本發(fā)明屬于機(jī)械加工檢測領(lǐng)域，具體涉及一種用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測裝置及檢測方法，通過一次定位滿足在三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸方向量程不足的情況下，實現(xiàn)大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的完整測量。

背景技術(shù)：

整體葉盤由葉片與壓氣機(jī)盤一體加工而成，每個葉盤均布著幾十個葉片，葉片間的間距窄小，且大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的葉展長，弦長寬，使得整體葉盤葉片型面檢測難度較大。通常使用三坐標(biāo)測量機(jī)在測量整體葉盤葉片時，一般有兩種裝夾方式為葉盤軸線豎直裝夾和葉盤軸線水平裝夾，但是在測量大型風(fēng)扇整體葉盤時都存在缺陷。

(1)葉盤軸線豎直裝夾存在的問題：

葉盤軸線豎直裝夾，即葉盤軸線與三坐標(biāo)測量機(jī)平臺垂直，這種裝夾方式通過一次裝夾不能完整測量整個葉型，測量過程中需要“翻盤”，即首先將葉盤葉片的進(jìn)氣邊朝上放置，完成所有可以測量到的葉型數(shù)值后，再將葉盤葉片的排氣邊朝上放置，完成剩余沒有測量的葉型，將兩次測量數(shù)據(jù)進(jìn)行“拼接”，再分析葉型各參數(shù)，翻盤的過程存在以下問題：1)測量準(zhǔn)確性問題：第一次測量時，利用圖紙標(biāo)注的基準(zhǔn)面建立坐標(biāo)系，在“翻盤”后，重新建立坐標(biāo)系，兩次坐標(biāo)系使用的基準(zhǔn)不是同一測量元素，需要基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，在基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程中，會存在誤差；同一截面的葉型是“翻盤”前后兩次測量數(shù)據(jù)拼接起來的，兩次測量數(shù)據(jù)的葉片截面高度存在差異，直接影響評價的準(zhǔn)確性。2)評價效率問題：由于同一截面的葉型數(shù)據(jù)不是在同一坐標(biāo)系下測量完成，三坐標(biāo)測量機(jī)軟件不能自動生成葉片專用分析軟件所需要的固定格式，需要將每個截面的測量數(shù)據(jù)導(dǎo)出后按照一次的數(shù)據(jù)順序和格式進(jìn)行手動修改，評價效率較低。

(2)葉盤軸線平行裝夾存在的問題：

葉盤軸線平行裝夾，即葉盤軸線與三坐標(biāo)測量機(jī)平臺平行，這種裝夾方式是將整體葉盤通過一定的裝置，豎直固定在三坐標(biāo)測量機(jī)床上，并留有足夠的檢測空間，這種裝夾方式需要三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸量程大于整體葉盤的直徑，但是目前對于大型風(fēng)扇整體葉盤的最大外徑一般都大于三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸量程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測裝置及檢測方法，無需進(jìn)行“翻盤”檢測，并且能夠在三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸方向量程不足的情況下實現(xiàn)整體葉盤葉型的完整測量，檢測準(zhǔn)確高效。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測裝置采用的技術(shù)方案為：

包括用于安裝整體葉盤的平板，平板固定在傾角能夠調(diào)整的支架組件上，平板的中心設(shè)有與整體葉盤中心孔相配合并且能夠自身轉(zhuǎn)動的滾輪；所述的支架組件包括底板，底板上呈矩形布置有四根方鋼，通過四根方鋼并排支承有兩根橫梁，橫梁的兩端焊接有兩個側(cè)擋板，側(cè)擋板上面裝有用于轉(zhuǎn)動的定位軸并開設(shè)有用于確定平板傾斜度的插銷孔及螺紋孔；平板的底部對稱連接有兩塊支板，兩塊支板上均開設(shè)有圓弧形的滑槽。

所述兩塊支板包括開設(shè)有多個定位銷孔與滑槽的第一支板以及僅開設(shè)有滑槽的第二支板。

所述的橫梁兩端分別與支板平行固定有第一側(cè)擋板以及第二側(cè)擋板，第一支板上通過吊鏈系有用于連接第一側(cè)擋板與第一支板的插銷。

所述的第一支板上均勻開設(shè)有16個均布的定位銷孔，定位銷孔之間的分度為5°。

所述的橫梁與方鋼之間以及底板與方鋼之間均設(shè)置有三角形筋板。

所述的平板為圓形，兩塊支板均為四分之一圓弧形。

本發(fā)明用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測方法采用的技術(shù)方案，包括以下步驟：

