一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置及使用方法，装置包括工作台、安装在工作台上的协作机械臂和摄像头、用于盛装叶片的叶片物料箱，该叶片物料箱放置在工作台上；协作机械臂与机械臂控制器相连；在协作机械臂上安装有末端执行器；所述摄像头用于采集待测叶片的图像；摄像头、机械臂控制器均与客户端电脑连接，客户端电脑通过交换机与服务器连接。将叶片物料箱放入对应工位中，协作机械臂和末端执行器进行协调配合，并对协作机械臂路径轨迹进行规划，实现针对叶片物料箱中叶片的有序抓取，摄像头安置在固定工位，协作机械臂夹持叶片到相应检测工位并按照设计姿态进行运动，完成叶片表面质量的图像采集，再通过人工智能算法完成缺陷检测。法完成缺陷检测。法完成缺陷检测。
【技术实现步骤摘要】
一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置及使用方法
[0001]本专利技术涉及压气机叶片表面质量检测
，尤其涉及一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置及使用方法。
技术介绍
[0002]压气机转子叶片为航空发动机及燃机轮机的核心零部件，主要用于压缩空气和燃气做功，其产品质量对发动机的使用性能和安全可靠性起到至关重要的重要；且压气机叶片属于发动机易损件,在发动机长期服役过程中，受发动机使用环境、工作气流和外来物的影响，表面易受损，需定期进行返厂检查和维修，以保证发动机使用安全。
[0003]目前故检和修理发动机压气机叶片返厂后表面缺陷检查主要依靠人工目视和手工触摸等常规的人工手段检查，检测判定靠经验技能，劳动强度大，检测效率低，检测过程不能记录缺陷位置的质量档案信息，无法进行检测过程质量追踪。
技术实现思路
[0004]本专利技术的主要目的是提出一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置及使用方法,旨在解决上述技术问题。
[0005]为实现上述目的，一方面，本专利技术提出一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置，包括工作台、以及安装在工作台上的协作机械臂和摄像头；还包括用于盛装叶片的叶片物料箱，该叶片物料箱放置在工作台上；协作机械臂与机械臂控制器相连；在协作机械臂上安装有末端执行器；所述摄像头用于采集待测叶片的图像；摄像头、机械臂控制器均与客户端电脑连接，客户端电脑通过交换机与服务器连接。
[0006]优选的，还包括示教器，该示教器与协作机械臂控制连接。
[0007]优选的，所述协作机械臂的关节自下而上依次包括基座、肩部、肘部、第一腕、第二腕部以及第三腕部，形成六个关节；肩部和肘部之间、以及肘部和第一腕部之间采用臂管连接。
[0008]优选的，在工作台的一侧放置有办公桌，所述机械臂控制器设置在该办公桌上，在办公桌上放置有显示器，且该显示器连接至客户端电脑；摄像头通过摄像头安装架安装在工作台上。
[0009]优选的，在工作台上设置有辅助光源。目的在于增加拍摄图片中叶片表面的显示效果，调整画面的影调，决定画面的反差，提高叶片表面缺陷辨识成功率，避免反光等问题出现。
[0010]优选的，在叶片物料箱内设置有多个空格，用于将集待测叶片竖直插设在空格内；多个空格呈矩形阵列分布。
[0011]另一方面，本专利技术还提供一种如上述的自动化测量装置的使用方法，包括如下过程：
[0012]空间轨迹规划：采集工作台上所放置的物体位置信息、物体大小信息以及安全距
离，并输入至协作机械臂的控制系统中，并判断出协作机械臂运动时物体干涉区以及各位面信息；
[0013]数据库搭建：针对每种待测叶片构建不同的数据库，包括叶片物料箱的大小、叶片物料箱内部空位间隔，待测叶片表面属性信息；对协作机械臂运动轨迹的信息建立轻量数据库，对每种待测叶片与对应的轨迹信息进行一一对应匹配；
[0014]叶片瑕疵检测：检测过程包括对待检叶片进行图像采集、对所采集的图像进行图像处理、特征提取、算法判断；利用CNN卷积神经网络和RPN网络结构，针对叶片瑕疵建立算法模型，通过更新和迭代，构建叶片实时监测模型，生成叶片表面是否存在缺陷及具体缺陷类型的检测结果；
[0015]结果反馈：与待检叶片模型进行对比后，将叶片在检测过程中的状态进行实时反馈，并提示叶片表面的缺陷的错误类型。
[0016]优选的，在判断协作机械臂运动时物体干涉区，当协作机械臂两点运动姿态过程中会进入干涉区时，自动新增位姿避开干涉区；当在同一位面两姿态运动过程中会进入干涉区时，新增位点，使协作机械臂以递进的形式到达目标位姿；不同位面两姿态运动过程中会进入干涉区时，先运动到干涉区外的两位面重合角位置，再进行同一位面的位姿判断，最终到达目标位姿，完成避障。
[0017]优选的，在对协作机械臂运动轨迹的信息建立轻量数据库时，若协作机械臂支持拖动示教功能，则通过拖动记录下当前的位置姿态，辅以自动避障功能。
[0018]优选的，拖动示教具体操作为：协作机械臂从初始位姿出发，运动到当第一个叶片抓取位姿时，发出信号给末端执行器，末端执行器夹持叶片，协作机械臂再行进至下一个位姿，在摄像头的拍摄区域完成叶片表面质量的图像数据采集，然后将叶片放回原叶片物料箱的原空位，末端执行器松开叶片，协作机械臂进行下一个叶片的抓取拍摄，直至取得物料盘上所有叶片的表面数据，协作机械臂回到设定的结束位姿。
