[发明专利]一种航空发动机火焰筒冷却气膜孔的加工定位方法

权利要求书

1.一种航空发动机火焰筒冷却气膜孔的加工定位方法，其特征在于采用激光预打点技术，在增强显影剂薄层上预先打出表征气膜孔的“黑色氧化点”，通过对“黑色氧化点”点云处理得到其中心点的坐标，将该点坐标同理论模型中对应的气膜孔设计坐标进行拟合，利用空间姿态变换算法进行校正，完成空间误差校正后将预打点气膜孔的坐标输入工控机，实时追踪气膜孔预打点的中心位置，火焰筒冷却气膜孔的加工定位具体包括下述步骤：

1）火焰筒夹装

将待加工的火焰筒由夹具固定到加工系统中，夹装误差通过后序方法予以补偿；

2）理论坐标获取

通过计算机对火焰筒模型的分析，获取所有待加工气膜孔的轴向与中心坐标位置，并通过软件生成代码；

3）喷涂显影剂

在火焰筒表面喷涂水溶性的显影剂，所述显影剂的烧蚀阈值低于热障涂层，且可极大增强获取三维数据时的对比度；

4 ） 预标记打点

在显影剂薄层上对所有的气膜孔进行激光预标记打点；

5）误差补偿

通过三维激光扫描仪对火焰筒进行三维扫描，得到预标记打点后的火焰筒上所有气膜孔的位置，将其导入软件中与理论位置坐标进行对比，得到的误差经补偿后重复上述1~4步骤的激光标记过程，直到所有标记点的误差均在设定的范围之内；

6）视觉追踪

将补偿后的气膜孔加工坐标作为机器视觉追踪系统的初始坐标一一导入工控机，并把每一个待加工的气膜孔按顺序移至机器视觉追踪系统的视场中心附近，利用视频采集设备进行单帧图像的提取，对捕获的标记点图像进行降噪、边缘检测和形状特征匹配；

7）自动对焦

根据火焰筒表面标记点光斑轮廓面积变化趋势，微调加工头进行自动对焦；

8）气膜孔的加工定位

对标记点图像的中心点进行计算与误差分析，并将标记点的中心微调到加工头的焦点位置，启动加工程序依次进行气膜孔的加工定位，直到火焰筒上所有气膜孔的加工定位全部完成。

2.根据权利要求1所述航空发动机火焰筒冷却气膜孔的加工定位方法，其特征在于所述机器视觉追踪系统采用电荷耦合元件，系统具体包括：工控机、图像采集设备、多轴运动机构以及运动控制器。