專利名稱：葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于曲面類零件裝配精度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
葉片為大型動(dòng)力裝備中廣泛使用的零件。船用螺旋槳、汽輪機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等大型動(dòng)力裝備均屬于葉片式流體機(jī)械，它們具有相同的工作原理，通過裝有葉片的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，流體在葉片所組成的流道中通過，將各種形式的能量與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)子作為完成能量轉(zhuǎn)換的核心部件，其上葉片的安裝精度直接影響著流道形狀，進(jìn)而決定了整套系統(tǒng)的工作性能。以組合式船用螺旋槳推進(jìn)器轉(zhuǎn)子為例。如圖1所示，其主要由兩部分組成葉片I和槳轂2。多個(gè)葉片通過自身安裝基準(zhǔn):導(dǎo)向柱1-3和定位卡槽1-3-1通過裝配孔2-1安裝于槳轂上組成轉(zhuǎn)子。如圖1所示:葉片工作面由空間曲面葉面1-1和葉背1-2組成，而葉片的裝配精度指的是葉片工作面與設(shè)計(jì)位置間的偏差?，F(xiàn)行葉片裝配精度的檢測(cè)方法皆采用間接的測(cè)量方式，以葉片一部分特征為測(cè)量目標(biāo)，檢測(cè)其與理論位置間的偏差來表征整個(gè)葉片的裝配精度。這種檢測(cè)方式，由于所測(cè)量部分的面積有限，無法完整真實(shí)的表征葉片工作面的裝配精度，測(cè)量精度較低。而且，若存在制造誤差和葉片工作面變形等因素時(shí)，被測(cè)量部分與葉片工作面產(chǎn)生位置偏差，該種方法已無法用于檢測(cè)葉片的安裝精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，解決了現(xiàn)有方法由于采用間接的測(cè)量方式，以葉片部分特征為測(cè)量目標(biāo)，無法完整真實(shí)的表征整個(gè)葉片的裝配精度，致使測(cè)量精 度較低的問題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，具體操作步驟如下:步驟一，采集裝配前的各葉片工作曲面數(shù)據(jù)，計(jì)算平均偏差值；步驟二，建立葉片轉(zhuǎn)子的實(shí)際坐標(biāo)系；步驟三，采集裝配后的各葉片工作曲面的數(shù)據(jù)；步驟四，計(jì)算葉片裝配偏差數(shù)據(jù)；步驟五,確定葉片裝配位置偏差值和葉片裝配角度偏差值。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于:上述步驟一包括:(I)使用激光測(cè)量設(shè)備對(duì)未裝配的每個(gè)葉片上下工作曲面進(jìn)行掃描，采集工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間坐標(biāo)，采集點(diǎn)數(shù)平均500 1500點(diǎn)/cm2。(2)將所采集的每個(gè)葉片的實(shí)際空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)及葉片標(biāo)準(zhǔn)三維模型導(dǎo)入至三維檢測(cè)軟件，以葉片測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)為測(cè)量目標(biāo)，以葉片三維模型中上下工作曲面為參考基準(zhǔn)，采用偏差最小值對(duì)齊方式對(duì)齊數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)三維模型，計(jì)算葉片工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間位置與標(biāo)準(zhǔn)三維模型間的平均偏差值6偏差最小值對(duì)齊方式為不斷變換測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，當(dāng)所有測(cè)量點(diǎn)與三維模型曲面間平均偏差達(dá)到最小值時(shí)即認(rèn)為變換完成。上述步驟二包括建立與轉(zhuǎn)子三維模型的理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”相對(duì)應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)系“XI，Yl, Zl, 01”，其具體步驟如下:(I)將未裝有葉片的槳輪固定后，通過激光測(cè)量設(shè)備打點(diǎn)測(cè)量槳轂端面、中心軸孔及裝配孔 的數(shù)據(jù)點(diǎn)；(2)對(duì)槳轂端面上的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到基準(zhǔn)“XI，Y1”平面；(3)對(duì)中心軸孔測(cè)得的數(shù)據(jù)向步驟二中(2)步中擬合出的“XI，Y1”平面進(jìn)行投影，對(duì)投影點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓擬合，圓心即為坐標(biāo)系原點(diǎn)01 ；(4)對(duì)裝配孔上的數(shù)據(jù)進(jìn)行圓柱擬合，擬合出軸心線，將該中心線投影至基準(zhǔn)“XI，Y1”平面上，過原點(diǎn)01做一條指向裝配孔并與投影線平行的直線“01，X1”，直線“01，X1”所指方向即為坐標(biāo)系的Xl軸方向；過原點(diǎn)01做直線“01，X1”的垂線“01，Y1”，其為坐標(biāo)系的Yi軸方向，過原點(diǎn)01做垂直于基準(zhǔn)“XI，Υ1”平面的直線“01，Ζ1”，其為坐標(biāo)系Zl軸方向；坐標(biāo)系“XI，Yl, Zl, 01”為建立起來的實(shí)際坐標(biāo)系。