四轴联动叶片型面激光测量系统设计与实验研究.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术NO．62014年6月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJun．2014文章编号：1001—2265(2014)06—0086—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．06．024四轴联动叶片型面激光测量系统设计与实验研究米林海波，赵文辉(1．台州职业技术学院机电工程学院，浙江台州318000；2．台州市机电一体化重点实验室，浙江台州318000；3．沈阳工业大学机械工程学院，沈阳110023)摘要：叶片型面形状误差对二次流损耗有较大的影响，但其型面

2、造型复杂，描述参数众多，叶片制造困难，型面检测耗时耗力。针对叶片型面分层测量技术进行了深入研究，并进行了实验验证。设计基于开放式数控系统的全闭环四轴联动回转激光测量系统，系统精度达到0．015mm。基于该系统，沿型线法线方向分层测量叶片多个截面。通过软件拟合型线轮廓，与理论廓形对比，判断是否在给定的公差范围内。软件自动处理多个型线数据，提取弦长、弦倾角、前缘半径、后缘半径、最大厚度以及中弧线特征等参数，为叶片型面轮廓和几何尺寸的检测提供了理论依据。实验验证本系统实现了对叶片型面的非接触、高效、高精度测量，证明了其可行性和正确性，并在生产中得到应用。关键词：叶片激光测量；四

3、轴联动；运动控制；型线拟合；特征提取中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AResearchontheDesignandExperimentofLaserMeasurementSystemforBladeSurfaceBasedonFour-axisLinkageLINHai．bor．ZHAOWen—hui(1．DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，TaizhouVocational＆TechnicalCollege，TaizhouZhejiang318000，China；2．KeyLaboratoryofMec

4、hatronicsofTaizhou，TaizhouZhejiang318000，China)Abstract：Theshapeerrorofbladesurfacehasgreatinfluenceonthesecondaryflowloss．Itisdificulttomanufacturethebladeduetothecomplexityofsurfacemodelingandtheredundanceofdecriptionparame—ters．Inthisarticle，thekeytechnologyofbladesurfacemeasurementiss

5、tudiedandverifiedwithexperi—ments．Basedonclosed—loopfour—axis—linkagerotarylasermeasurementsystem，theopenCNCsystemac—curacyhasreach0．015mm．Accordingtothesystem，throughmeasuringseveralsectionsofbladealongthenormaldirectionandcomparingthemodelprofilewiththetheoreticalprofile，itiseasytodeter

6、minewhetheritisinagivenrangeoftolerance．Thesystemwillautomaticallyprocessmultiplemodel—linesdataandex—tractsomeparameterssuchasstringlength，stringobliquity，frontandrearedgeradius，maximumthick—ness，arcfeaturesandSOon．Theexperimentconfirmsthatthesystemcanachievethenon-contact，high·ef-ficien

7、t，andhigh—precisemeasurementforthemodel—surfaceofblade．Itsfeasibilityandcorrectnessareproved，andhasbeenappliedinproduction．Keywords：bladelasermeasurement；four—axislinkage；motioncontrol；curvefitting；featureextraction注叶片型面测量的问题。叶片型面的造型较为复杂，0引言型线多变，描述参数众多，尺寸极化严重、其截面型线叶