基于叶片STL模型的型面检测与最大厚度分析.pdfVIP

文章编号 ：1672—0121(2015)o5—0102—03 基 于叶片 STL模 型的型面检测与 最大厚度分析 邵冰 冰 ，廖 华 丽 (河海大学 机 电工程 学 院，江苏 常州 213022) 摘要 ：针对现今 叶片检测 的效率较低与精度较差 的问题提 出了基于叶片 STL模 型的检测与计算方法 。 提取 叶片 STL模 型 的截面数据 ，将截面数据按照改进 凸包算法进 行准确排序 。将排序划分后 的理论数据拟 合计算 出激光测量头检测位姿 ，对 叶片进行非接触式测量 。将测得各特征 点法 向偏距 与理论数据 点拟合计 算 ，求得 叶片截面最大厚度 。 关键词 ：STL；截面数据 ；非接触检测 ；最大厚度 中图分 类号 ：TP242．2 文 献标 识码 ：A DOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．05．029 0 引言 元素 ，在此基础上计算 出与理论值 的偏差 以及所需 叶轮 机械 在 航 天 、航 空 、汽 车 、能源 等 领 域有 着 的型面参数 ，从而完成测量与检测的2V_作。CMM检 非常广泛 的应用 ，叶片是汽轮发 电机和涡轮发动机 测精度 ，适应性较强，不受叶片反射及周边光线强度 的重要零件 。叶片型面一般为复杂 曲面 ，具有变截 等环境 因素 的影 响 ，易实现检测过程 自动化 。但 是测 面 、强扭 曲、易变性等技术特点 ，加 l丁工序 复杂 ，所 以 量头长期与工件接触 ，易造成磨损 ，并且 CMM 检测 叶片 的数控 加工 质量对 汽 轮机 、发 电机 的性 能起着 效率低 下 ，因此常用于抽检 。 决定性 的影响 。叶片在生产过程 中必须使用严格 的 针 对 接 触 式检 测 的局 限性 ，提 出 了基 于 叶片 检测手段 ，做全面系统 的检测 以确保 叶片加工质量 STL模 型 的激光非接触式测量方 法 。首先 由叶片 合格 。 STL模 型提取 了待检测截面 的理论点数据 ；其次 ，求 取 了激光测量头在对应检测 点外法矢量上 的测距 ， 1 测量 方 法 即求取 了在 叶片坐标系下 的检测位姿 ；最后 ，将激光 目前 ，大多数 国内的叶片加工 、制造厂家仍主要 位移传感器沿所求取 的位姿进行测距 以获取每个 的 采用接触法对 叶片型面进行检测 。常用接触法有标 法 向距离 。比较实 际测得 的法 向距离与激光测距 的 准 型面样 板法 和j坐标 测量 机检测 法l11。 偏差 ，该偏差值 即为检测 点 的实际加工误差 ，反求所 样板法为一般_T厂对粗加工 、半精加工 叶片进 测量 点 的实 际坐标值 ，分段拟合 以求取所测截面 的 行型面检测 的主要方法 。针对具体 型号 的叶片和指 特征参数 ，并输 出检测结果 。该检测方法为非接触式 定 的检测截面设计相应 的样板 。将 叶片装夹在专用 测量 ，避 免 了接触式测量对 叶身造成 的磨损 。通过对 夹具上 ，操作者借助光照 ，通过观察夹板和 型面之 间 所测截面 的特征 点及其测量偏差进行展示 ，可直观 的漏光 间隙来估计所测截面 的误差 。样板法测量简 再现该道工序叶片 的加工质量 ，便于后续 叶片加工 便 ，但 是其检测结果容 易受检测者主观判 断 的影 响 ， 工序 的调整 。 2 理 论点提取 叶片 的三维造 型直接提取理论数据点操作复杂