包括以下步驟：

步驟一：將檢測裝置固定在三坐標(biāo)測量機(jī)平臺上；

步驟二：通過同時旋轉(zhuǎn)兩塊支板使平板傾斜；

步驟三：用螺栓分別穿過兩塊支板的滑槽與兩個側(cè)擋板上的螺紋孔擰緊，將兩塊支板與檢測裝置的支架組件進(jìn)行固定；

步驟四：將整體葉盤的中心孔套裝在滾輪上，整體葉盤底部與旋轉(zhuǎn)平板貼合；

步驟五：轉(zhuǎn)動整體葉盤，將待測量的第一個葉片旋轉(zhuǎn)到葉盤中心孔軸線的正上方，調(diào)整三坐標(biāo)測量機(jī)的測頭角度分別從葉片進(jìn)氣邊側(cè)通道和排氣邊側(cè)通道探入掃描葉片葉型；

步驟六：第一個葉片的檢測完成檢測后，轉(zhuǎn)動整體葉盤使第二個測量葉片旋轉(zhuǎn)到第一個測量葉片的位置，采用同步驟五所述方法掃描葉片葉型，依次類推，完成所有葉片的檢測。

所述的葉片葉型在掃描時使每個掃描段的起始點(diǎn)、方向點(diǎn)、終止點(diǎn)方向一致，每個葉片截面掃描段組合成的型線統(tǒng)一。

所述的葉片葉型在掃描時，后一葉片測量坐標(biāo)系在前一葉片測量坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，葉片積疊軸方向的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)角度V，其中V＝(360/N)*(V1-1))，式中V1為測量的葉片序號，N為整體葉盤的總?cè)~片數(shù)。

所述的整體葉盤在三坐標(biāo)測量機(jī)中的高度調(diào)整至：整體葉盤葉片最大外徑/cos(α)<三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸方向最大測量高度-(三坐標(biāo)測量機(jī)測頭長度+三坐標(biāo)測量機(jī)測針長度)，式中的α為整體葉盤的傾斜角；

所述的兩塊支板包括開設(shè)有16個均布定位銷孔與滑槽的第一支板以及僅開設(shè)有滑槽的第二支板，定位銷孔之間的分度為5°，所述的橫梁兩端分別與支板平行固定有第一側(cè)擋板以及第二側(cè)擋板，第一支板上系有用于連接第一側(cè)擋板與第一支板的插銷；當(dāng)α＝0°時，通過插銷將第一支板的第1個定位銷孔與第一側(cè)擋板固定，平板與平臺平行，整體葉盤被測量葉片在測量機(jī)中處于最低位置；當(dāng)α＝90°時，通過插銷將第一支板的第16個定位銷孔與第一側(cè)擋板固定，平板與平臺垂直，整體葉盤被測量葉片在測量機(jī)中處于最高位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：通過使整體葉盤進(jìn)行傾斜，避免了傳統(tǒng)“翻盤”檢測由于兩次坐標(biāo)系使用的基準(zhǔn)不同帶來的測量誤差，檢測效率較低，以及兩次測量數(shù)據(jù)在“拼接”過程中造成的數(shù)據(jù)處理誤差，同時本發(fā)明也解決了三坐標(biāo)測量機(jī)量程不夠的問題，為寬弦長，大曲率葉型等大型復(fù)雜風(fēng)扇整體葉盤葉片的準(zhǔn)確、高效檢測提供了一種測量裝置及方法，本發(fā)明同時也適用于閉式整體葉環(huán)的測量，經(jīng)濟(jì)實用。

