[发明专利]一种薄壁叶片误差分析方法

摘要

本发明公开了一种薄壁叶片误差分析方法，通过三坐标测量机在加工后的薄壁叶片上采用Z轴等高法测量三组数据点，针对设计叶片提取与测量数据点等高的三组数据，精确的计算出薄壁叶片的误差值，并对所测量的数据点进行分析去噪处理，将精简后的测量数据点与设计数据进行配准拟合建立目标函数；用粒子群算法优化求解目标函数；并可快速准确分析出加工后的薄壁叶片的测量数据和叶片理论数据之间的误差，并直观反映出误差值的大小，缩短了误差分析周期，同时提高了误差分析效率。实现对薄壁叶片精加工过程中的有效控制,大幅提高加工精度和效率。

主权项

1.一种薄壁叶片误差分析方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1.采用三坐标测量机对加工后的叶片进行测量,并采用Z轴等高法获得三组截面数据点；步骤2.对叶片设计模型获取与步骤1等高的对应的三组叶片截面数据点；步骤3.将测量数据进行分析去噪预处理，其具体步骤如下:(1)对于测量点集的n个有序数据点P_i(i=0,1,2…n)，P_i-1、P_i、P_i+1是相邻三点，组成一个三角形；(2)α表示与的夹角，d=|P_i-1P_i|sinα表示弦高；(3)对定角度△α和弦高△d限值，将处在两个阀值内的点过滤掉。△α取0～10度，△d按式（1）确定:Δd=NaNbμsinΔα---(1)]]>其中，N_b表示初始点数，N_a表示简化后的点数，表示相邻点距离的均值；步骤4.对精简后的测量数据点集与设计数据进行配准，其具体步骤如下:（1）通过沿Z轴的转动和绕X轴、Y轴的移动把两组数据转换到相同的坐标系下，旋转变换矩阵为:A=cosγsinγ00-sinγcosγ000010pxpy01]]>γ为测量数据点在加工坐标系中绕设计数据点旋转的角度，P_x、P_y为测量数据点相对于设计数据点的位移量；（2）建立目标函数使两组数据对应点之间的距离值平均值达到最小，并且引入权值m_i来提高配准精度，目标函数由（2）式确定:f(x)=1NΣi=0nmi(Qi-APi)2]]>             （2）mi=lilmax]]>其中，Q_i为设计数据点，P_i为测量数据点，l_i表示在Q_i处叶片截面的厚度，l_max表示在同一截面上厚度的最大值；（3）用粒子群算法求解,使目标函数值达到最小的最优旋转变换矩阵；步骤5.根据配准后的结果计算加工后叶片的误差，所求取的误差包括轮廓度误差、扭曲度误差、倾斜度误差、弯曲度误差；步骤6.对得到的误差分析结果。