上述步驟三為將所有葉片裝配于槳轂上，以裝配孔上裝配的葉片為第一個(gè)葉片，通過使用激光測(cè)量設(shè)備，依次采集到各葉片的上下工作曲面的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，采集點(diǎn)數(shù)平均500 1500點(diǎn)/Cm2，所采集到的數(shù)據(jù)以同一葉片為一組的原則依次保存。上述步驟四包括:(I)將步驟三中第一組葉片測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)與步驟二中建立起的實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)導(dǎo)入至三維檢測(cè)軟件，并將兩組數(shù)據(jù)合并為一組。(2)將裝配好葉片的轉(zhuǎn)子三維模型也導(dǎo)入至三維檢測(cè)軟件，以第一組葉片測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)為測(cè)量目標(biāo)，以轉(zhuǎn)子三維模型中所對(duì)應(yīng)的葉片的葉面和葉背為參考基準(zhǔn)，采用偏差最小值對(duì)齊方式對(duì)齊數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)三維模型，計(jì)算第一組葉片工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間位置與標(biāo)準(zhǔn)三維模型間的平均偏差值(I) 6eSS，當(dāng)(I) 6_始一 (I) 6eSK^ 土 “激光測(cè)量設(shè)備的測(cè)量精度”時(shí)，既認(rèn)為對(duì)齊完成。(3)在第一組葉片數(shù)據(jù)的對(duì)齊過程中，零件實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)也隨著對(duì)齊至裝配好葉片的轉(zhuǎn)子三維模型中，理論上如果葉片數(shù)據(jù)與參考基準(zhǔn)完全一致時(shí)，實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yl, Zl, 01”也應(yīng)與模型中的理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”相重合，然而由于存在裝配偏差，其無法達(dá)到重合，因此，對(duì)齊后的實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)與模型中的坐標(biāo)系的偏差即可表征第一組葉片的裝配精度；(4)依次對(duì)測(cè)得的各組葉片數(shù)據(jù)，實(shí)施步驟四中(I)至(3)步操作，即可得到各組葉片的裝配精度數(shù)據(jù)。上述步驟五中:( I)葉片裝配位置偏差值的確定葉片裝配位置偏差值為其實(shí)際位置與理論位置之間的偏差，可由步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yl，Zl，01”中的原點(diǎn)“01 ”在模型理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”下的坐標(biāo)值“^^…^”所表示；
(2)葉片裝配角度偏差值的確定a，葉片裝配周向角度偏差值Θ葉片的周向角度偏差值Θ為葉片實(shí)際中心軸1-3-2-1與葉片理論中心軸間的夾角，可由在步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Y1，Z1，01”中的“XI”軸投影至“X，Y”面，該投影線與“X”軸間的夾角Q1K表征；b，葉片裝配徑向角度偏差值Ct葉片的徑向角度偏差值α為葉片沿徑向剖面，理論位置與實(shí)際位置間的偏轉(zhuǎn)角度，可由步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yi, Zl, 01”中的“Ζ1”軸投影至葉片的徑向剖面，該投影線與“Ζ”軸間的夾角a !所表征。上述激光檢測(cè)設(shè)備為關(guān)節(jié)臂式激光測(cè)量機(jī)。本發(fā)明具有如下有益效果，本發(fā)明以葉片工作面為測(cè)量目標(biāo)，采集整個(gè)工作面上各點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)，以所采集到得幾萬個(gè)測(cè)量點(diǎn)為基礎(chǔ)，計(jì)算出葉片的裝配偏差，可真實(shí)完整地表征出葉片的裝配偏差，極大地提高其測(cè)量精度，為葉片的后期安裝調(diào)整提供了精度保障。


