航空发动机叶片修复智能检测工作站制造技术

本发明专利技术属于智能制造技术领域，具体涉及一种航空发动机叶片修复智能检测工作站，旨在解决现有技术中航空发动机叶片检测方法效率低、成本贵、且无法满足当前叶片检测需求的问题。本申请提供的航空发动机叶片修复智能检测工作站包括六自由度机械手、夹持装置、叶片专用智能储料平台、高精度3D测量模块、专用智能检测系统。通过高精度3D测量模块、自动上下料装置、六自由度机械手、夹持装置、专用智能检测软件等软硬件的集成与配合，实现了航空发动机叶片修复高精度、高效率、智能化检测。

【技术实现步骤摘要】
航空发动机叶片修复智能检测工作站
本专利技术属于智能制造
，具体涉及一种航空发动机叶片修复智能检测工作站。
技术介绍
发动机是航空、航天、舰船等重大装备的核心部件，航空发动机是工业皇冠上的明珠。其中涡轮叶片是典型的具有复杂曲面特征要求的高温合金构件，是航空发动机的关键组成部分，其长期工作在高温、高压、交变载荷等极端环境中，极易产生烧蚀、磨损、裂纹、变形等随机损伤，严重影响航空发动机的可靠性、维修性和安全性。对于民航发动机涡轮叶片而言，其数量非常多，但造价十分昂贵，每隔一定飞行时间后，涡轮叶片边缘部分均会发生不同程度的烧伤、磨损等问题，目前解决该问题的途径是通过修复与磨抛技术对损伤叶片进行修复。修复后的叶片在形状精度上需达到原叶片的设计标准，才能继续上机飞行使用。由于涡轮叶片形面非常复杂，是典型的复杂曲面零部件，目前在用的有两种检测方案，一是通过三坐标测量仪对修复后的叶片进行逐点测量，并与标准叶片进行比对，这种方式测量精度高，但效率非常低，目前只作为工艺更换后的抽检使用。另一种检测方案是使用国外进口的蓝光三维测量仪，该仪器通过在叶片表面贴特征点的方式对叶片进行三维重构，给出测量数据，由人工确认是否符合设计标准。目前在民航发动机涡轮叶片修复公司普遍采用这种方式测量，但存在的问题是测量效率低下，且设备昂贵，无法满足当前每片叶片都检测的要求。因此，本领域需要一种航空发动机叶片修复智能检测工作站以解决或至少减轻上述问题的发生。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中航空发动机叶片检测方法效率低、成本贵、且无法满足当前叶片检测需求的问题，本申请提供了一种航空发动机叶片修复智能检测工作站，包括基座，所述基座上安装有智能储料平台、六自由度机械手、高精度3D测量模块、智能检测模块，所述智能检测模块分别通过通信链路与所述智能储料平台、所述六自由度机械手、所述高精度3D测量模块连接；所述智能储料平台具有若干个用于存储叶片的叶片储物槽，各所述叶片储物槽周侧均对应设置有显示装置，所述显示装置用于显示叶片储物槽内的叶片状态；所述六自由度机械手用于夹持叶片并带动叶片进行空间六自由度运动；所述智能检测模块用于控制所述六自由度机械手将设定叶片储物槽内的待检测叶片移动至所述高精度3D测量模块测量处理后，获取待检测叶片的三维重建模型并与标准叶片模型进行比对，获取比对结果并发送至所述智能储料平台，所述智能储料平台基于所述比对结果控制对应的显示装置进行显示。在一些优选技术方案中，所述显示装置包括多色发光装置，所述智能检测模块基于比对结果选择不同光线对叶片储物槽内的叶片检测状态进行显示；当叶片储物槽内无叶片时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第一光线；当叶片储物槽内有叶片且叶片未检测时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第二光线；当叶片储物槽内有叶片且叶片检测合格时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第三光线；当叶片储物槽内有叶片且叶片检测不合格时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第四光线。在一些优选技术方案中，所述智能储料平台与所述智能检测模块通信连接，所述智能检测模块能够获取各叶片储物槽位置坐标和各显示装置的工作状态。在一些优选技术方案中，所述智能检测模块基于预设的控制规则根据叶片型号调整所述六自由度机械手的运动轨迹以使所述高精度3D测量模块的检测范围覆盖叶片表面；所述控制规则为叶片型号与所述六自由度机械手运动轨迹的映射关系。在一些优选技术方案中，所述高精度3D测量模块将获取的待检测叶片的重建叶片点云发送至所述智能检测模块；所述智能检测模块基于预设的截取方法分别从标准叶片的标准叶片点云和所述重建叶片点云在相同高度的横切面截取叶片外缘点集，分别获取标准叶片的等高截面标准轨迹和待检测叶片的等高截面重建轨迹；所述智能检测模块将所述等高截面重建轨迹与所述等高截面标准轨迹进行比对获取待检测叶片的参数数据，所述参数数据包括形变量、缺陷类型、尺寸参数。在一些优选技术方案中，所述高精度3D测量模块包括两个相机、投影仪、相机运动模块，两个所述相机分别通过两个所述相机运动模块装设于所述投影仪的两侧，两个所述相机沿所述投影仪光轴轴对称设置，所述相机运动模块用于调整所述相机与所述投影仪光轴之间的距离和角度。在一些优选技术方案中，所述相机运动模块包括平移模块和旋转模块，其中，所述旋转模块可转动地装设于所述平移模块上方，所述相机与所述旋转模块固定，并能够在所述旋转模块的带动下沿所述平移模块延伸方向转动。在一些优选技术方案中，所述六自由度机械手包括用于夹持叶片的夹持装置，所述夹持装置包括固定基座、夹持探针和底部平面接触板；所述固定基座为U形结构，所述U形结构内底面竖直设置有底部平面接触板，所述底部平面接触板用于与叶片底面紧密贴合，所述底部平面接触板具有相对于所述固定基座沿竖直方向移动的自由度；所述夹持探针沿横向活动装设于所述固定基座，若干个所述夹持探针沿所述固定基座宽度方向均匀间隔分布构成一行所述夹持探针，若干行所述夹持探针沿竖直方向均匀间隔分布构成一组所述夹持探针，两组所述夹持探针分别沿所述固定基座的竖直方向中轴面对称设置，各所述夹持探针均具有相对于所述固定基座沿水平方向移动的自由度。在一些优选技术方案中，所述夹持探针端部设置有微压力传感器，所述底部平面接触板设置有两个相互正交方向的微压力传感器，以分别用于检测叶片底面和叶片侧面的微压力。在一些优选技术方案中，各行所述夹持探针分别与叶片底部各榫槽对应设置，所述夹持探针前端设置有圆弧结构，所述圆弧结构的圆弧半径与叶片对应的榫槽半径吻合。在一些优选技术方案中，在工作状态下，所述夹持装置运动至待检测叶片处，各所述夹持探针和所述底部平面接触板同时运动直至各所述夹持探针自由端、所述底部平面接触板自由端与待检测叶片抵压并分别达到预设压力阈值后停止运动；获取各所述夹持探针、所述底部平面接触板停止运动后的位置坐标，基于各所述夹持探针的位置坐标、所述底部平面接触板的位置坐标获取待检测叶片相对于夹持装置的基准位置坐标。本专利技术的有益效果：本专利技术的航空发动机叶片修复智能检测工作站能够通过叶片专用高精度三维测量仪、自动上下料装置、六自由度机械手、专用叶片夹具、专用智能检测软件等软硬件的集成与配合，可实现航空发动机叶片修复高精度、高效率、智能化检测。通过本申请的工作站对航空发动机叶片进行检测，能够大幅提升叶片检测效率，并且各叶片检测数据可追溯，工作站各模块材料易获得成本低，能够在保证检测精度的同时满足当前叶片检测需求。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术一种实施例的航空发动机叶片修复智能检测工作站整体结构示意图；图2为本专利技术一种实施例中高精度3D测量模块的结构示意图；图3为本专利技术一种实施例中航空发动机叶片的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空发动机叶片修复智能检测工作站，其特征在于，包括基座，所述基座上安装有智能储料平台、六自由度机械手、高精度3D测量模块和智能检测模块，所述智能检测模块分别通过通信链路与所述智能储料平台、所述六自由度机械手、所述高精度3D测量模块连接；/n所述智能储料平台具有若干个用于存储叶片的叶片储物槽，各所述叶片储物槽周侧均对应设置有显示装置，所述显示装置用于显示叶片储物槽内的叶片状态；/n所述六自由度机械手用于夹持叶片并带动叶片进行空间六自由度运动；/n所述智能检测模块用于控制所述六自由度机械手将设定叶片储物槽内的待检测叶片移动至所述高精度3D测量模块测量处理后，获取待检测叶片的三维重建模型并与标准叶片模型进行比对，获取比对结果并发送至所述智能储料平台，所述智能储料平台基于所述比对结果控制对应的显示装置进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机叶片修复智能检测工作站，其特征在于，包括基座，所述基座上安装有智能储料平台、六自由度机械手、高精度3D测量模块和智能检测模块，所述智能检测模块分别通过通信链路与所述智能储料平台、所述六自由度机械手、所述高精度3D测量模块连接；
所述智能储料平台具有若干个用于存储叶片的叶片储物槽，各所述叶片储物槽周侧均对应设置有显示装置，所述显示装置用于显示叶片储物槽内的叶片状态；
所述六自由度机械手用于夹持叶片并带动叶片进行空间六自由度运动；
所述智能检测模块用于控制所述六自由度机械手将设定叶片储物槽内的待检测叶片移动至所述高精度3D测量模块测量处理后，获取待检测叶片的三维重建模型并与标准叶片模型进行比对，获取比对结果并发送至所述智能储料平台，所述智能储料平台基于所述比对结果控制对应的显示装置进行显示。


