位移变化敏感性高，可轻松扫描测量零件外轮廓。相比投影法和手工测量相结合的方式，线激光扫描测量具有测量效率高、精度高、易实现自动化测量的优点，近年来逐步应用于零件外轮廓检测领域。在已有应用中，线激光扫描测量多适用在单个平缓面的扫描检测。随着激光采样点的密集化和感光元件精密化，使得线激光可扫描曲率变化明显的复杂轮廓，为扫描完整的榫头轮廓、实现叶片榫头高效精密测量提供了可行的方案选择。

2014年，唐晓东等在专利CN201420644433.6中公开了一种转子叶片榫头快速定位检测机构，装置的定位面倾角与定位后的榫头侧向端面倾角相同，然后利用百分表对榫头长度进行检测，但是，该装置只是应用于榫头长度的手工测量；2018年，侯飞龙等在发明专利CN 201810541949.0中公开了一种用于测量航空发动机叶片燕尾型榫头直线度的装置，该装置通过倾斜定位板和底座的锁紧机构，保证榫头在夹具内的水平放置，通过推表检测，但是，该测量装置只能应用于榫头直线度的检测，测量精度不高。

发明内容

本发明主要解决的技术难题是克服现有方法的不足，针对航空叶片榫头高效精密测量需求，发明了一种航空叶片榫头激光扫描测量机及测量方法。该发明中，创新设计了固定桥式测量平台，在左右立柱和横梁处各搭载一个线激光传感器，两立柱中间的测量台面上安装有驱动自动工装夹具的直线电机，自动工装夹具可一次装夹多个待测榫头，并由夹具底部的直线电机带动榫头做“穿桥”式直线移动。左右立柱上的传感器可由立柱直线电机带动沿立柱位移，以满足不同规格榫头的检测需求。传感器标定后位姿不变，榫头线性移动过程中，三个激光平面分别扫描榫头的左右两侧面轮廓和底面轮廓，通过坐标转换将得到的点云数据在同一坐标下进行融合；实现了线激光传感器固定入射姿态下线性扫描，即得到多个完整的叶片榫头三维轮廓，实现航空叶片榫头的激光自动化扫描测量功能。

本发明采用的技术方案是一种航空叶片榫头激光扫描测量机，其特征是，测量机由固定桥式测量平台、传感器部分和榫头工装夹具部分组成；