圖1是組合式船用螺旋槳推進(jìn)器轉(zhuǎn)子示意
圖2是圖1中的葉片示意圖；圖3是圖1中的葉片葉面示意圖；圖4是本發(fā)明采用關(guān)節(jié)臂式激光測(cè)量機(jī)測(cè)量原理示意圖；圖5是采用本發(fā)明葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法的葉片實(shí)際坐標(biāo)系建立示意圖；圖6是采用本發(fā)明葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法的葉片裝配周向角度偏差值示意圖；圖7是采用本發(fā)明葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法的葉片裝配徑向角度偏差值示意圖；圖中，1.葉片，1-1.葉面，1-2.葉背，1-3.導(dǎo)向柱，1_3_1.定位卡槽，1_3_2.葉片理論中心軸，1-3-2-1.葉片實(shí)際中心軸，2.槳轂，2-1.裝配孔，2-6.中心軸孔，2-7.槳轂端面，3.測(cè)量曲面。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，使用激光測(cè)量設(shè)備，該種設(shè)備只要同時(shí)具備打點(diǎn)測(cè)量和激光掃描測(cè)量功能，均可用于實(shí)施本發(fā)明中的方法，如關(guān)節(jié)臂式激光測(cè)量機(jī)，其測(cè)量原理如圖4所示，以其自身為基準(zhǔn)坐標(biāo)系如圖中的X，Y，Z，O可測(cè)量周圍各點(diǎn)的實(shí)際空間坐標(biāo)，如圖5中所示的測(cè)量曲面3上個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。然而測(cè)量曲面3三維建模時(shí)的坐標(biāo)系為圖中的XI，Yl，Z1，01坐標(biāo)系，因此，為了對(duì)比測(cè)量數(shù)據(jù)與三維模型間的偏差，必須將測(cè)量數(shù)據(jù)坐標(biāo)系變換為三維模型坐標(biāo)系，為此使用到一種變換方式，即不斷變換測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，當(dāng)計(jì)算所有測(cè)量點(diǎn)與三維模型曲面間平均偏差達(dá)到最小值時(shí)即認(rèn)為變換完成，而該種方法也是本發(fā)明中所使用到的，可稱其為“偏差最小值對(duì)齊方式”。
具體按照以下步驟實(shí)施:步驟一，采集裝配前的各葉片工作曲面數(shù)據(jù)，計(jì)算平均偏差值；步驟二，建立葉片轉(zhuǎn)子的實(shí)際坐標(biāo)系；步驟三，采集裝配后的各葉片工作曲面的數(shù)據(jù)；步驟四，計(jì)算葉片裝配偏差數(shù)據(jù)；步驟五,確定葉片裝配位置偏差值和葉片裝配角度偏差值。實(shí)施例圖1是組合式船用螺旋槳推進(jìn)器轉(zhuǎn)子示意圖；按本發(fā)明中提出的檢測(cè)方法檢測(cè)偏轉(zhuǎn)角度，具體實(shí)施步驟如下:步驟一:裝配前單葉片工作曲面數(shù)據(jù)采集及偏差對(duì)比(I)使用關(guān)節(jié)臂式激光測(cè)量 機(jī)對(duì)未裝配的每個(gè)葉片上下工作曲面進(jìn)行掃描，采集工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間坐標(biāo)，采集點(diǎn)數(shù)平均500 1500點(diǎn)/cm2。(2)將所采集的每個(gè)葉片的數(shù)據(jù)及葉片標(biāo)準(zhǔn)三維模型導(dǎo)入至“三維檢測(cè)軟件”，以葉片測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)為測(cè)量目標(biāo)，以葉片三維模型中上下工作曲面為參考基準(zhǔn)，采用“偏差最小值對(duì)齊方式”對(duì)齊數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)三維模型，計(jì)算葉片工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間位置與標(biāo)準(zhǔn)三維模型間的平均偏差值(葉片序號(hào))步驟二:建立轉(zhuǎn)子實(shí)際坐標(biāo)系如圖5所示，坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”為轉(zhuǎn)子三維模型的理論坐標(biāo)系所在位置。其具體位置為“X，Y”基準(zhǔn)面位于槳轂端面2-7上，原點(diǎn)O位于槳轂2的中心軸孔2-6的圓心上，X軸所指方向?yàn)闃?上葉片裝配孔2-1的軸線方向。為建立起轉(zhuǎn)子的實(shí)際坐標(biāo)系，根據(jù)以上所述情況，考慮到轉(zhuǎn)子的實(shí)際安裝情況及測(cè)量方便，建立與轉(zhuǎn)子三維模型的理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”相對(duì)應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)系“XI，Yl，Z1，01”，其具體步驟如下:(I)將未裝有葉片的槳輪固定后，通過關(guān)節(jié)臂式激光測(cè)量機(jī)打點(diǎn)測(cè)量如圖1中的槳轂端面2-7，中心孔2-6及裝配孔2-1的數(shù)據(jù)點(diǎn)。