基于CCD的叶片气膜孔快速检测技术研究

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1、基于CCD的叶片气膜孔快速检测技术研究基于CCD的叶片气膜孔快速检测技术研究鲍晨兴1，王磊1，李凯2，闵罗肖1，耿春科3（1.北京航空精密机械研究所，北京100076；2.驻西飞公司军事代表室，西安710089；3.西安飞机工业有限公司，西安710089）[摘要]研制了一套基于CCD的叶片气膜孔快速检测系统，采用机器视觉的方法，配合四轴测量机构，实现在叶片围绕轴线旋转的同时采集气膜孔的图像，然后利用Halcon图像处理算法库实现图像处理，并计算出气膜孔的尺寸参数。通过对某厂的叶片进行了测量实验，实现了对气膜孔轴线方向和直径的测量，弥补了气膜孔无法定性检测的技术空白，具有推广应用

2、价值。[关键词]气膜孔检测；机器视觉；多轴测量系统[中图分类号]T232.4，TB921[文献标识码]A[文章编码]1003-5451（2017）02-0052-04ResearchonRapidDetectionTechnologyofGasFilmHoleBasedonCCDBAOChen-xing,WANGLei,LIKai,etal.（1.BeijingPrecisionEngineeringInstituteforAircraftIndustry,Beijing1000762.MilitaryRepresentativeOfficeofAirForce,Xi'an71

3、00893.AVICXi'anAircraftIndustry(Group)CompanyLTD,Xi'an710089）[Abstract]AsetofCCDbasedrapiddetectionsystemforvanegasfilmholewasdeveloped.Themethodofmachinevisionwasusedwiththefouraxismeasuringmechanismtorealizetheimageacquisitionofthegasfilmholeatthesametimethatthebladerotatesaroundtheaxis.Th

4、eHalconimageprocessingalgorithmlibrarywasusedtorealizeimageprocessing,andcalculatethesizeparametersofgasfilmhole.Themeasurementofthebladeofafactorywascarriedout,andthemeasurementoftheaxialdirectionandthediameterofthefilmholewasrealized.Itcannotbeusedforqualitativedetectionofgasfilmholes.[Key

5、words]measurementoffilmholes;machinevision;multi-axismeasuringsystem随着军机技术的快速发展，对航空发动机的推重气膜孔（下简称:气膜孔），在叶片表面形成冷却气膜来[2]比要求越来越高，而提高发动机推重比最有效的方式提高发动机的寿命。气膜孔的主要结构特点是在涡是提高航空发动机的热效率，推重比为10的航空发动轮叶片前缘、叶身型面及缘板等部位使用电火花或电[1]机，涡轮前温度已达到2000K左右，对涡轮叶片的材液束等方法加工孔径为Φ0.25~0.8mm的小孔，空间角料是一个很大的挑战。为提高涡轮叶片的承温能力，度复杂，

6、每排气膜孔的角度都各不相同。因此气膜孔除采用耐高温合金材料以及特殊热处理工艺以外，在的检测对航空发动机叶片的制造来说是一个难题。叶片设计上使用了大量的结构复杂、分布不等的冷却作者简介：鲍晨兴（1989-），男，硕士，现从事航空发动机检测技术研究。·52·《航空精密制造技术》2017年第53卷第2期1气膜孔测量现状使用非常方便。气膜孔的几何结构（包括气膜孔的轴线角度、孔径大小、孔长与孔径比、孔的间距、孔出口的形状等）对气[3]膜冷却效果具有重要影响，国内目前还没有专用的、成熟的气膜孔检测设备。国内航空发动机叶片加工厂基本采用塞规来进行测量，由于电火花加工的孔圆度[4]较差，所以塞

7、规测量的直径往往小于孔的实际直径，图1检测装置示意图图2成像系统只能做定性的判断，不能做精确地检测。关于位置度气膜孔的直径一般小于1mm，即相机的视场约为的检测，国内尚没有成熟的方法和专用的检测设备，一1mm×1mm，而CCD的长宽分别约为5mm和4mm，所般采用目测法进行测量。黎明航空发动机公司王呈等以镜头的放大倍率要高于5倍，才可以将孔铺满整个使用五轴光学复合坐标测量机，通过调整转台的A轴视场。和B轴来找到孔的轴线角度，但此方法的调整过程依光源的作用是照亮目标，形成于有利于图像处理靠操作