2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片修复智能检测工作站，其特征在于，所述显示装置包括多色发光装置，所述智能检测模块基于比对结果选择不同光线对叶片储物槽内的叶片检测状态进行显示；
当叶片储物槽内无叶片时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第一光线；
当叶片储物槽内有叶片且叶片未检测时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第二光线；
当叶片储物槽内有叶片且叶片检测合格时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第三光线；
当叶片储物槽内有叶片且叶片检测不合格时，所述叶片储物槽对应的显示装置发射第四光线。


3.根据权利要求1所述的航空发动机叶片修复智能检测工作站，其特征在于，所述智能检测模块基于预设的控制规则根据叶片型号调整所述六自由度机械手的运动轨迹以使所述高精度3D测量模块的检测范围覆盖叶片表面；
所述控制规则为叶片型号与所述六自由度机械手运动轨迹的映射关系。


4.根据权利要求3所述的航空发动机叶片修复智能检测工作站，其特征在于，所述高精度3D测量模块将获取的待检测叶片的重建叶片点云发送至所述智能检测模块；
所述智能检测模块基于预设的截取方法分别从标准叶片的标准叶片点云和所述重建叶片点云在相同高度的横切面截取叶片外缘点集，分别获取标准叶片的等高截面标准轨迹和待检测叶片的等高截面重建轨迹；
所述智能检测模块将所述等高截面重建轨迹与所述等高截面标准轨迹进行比对获取待检测叶片的参数数据，所述参数数据包括形变量、缺陷类型、尺寸参数。


5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马利平，刘希龙，魏世丞，刘浩洲，王博，郭蕾，王玉江，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11