【技术实现步骤摘要】
一种叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法
本专利技术属于叶片的型面尺寸检测
，具体涉及一种叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法。
技术介绍
在航空制造领域中，发动机技术占据了至关重要的位置，而叶片则是发动机的核心部件之一，被人们誉为“心脏中的心脏”，其加工和检测一直是发动机制造技术的一大重点和难点。同时由于数量众多，长期服役于恶劣工况下，使用性能要求极高，因此对其表面质量的检测较其他机械零部件要严格和复杂的多。目前，传统的叶片检测方法有人工卡板测量法、三坐标测量机(CMM)测量法、激光点扫描法、CCD影像法等。叶片的面型是空间自由曲面，每个截面高度的行线轮廓形状不尽相同。所以在采用三坐标测量机和激光点扫描等点扫描法时，捕获整个面型的数据需要的时间过长。而效率较高的CCD影像法的检测精度又难以满足精密检测的要求。叶片线扫描测量装置的结构如图1所示，采用线扫描测头4对叶片面型进行检测时主要分为两个阶段。先将叶片1竖直放置于转台3之上，第一阶段是在测量叶盆和叶背时，由于航空发动机叶片在同一高度内面型变化较小，故线扫描传感器应水平安装，即光刀位于测量机Y...
【技术保护点】
1.一种叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法，其特征在于，将标准棒(11)竖直放置在转台(3)上，采用不同的夹持方式装夹线扫描测头(4)，对标准棒(11)进行扫描，对比测量数据与标准数据，标定出线扫描测头(4)的姿态误差；然后借助转台(3)上放置的标准球(10)，根据线扫描测头(4)不同装夹方式下标准球(10)的球心坐标，标定出在装夹方式变化时扫描测头(4)的位置误差，得到线扫描测头(4)安装中的位姿误差。
【技术特征摘要】
1.一种叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法，其特征在于，将标准棒(11)竖直放置在转台(3)上，采用不同的夹持方式装夹线扫描测头(4)，对标准棒(11)进行扫描，对比测量数据与标准数据，标定出线扫描测头(4)的姿态误差；然后借助转台(3)上放置的标准球(10)，根据线扫描测头(4)不同装夹方式下标准球(10)的球心坐标，标定出在装夹方式变化时扫描测头(4)的位置误差，得到线扫描测头(4)安装中的位姿误差。2.根据权利要求1所述的叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法，其特征在于，姿态误差标定具体包括以下步骤：S101、将标准棒(11)竖直安装于转台(3)上，在转台(3)上安放标准球(10)，并装夹线扫描测头(4)，使线扫描测头(4)的测量光束(5)发出的光束方向与标准棒(11)的母线方向平行，将线扫描测头(4)的位置记为位置(1)，控制线扫描测头(4)沿测量机X轴方向移动，并扫描标准棒(11)，获取测量值；S102、改变线扫描测头(4)的装夹方式，将线扫描测头(4)绕Y轴顺时针旋转(90)度，测量光束(5)的光束方向垂直于标准棒(11)的母线方向，将线扫描测头(4)的位置记为位置(2)，控制线扫描测头(4)沿测量机X轴方向移动，获取测量值，完成线扫描测头(4)的姿态误差标定。3.根据权利要求2所述的叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法，其特征在于，步骤S101中，通过获取的测量值，所计算出的姿态误差为：线扫描测头(4)两端点扫描最小值之间的差值以及线扫描测头(4)位于任意位置时的一组测量值，通过线扫描测头(4)两端点扫描最小值之间的差值和光刀宽度计算出线扫描传感器安装时的俯仰角度误差；通过线扫描测头(4)位于任意位置时的一组测量值计算并拟合出线扫描传感器安装时的滚转误差。4.根据权利要求3所述的叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法，其特征在于，线扫描测头位于位置1的误差数学模型为：其中，[xst,yst,zst]T为补偿后的结果，zld为801个间隔0.02mm的点，且中间点的值为0；yld为测量数据，θsy为滚转误差，θsx为俯仰角误差。5.根据权利要求4所述的叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法，其特征在于，线扫描测头的俯仰角误差θsx计算如下：其中，m1，m2为光刀上下两端点测量数据的最小值，d为线扫描测头的光刀宽度，仰角为正，俯角为负；滚转误差θsy计算如下：当F为最小值时，θsy即为所求的滚转误差，其中，n为线扫描测头光刀测量点数量，测量点之间的间距为d/(n-1)，xk为线扫描测头的读数，k＝1,2...n，r为标准棒的半径；测量结果[xsc,ysc,zsc]T计算如下：[xsc,ysc,zsc]T＝[x,y,z]T+[0,yld,zld]T其中,[0,yld,zld]T为激光位移传感器的输出值。6.根据权利要求2所述的叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法，其特征在于，步骤S102中，通过获取的测量值，所计算出的姿态误差为：线扫描测头(4)位于任意位置时标准棒(11)表面的一组测量值；线扫描测头(4)光刀...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏翔，李兵，陈磊，苏文超，辛美婷，高飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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