(2)對(duì)槳轂端面2-7上的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到基準(zhǔn)“XI，Y1”平面。(3)對(duì)中心軸孔2-6測(cè)得的數(shù)據(jù)向(2)中擬合出的“X1，Y1”平面進(jìn)行投影，對(duì)投影點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓擬合，圓心即為坐標(biāo)系原點(diǎn)01。(4)對(duì)裝配孔2-1上的數(shù)據(jù)進(jìn)行圓柱擬合，擬合出軸心線，將該中心線投影至基準(zhǔn)“XI，Υ1”平面上，過原點(diǎn)01做一條指向裝配孔2-1并與投影線平行的直線“01，XI”，直線“01，XI”所指方向即為坐標(biāo)系的Xl軸方向。過原點(diǎn)01做直線“01，XI”的垂線“01，Υ1”，其為坐標(biāo)系的Yl軸方向，過原點(diǎn)01做垂直于基準(zhǔn)“XI，Υ1”平面的直線“01，Ζ1”，其為坐標(biāo)系Zl軸方向。坐標(biāo)系“XI，Yl，Zl, 01”為建立起來的實(shí)際坐標(biāo)系。步驟三:裝配后各葉片工作曲面的數(shù)據(jù)采集將所有葉片裝配于槳轂2上，以裝配孔2-1上裝配的葉片為第一個(gè)葉片，通過使用關(guān)節(jié)臂式激光測(cè)量機(jī)，依次采集到各葉片的上下工作曲面的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，采集點(diǎn)數(shù)平均500 1500點(diǎn)/cm2，所采集到的數(shù)據(jù)以同一葉片為一組的原則依次保存。步驟四:葉片裝配偏差數(shù)據(jù)獲得(I)將步驟三中第一組葉片測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)與步驟二中建立起的零件實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)導(dǎo)入至“三維檢測(cè)軟件”，并將兩組數(shù)據(jù)合并為一組。(2)將裝配好葉片的轉(zhuǎn)子三維模型也導(dǎo)入至“三維檢測(cè)軟件”。以第一組葉片測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)為測(cè)量目標(biāo)，以轉(zhuǎn)子三維模型中所對(duì)應(yīng)的葉片的葉面和葉背為參考基準(zhǔn)，采用“偏差最小值對(duì)齊方式”對(duì)齊數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)三維模型，計(jì)算第一組葉片工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間位置與標(biāo)準(zhǔn)三維模型間的平均偏差值(I) ，當(dāng)(I) 1初始一 (O 6eSK^ 土 “激光測(cè)量設(shè)備的測(cè)量精度”時(shí)，既認(rèn)為對(duì)齊完成。(3)在第一組葉片數(shù)據(jù)的對(duì)齊過程中，零件實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)也隨著對(duì)齊至裝配好葉片的轉(zhuǎn)子三維模型中，理論上如果葉片數(shù)據(jù)與參考基準(zhǔn)完全一致時(shí)，零件實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yl, Zl, 01”也應(yīng)與模型中的理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”相重合，然而由于存在裝配偏差，其無法達(dá)到重合，因此，對(duì)齊后的零件實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)與模型中的坐標(biāo)系的偏差即可表征第一組葉片的裝配精度。(4)依次對(duì)測(cè)得的各組葉片的數(shù)據(jù)，實(shí)施(I)至(3)步操作即可得到各組葉片的裝配精度數(shù)據(jù)。步驟五:葉片裝配偏差值數(shù)據(jù)分析葉片的裝配偏差為一個(gè)三維空間數(shù)據(jù)，其主要分為位置偏差值和角度偏差值。( I)葉片裝配位置偏差值分析葉片裝配位置偏差值為其實(shí)際位置與理論位置之間的偏差，可由步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yl，Zl，01”中的原點(diǎn)“01 ”在模型理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”下的坐標(biāo)值“XQ1，Yqi，Zqi ”所表示。(2)葉片裝配角度偏差值分析a，葉片裝配周向 角度偏差值Θ葉片的周向角度偏差值Θ，如圖6所示為葉片實(shí)際中心軸1-3-2-1與理論中心軸1-3-2間的夾角，可由在步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Y1，Z1，01”中的“XI”軸投影至“X，Y”面，該投影線與“X”軸間的夾角Θ i所表征。