[0019]由于采用了上述技术方案，与现有技术中采用人工目视相比，该自动化测量装置具备如下有益效果：
[0020](1)通过采用本专利技术提供的自动化测量装置，将叶片物料箱放入对应工位中，协作机械臂和末端执行器进行协调配合，并对协作机械臂路径轨迹进行规划，实现针对叶片物料箱中叶片的有序抓取，摄像头安置在固定工位，协作机械臂夹持叶片到相应检测工位并按照设计姿态进行运动，完成叶片表面质量的图像采集，再通过人工智能算法完成缺陷检测。
[0021](2)本专利技术提供的自动化测量装置，装置结构简单，操作自动化程度高，测量效率高；检测效率高，检测结果可靠，应用范围广，可测量各类型叶片，具有很好的应用前景；
[0022](3)本专利技术提供的自动化测量装置，能够快速、高效、精准检测表面缺陷位置，并在系统中实时记录并保存存档；
[0023](4)本专利技术提供的自动化测量装置通用性强，可通过智能学习其它零件表面缺陷情况，推广到其它零件类的表面缺陷检测。
[0024](5)本专利技术提供的自动化测量装置可以实现叶片复杂曲面表面微缺陷的非接触式检测，能够实现叶片表面微缺陷的三维立体检测。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术所提供的用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置的立体图；
[0027]图2为本专利技术所提供的自动化测量装置的硬件连接示意图；
[0028]图3为本专利技术中协作机械臂的关节示意图；
[0029]图4为本专利技术中协作机械臂的工作空间示意图一；
[0030]图5为本专利技术中协作机械臂的工作空间示意图二；
[0031]图6为本专利技术中协作机械臂在进行空间轨迹规划时的自动避障功能原理；
[0032]图7为本专利技术中协作机械臂的运动轨迹规划过程框图。
[0033]附图标号说明：1、客户端电脑；2、交换机；3、服务器；4、机械臂控制器；5、摄像头；6、叶片物料箱；7、协作机械臂；701、基座；702、肩部；703、肘部；704、第一腕部；705、第二腕部；706、第三腕部；8、示教器；9、末端执行器；10、机械臂主控机箱；11、办公桌；12、工作台；13、摄像头安装架。
具体实施方式<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置，其特征在于，包括工作台(12)、以及安装在工作台(12)上的协作机械臂(7)和摄像头(5)；还包括用于盛装叶片的叶片物料箱(6)，该叶片物料箱(6)放置在工作台(12)上；协作机械臂(7)与机械臂控制器(4)相连；在协作机械臂(7)上安装有末端执行器(9)；所述摄像头(5)用于采集待测叶片的图像；摄像头(5)、机械臂控制器(4)均与客户端电脑(1)连接，客户端电脑(1)通过交换机(2)与服务器(3)连接。2.如权利要求1所述的一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置，其特征在于，还包括示教器(8)，该示教器(8)与协作机械臂(7)控制连接。3.如权利要求1所述的一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置，其特征在于，所述协作机械臂(7)的关节自下而上依次包括基座(701)、肩部(702)、肘部(703)、第一腕(704)、第二腕部(705)以及第三腕部(706)，形成六个关节；肩部(702)和肘部(703)之间、以及肘部(703)和第一腕部(704)之间采用臂管连接。4.如权利要求1所述的一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置，其特征在于，在工作台(8)的一侧放置有办公桌(11)，所述机械臂控制器(4)设置在该办公桌(11)上，在办公桌(11)上放置有显示器，且该显示器连接至客户端电脑(1)；摄像头(5)通过摄像头安装架(13)安装在工作台(12)上。5.如权利要求1所述的一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置，其特征在于，在工作台(12)上设置有辅助光源。6.如权利要求1所述的一种用于叶片表面缺陷检测的自动化测量装置，其特征在于，在叶片物料箱(6)内设置有多个空格，用于将集待测叶片竖直插设在空格内；多个空格呈矩形阵列分布。7.一种如权利要求1至6任一所述的自动化测量装置的使用方法，其特征在于，包括如下过程：空间轨迹规划：采集工作台(1)上所放置的物体位置信息、物体大小信息以及安全距离，并输入至协作机械臂(7)的控制系统中，并判断出协作机械臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：张元伟，肖清云，吕则渊，谷阿山，
申请(专利权)人：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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