一种采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法技术

本发明专利技术属于涡轮叶片检测技术领域，涉及一种采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法，方法首先利用结构光重建叶片外观三维模型，之后与叶片设计模型进行配准，由于结构光中心线与CT扫描层位置重合(或者二者存在固定位置差异)，配准后结构光图像的中心位置就是实际叶片的CT扫描位置，该位置就是检测的基准位置，然后用该位置处的模型切片与CT图像进行精配准计算出二者的差异，获得制造误差，判定叶片是否合格。本方法与采用传统二维扇形CT进行三维叶片重构然后进行比对检测相比，检测效率大幅提高；而与锥束CT叶片检测相比，测量精度明显提高，检测范围大大增加。本方法通过在传统CT上增加结构光设备，实现叶片的快速、高精度的CT检测。

【技术实现步骤摘要】
一种采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法
本专利技术属于涡轮叶片检测
，涉及一种采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法。
技术介绍
涡轮叶片叶型剖面曲率大，沿叶高的截面变化明显，而且在叶尖部分有特殊设计，我国高性能航空发动机空心涡轮叶片合格率很低，其中型面变形及壁厚漂移是主要因素之一。为了准确测量叶片各部分尺寸，现有的涡轮叶片二维CT检测，必须首先要在叶片上找到一个和标准模型相匹配的基准位置，之后配准此位置的CT扫描图相对应的标准模型图，计算二者之间的差异，完成叶片的缺陷检测。而该基准位置的确定，对叶片外部形状精度的要求较高，外部形状的精度直接决定了测量精度，因此如果要进行高精度缺陷测量就必须对叶片外部进行后期精加工，这样才会得到一个比较精准的基准位置(一般选取在榫头位置处)。然而叶片的后期精加工成本占整个叶片成本的比重较大，如果加工之后检测出内部结构不合格，则所有的前序加工将前功尽弃，不仅浪费时间和成本，也造成大量材料和能源的浪费。基准位置的确定还可通过重建叶片三维模型与标准模型配准来确定，通常采用两种方法来获得叶片的三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法，其特征在于，提供结构光扫描系统与CT扫描系统；/n所述结构光扫描系统包括用于发射编码好的结构光的发射光源、用于接收被叶片调制后的结构光的接收光、用于对叶片进行光照补偿的辅助光源、以及用于将被调制后的接收光转换为位置信息，进而重建整个叶片表面的三维表面重建系统；/n所述CT扫描系统包括射线源、探测、数据采集、CT图像重建、以及辐射防护。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法，其特征在于，提供结构光扫描系统与CT扫描系统；
所述结构光扫描系统包括用于发射编码好的结构光的发射光源、用于接收被叶片调制后的结构光的接收光、用于对叶片进行光照补偿的辅助光源、以及用于将被调制后的接收光转换为位置信息，进而重建整个叶片表面的三维表面重建系统；
所述CT扫描系统包括射线源、探测、数据采集、CT图像重建、以及辐射防护。


2.如权利要求1中所述的采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：将涡轮叶片放置在由高精度机械系统控制的扫描台上；
S2：结构光扫描仪位置的选取；
S3：对涡轮叶片同时进行结构光三维表面重建与CT扫描；
S4：把由从多个角度扫描获得的结构光点云数据进行拼接、简化、去噪，得到高精度点云模型；
S5：把由S4获得的结构光模型与叶片设计模型配准、比对，确认当前检测位置在设计模型中的位置和姿态；
S6：以S5得到的位置为基准，指导CT扫描定位，进而可以得到任意位置处的CT扫描切片；
S7：将S5得到的已知位置处的CT扫描切片与该位置处的设计模型图纸进行配准，包括粗配准和精配准；
S8：误差结果显示。


3.如权利要求2中所述的采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法，其特征在于，高精度机械系统用于对叶片的旋转和移动，通过电机的实时调整将叶片空间姿态的变化传回上位机分析处理。


4.如权利要求2中所述的采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法，其特征在于，采用面结构光扫描仪来进行叶片轮廓的测量，并通过直射式光学三角法来根据相位与物体空间坐标的转化关系求出物体的三维坐标。


5.如权利要求4中所述的采用结构光空间定位和二维工业CT检测叶片方法，其特征在于，由直射式光学三角法所获得的涡轮叶片表面高度信息：



其中，u为透镜的物距，v为透镜的相距，α为入射光与反射光的夹角，β为反射光与CCD相机像平面的夹角，y为像点之间的像位移。


6.如权利要求2中所述的采用结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子龙，沈宽，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50