b，葉片裝配徑向角度偏差值α葉片的徑向角度偏差值α，如圖7所示為葉片沿徑向剖面，理論位置與實(shí)際位置間的偏轉(zhuǎn)角度，可由步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yl, Zl, 01”中的“Ζ1”軸投影至葉片的徑向剖面，該投影線與“Ζ”軸間的夾角α !所表征。本實(shí)施例通過采集整個(gè)葉片工作面各點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)，以所采集到得幾萬個(gè)測(cè)量點(diǎn)為基礎(chǔ)，計(jì)算出葉片的裝配偏差，避免了現(xiàn)有技術(shù)采用間接測(cè)量方式，由于所測(cè)量部分的面積有限，無法完整真實(shí)的表征葉片工作面的裝配精度，測(cè)量精度較低的問題。本發(fā)明可真實(shí)完整地表征出葉片的裝配偏差，極大地提高其測(cè)量精度，為葉片的后期安裝調(diào)整提供了精度保障。
權(quán)利要求
1.葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，其特征在于，具體操作步驟如下: 步驟一，采集裝配前的各葉片工作曲面數(shù)據(jù)，計(jì)算平均偏差值； 步驟二，建立葉片轉(zhuǎn)子的實(shí)際坐標(biāo)系； 步驟三，采集裝配后的各葉片工作曲面的數(shù)據(jù)； 步驟四，計(jì)算葉片裝配偏差數(shù)據(jù)； 步驟五，確定葉片裝配位置偏差值和葉片裝配角度偏差值。
2.如權(quán)利要求1所述的葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟一包括: (1)使用激光測(cè)量設(shè)備對(duì)未裝配的每個(gè)葉片上下工作曲面進(jìn)行掃描，采集工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間坐標(biāo)，采集點(diǎn)數(shù)平均500 1500點(diǎn)/cm2 ； (2)將所采集的每個(gè)葉片的實(shí)際空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)及葉片標(biāo)準(zhǔn)三維模型導(dǎo)入至三維檢測(cè)軟件，以葉片測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)為測(cè)量目標(biāo)，以葉片三維模型中上下工作曲面為參考基準(zhǔn)，采用偏差最小值對(duì)齊方式對(duì)齊數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)三維模型，計(jì)算葉片工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間位置與標(biāo)準(zhǔn)三維模型間的平均偏差值6e_ ； 偏差最小值對(duì)齊方式為不斷變換測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，當(dāng)所有測(cè)量點(diǎn)與三維模型曲面間平均偏差達(dá)到最小值時(shí)即認(rèn)為變換完成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟二包括建立與轉(zhuǎn)子三維模型的理論坐標(biāo)系“X，Y，Z, O”相對(duì)應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)系“XI，Yl，Zl, 01”，其具體步驟如下: (1)將未裝有葉片的槳輪固定后，通過激光測(cè)量設(shè)備打點(diǎn)測(cè)量槳轂端面、中心軸孔及裝配孔的數(shù)據(jù)點(diǎn)； (2)對(duì)槳轂端面上的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到基準(zhǔn)“XI，Y1”平面； (3)對(duì)中心軸孔測(cè)得的數(shù)據(jù)向步驟(2)中擬合出的“X1，Y1”平面進(jìn)行投影，對(duì)投影點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓擬合，圓心即為坐標(biāo)系原點(diǎn)01 ； (4)對(duì)裝配孔上的數(shù)據(jù)進(jìn)行圓柱擬合，擬合出軸心線，將該中心線投影至基準(zhǔn)“XI，Υ1”平面上，過原點(diǎn)01做一條指向裝配孔并與投影線平行的直線“01，XI”，直線“01，XI”所指方向即為坐標(biāo)系的Xl軸方向；過原點(diǎn)01做直線“01，Χ1”的垂線“01，Υ1”，其為坐標(biāo)系的Yl軸方向，過原點(diǎn)01做垂直于基準(zhǔn)“XI，Υ1”平面的直線“01，Ζ1”，其為坐標(biāo)系Zl軸方向；坐標(biāo)系“XI，Yl, Zl, 01”為建立起來的實(shí)際坐標(biāo)系。
4.如權(quán)利要求3所述的葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟三為將所有葉片(I)裝配于槳轂(2)上，以裝配孔(2-1)上裝配的葉片(I)為第一個(gè)葉片，通過使用激光測(cè)量設(shè)備，依次采集到各葉片(I)的上下工作曲面的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，采集點(diǎn)數(shù)平均500 1500點(diǎn)/cm2，所采集到的數(shù)據(jù)以同一葉片(I)為一組的原則依次保存。
