基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法制造方法及图纸

基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法，本发明专利技术涉及叶片在机检测装置及点云获取方法，本发明专利技术目的在于解决航空叶片加工中离线测量效率较低、不能根据测量数据在线指导叶片加工、还会造成二次装夹误差，降低加工效率和成品率的问题，CCD相机和投影仪安装在结构光系统固定装置上，结构光系统固定装置安装在末端转动机构上，末端转动机构与三轴运动机构固定连接，三轴运动机构安装在底端支座上，标定板安装在标定板夹具上，标定板夹具安装在机床卡盘上。安装标定板，装夹CCD相机和投影仪；获得相机的畸变矫正矩阵；对机床主轴进行旋转轴标定；使用图像畸变矫正矩阵与坐标系间转换矩阵得到其点云数据，本发明专利技术属于航空叶片在机检测领域。片在机检测领域。片在机检测领域。

【技术实现步骤摘要】
基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法


[0001]本专利技术涉及叶片在机检测装置及点云获取方法，特别是涉及航空叶片在机检测装置的点云获取方法，属于叶片在机检测领域。

技术介绍

[0002]航空发动机被誉为现代制造工业“皇冠上的明珠”，其在航空、航天领域发挥着重要作用。航空叶片作为航空发动机的重要零件，其加工精度直接影响着航空发动机的性能、可靠性与寿命。
[0003]航空叶片的加工精度极高，需要在加工过程中进行多次测量以判断其精度是否满足要求。传统测量方法是将叶片从机床中卸下，移至三坐标机进行测量。由于每片叶片的加工余量是不同的，进行统一的离线轨迹规划不能满足叶片全自动化加工的需求。此外，离线测量效率较低、不能根据测量数据在线指导叶片加工、还会造成二次装夹误差，降低加工效率和成品率。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于解决航空叶片加工中离线测量效率较低、不能根据测量数据在线指导叶片加工、还会造成二次装夹误差，降低加工效率和成品率的问题，提供了基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：它包括末端转动机构(1)、CCD相机(2)、结构光系统固定装置(3)、标定板(4)、标定板夹具(5)、投影仪(6)和三轴运动机构(7)和底端支座；CCD相机(2)和投影仪(6)安装在结构光系统固定装置(3)上，结构光系统固定装置(3)安装在末端转动机构(1)上，末端转动机构(1)与三轴运动机构(7)固定连接，三轴运动机构(7)安装在底端支座上，标定板(4)安装在标定板夹具(5)上，标定板夹具(5)安装在机床卡盘上。2.根据权利要求1所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：结构光系统固定装置(3)包括外部框架(31)、CCD相机锁紧螺栓(32)、中间板(33)和多个投影仪锁紧螺栓(34)；CCD相机(2)和投影仪(6)由上至下安装在外部框架(31)上，CCD相机(2)通过CCD相机锁紧螺栓(32)安装在外部框架(31)上，投影仪(6)通过多个投影仪锁紧螺栓(34)固定安装在外部框架(31)上，中间板(33)的一端通过螺钉固定安装在外部框架(31)上，且中间板(33)位于CCD相机(2)和投影仪(6)中间，中间板(33)的另一端安装在末端转动机构(1)上。3.根据权利要求2所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：末端转动机构(1)包括步进电机(12)、电机齿轮(13)和固定板(11)；固定板(11)通过螺栓与三轴运动机构(7)固定连接，中间板(33)的另一端转动连接安装在固定板(11)上，安装在固定板(11)一端的中间板(33)的为弧形端板，且弧形板的外弧面加工有多个齿牙，步进电机(12)安装在固定板(11)上，且步进电机(12)转轴的输出端固定套装有电机齿轮(13)，电机齿轮(13)与中间板(33)加工有齿牙一端的弧形端板齿啮合。4.根据权利要求3所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：三轴运动机构(7)包括固定座、Z轴滑台(71)、X轴滑台(72)和两个Y轴滑台(73)；Z轴滑台(71)包括Z轴丝杠、Z轴滑块、Z轴固定板、Z轴电机连接板、Z轴丝母、Z轴电机和两个Z轴光杆；X轴滑台(72)包括X轴滑块、X轴步进电机、皮带、X轴驱动皮带轮、X轴从动皮带轮、两个X轴光杆和两个X轴带轮安装架；每个Y轴滑台(73)包括Y轴丝杠、Y轴丝母、Y轴电机连接板、Y轴电机和两个Y轴光杆；Z轴滑块和Z轴丝母固定连接，Z轴丝杠与Z轴丝母螺纹连接并插装在Z轴滑块上，两个Z轴光杆相对平行设置，且两个Z轴光杆滑动插装在Z轴滑块上，每个Z轴光杆的两端分别安装在Z轴固定板和Z轴电机连接板上，Z轴电机固定安装在Z轴电机连接板上，且Z轴电机转轴与Z轴丝杠的一端固定连接，Z轴丝杠的另一端与Z轴固定板转动连接，Z轴固定板通过螺栓与末端转动机构(1)连接，两个X轴带轮安装架相对设置，X轴滑块滑动安装在两个X轴光杆上，两个X轴光杆相对平行安装在两个X轴带轮安装架上，一个X轴带轮安装架上转动连接安装有一个X轴从动皮带轮，另一个X轴带轮安装架上转动连接安装有一个X轴驱动皮带轮，且X轴步进电机壳体与X轴带轮安装架固定连接，X轴步进电机转轴上与X轴驱动皮带轮固定连接，X轴驱动皮带轮和X轴从动皮带轮通过皮带传动连接，且皮带与X轴滑块固定连接，X轴滑块与Z轴滑块固定连接，每个Z轴光杆均与X轴光杆垂直设置，每个Y轴丝母固定安装在X轴带轮安装架上，Y轴电机安装在Y轴电机连接板上，Y轴电机的转轴与Y轴丝杠的顶端固定连接，Y轴丝杠与Y轴丝母螺纹连接，两个Y轴光杆相对平行设置，且两个Y轴光杆与X轴带轮安装架滑动连接，Y轴光杆的顶端与Y轴电机连接板固定连接，
固定座设置在两个Y轴滑台(73)下方，每个Y轴丝杠底端与固定座的一端转动连接，且每个Y轴滑台(73)的Y轴光杆与固定座固定连接。5.根据权利要求4所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：底端支座包括支架(8)和移动底座(9)；移动底座(9)包括移动框体和多个带有自锁的行走轮，支架(8)顶端与三轴运动机构(7)的固定座固定连接，支架(8)的底端与移动框体固定连接，多个带有自锁的行走轮安装在移动框体底端上。6.利用权利要求1至5中任意一项所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一：安装标定板，装夹CCD相机(2)和投影仪(6)，调整支架(8)和移动底座(9)的位置，调整CCD相机(2)参数；步骤二：对结构光系统进行标定，获得相机的畸变矫正矩阵；步骤三：对CCD相机(2)进行手眼标定，对机床主轴进行旋转轴标定，得到相机坐标系与运动机构坐标系间的转换矩阵，以及主轴转角θ时的叶片点云坐标转换矩阵；步骤四：对待检测叶片进行扫描，通过一种主轴旋转角度与CCD相机(2)采集位姿的配合方法，并使用步骤二中与步骤三中得到图像畸变矫正矩阵与坐标系间转换矩阵在运动机构坐标系中得到其点云数据。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茂月，卢新元，吕虹毓，王飞，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：