5.如權(quán)利要求4所述的葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟四包括: (1)將步驟三中第一組葉片測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)與步驟二中建立起的實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)導(dǎo)入至三維檢測(cè)軟件,并將兩組數(shù)據(jù)合并為一組； (2)將裝配好葉片的轉(zhuǎn)子三維模型也導(dǎo)入至三維檢測(cè)軟件，以第一組葉片測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)為測(cè)量目標(biāo)，以轉(zhuǎn)子三維模型中所對(duì)應(yīng)的葉片的葉面和葉背為參考基準(zhǔn)，采用偏差最小值對(duì)齊方式對(duì)齊數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)三維模型，計(jì)算第一組葉片工作面上各點(diǎn)的實(shí)際空間位置與標(biāo)準(zhǔn)三維模型間的平均偏差值(I) Iss，當(dāng)(I) 6_始一 (O 6eSK^ 土 “激光測(cè)量設(shè)備的測(cè)量精度”時(shí)，既認(rèn)為對(duì)齊完成； (3)在第一組葉片數(shù)據(jù)的對(duì)齊過程中，零件實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)也隨著對(duì)齊至裝配好葉片的轉(zhuǎn)子三維模型中，理論上如果葉片數(shù)據(jù)與參考基準(zhǔn)完全一致時(shí)，實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Y1，Zl, Ol”也應(yīng)與模型中的理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”相重合，然而由于存在裝配偏差，其無法達(dá)到重合，因此，對(duì)齊后的實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)與模型中的坐標(biāo)系的偏差即可表征第一組葉片的裝配精度； (4)依次對(duì)測(cè)得的各組葉片數(shù)據(jù)，實(shí)施步驟四中(I)至(3)步操作，即可得到各組葉片的裝配精度數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟五中包括: (O葉片裝配位置偏差值的確定 葉片裝配位置偏差值為其實(shí)際位置與理論位置之間的偏差，可由步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yl，Zl，01”中的原點(diǎn)“01 ”在模型理論坐標(biāo)系“X，Y，Z，O”下的坐標(biāo)值“X01, Y01, Zqi ” 所表示； (2)葉片裝配角度偏差值的確定 a,葉片裝配周向角度偏差值Θ 葉片的周向角度偏差值Θ為葉片實(shí)際中心軸1-3-2-1與葉片理論中心軸間的夾角，可由在步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Yl, Zl, 01”中的“XI”軸投影至“X，Y”面，該投影線與“X”軸間的夾角Q1K表征； b,葉片裝配徑向角度偏差值α 葉片的徑向角度偏差值α為葉片沿徑向剖面，理論位置與實(shí)際位置間的偏轉(zhuǎn)角度，可由步驟四中獲得的葉片實(shí)際坐標(biāo)系數(shù)據(jù)“XI，Υ1，Ζ1，01”中的“Ζ1”軸投影至葉片的徑向剖面，該投影線與“Ζ”軸間的夾角\所表征。
7.如權(quán)利要求6所述的葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，其特征在于，所述激光檢測(cè)設(shè)備為關(guān)節(jié)臂式激光測(cè) 量機(jī)。
全文摘要
葉片類零件裝配精度檢測(cè)方法，具體操作步驟如下步驟一，采集裝配前的各葉片工作曲面數(shù)據(jù)，計(jì)算平均偏差值；步驟二，建立葉片轉(zhuǎn)子的實(shí)際坐標(biāo)系；步驟三，采集裝配后的各葉片工作曲面的數(shù)據(jù)；步驟四，計(jì)算葉片裝配偏差數(shù)據(jù)；步驟五，確定葉片裝配位置偏差值和葉片裝配角度偏差值。本發(fā)明以葉片工作面為測(cè)量目標(biāo)，采集整個(gè)工作面上各點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)，以所采集到得幾萬個(gè)測(cè)量點(diǎn)為基礎(chǔ)，計(jì)算出葉片的裝配偏差，可真實(shí)完整地表征出葉片的裝配偏差，極大地提高其測(cè)量精度，為葉片的后期安裝調(diào)整提供了精度保障。
文檔編號(hào)G01B11/00GK103245291SQ20131014398
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者李柏, 魏昂, 艾鑫, 劉永明, 賈德潔, 焦修勤, 魯寧斌 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所