附圖說明

圖1本發(fā)明檢測裝置整體結(jié)構(gòu)的主視示意圖；

圖2本發(fā)明檢測裝置整體結(jié)構(gòu)的右視示意圖；

圖3本發(fā)明檢測裝置整體結(jié)構(gòu)的局部俯視示意圖；

圖4本發(fā)明檢測裝置支架的總體結(jié)構(gòu)示意圖：

4-a為支架的主視圖，4-b為4-a的右視圖，4-c為4-a的俯視圖；

圖5本發(fā)明檢測裝置第一支板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本發(fā)明檢測裝置第二支板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7本發(fā)明檢測裝置平板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-底板，2-筋板，3-第一側(cè)擋板，4-第二側(cè)擋板，5-方鋼，6-插銷，7-第一支板，8-第一螺釘，9-滾輪，10-第二螺釘，11-第二支板，12-平板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1-7，本發(fā)明整體葉盤葉片的檢測裝置在結(jié)構(gòu)上包括底板1，筋板2，第一側(cè)擋板3，第二側(cè)擋板4，方鋼5，插銷6，第一支板7，第一螺釘8，滾輪9，第二螺釘10，第二支板11以及平板12。底板1，筋板2，第一側(cè)擋板3，第二側(cè)擋板4，方鋼5焊接為支架。平板12、方鋼5、筋板2、兩個支板、兩個側(cè)擋板的大小由三坐標(biāo)測量機(jī)的量程及風(fēng)扇葉盤大小而定。插銷6用吊鏈系在方鋼5上，連接第一側(cè)擋板3與第一支板7。滾輪9共有三個，夾角分別為60°、150°和150°，用第二螺釘10固定在平板12的中心，滾輪9能夠自如旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明第二支板11和第一支板7的直邊端與平板3用第二螺釘10固定，兩個支板帶螺紋孔的一端用第一螺釘8與對應(yīng)的第二側(cè)擋板4、第一側(cè)擋板3固定。第一支板7上有16個均布的定位銷孔，16個均布的定位銷孔在同一節(jié)圓上，且節(jié)圓圓心在第一螺釘8的中心上，定位銷孔之間的分度為5°。第二支板11上有一凹槽，該凹槽為1/4圓弧，與第一支板7上的節(jié)圓半徑相同，位置對稱，凹槽寬度與第一支板上的孔直徑相同。

本發(fā)明用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測方法為：

1、用壓板和螺釘將整體葉盤葉片的檢測裝置固定在三坐標(biāo)測量機(jī)平臺的合適位置；

2、通過同時旋轉(zhuǎn)第一支板7和第二支板11使平板12傾斜；

3、通過第一支板7的均布孔，調(diào)整平板12傾斜角α，用插銷6將第一支板7與第一側(cè)擋板3固定，初步確定平板12的位置；

4、用螺栓分別穿過第一支板7和第二支板11的滑槽與第一側(cè)擋板3和第二側(cè)擋板4上的螺紋孔擰緊，將第一支板7、第二支板11與支架組件再次固定。

5、將整體葉盤的中心孔套裝在平板滾輪9上，整體葉盤底部與平板12貼合，轉(zhuǎn)動整體葉盤，將測量的第一個葉片旋轉(zhuǎn)到整體葉盤中心孔軸線的正上方。

6、根據(jù)圖紙要求利用合適的測頭角度編制整體葉盤上第一個葉片的測量坐標(biāo)系及葉型檢測程序。測量程序中葉型檢測路徑設(shè)置為：采用合適的三坐標(biāo)測量機(jī)測頭角度分別從葉片進(jìn)氣邊側(cè)通道和排氣邊側(cè)通道探入掃描葉片葉型，每段掃描段的起始點(diǎn)、方向點(diǎn)、終止點(diǎn)方向應(yīng)該一致，即每個葉片截面掃描段組合成的型線應(yīng)為統(tǒng)一方向。

調(diào)用測量程序完成第一個葉片的檢測，轉(zhuǎn)動葉盤使第二個測量葉片旋轉(zhuǎn)到第一個測量葉片的位置，調(diào)用第一個葉片的測量程序?qū)Φ诙€葉片進(jìn)行測量，依次類推。

測量不同葉片時，在第一個葉片測量坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，葉片積疊軸方向的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)角度V，V＝(360/N)*(V1-1))，式中的V1為測量的葉片序號，比如測量葉片為葉盤中第5個葉片V1的值為5，N為整體葉盤的總?cè)~片數(shù)。測量程序自動生成葉片專用分析軟件所需要的固定格式，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到葉片專用分析軟件中進(jìn)行葉型各參數(shù)分析。

本發(fā)明解決了“翻盤”檢測兩次坐標(biāo)系使用的基準(zhǔn)不同帶來的測量誤差，以及兩次測量數(shù)據(jù)在“拼接”過程中造成的數(shù)據(jù)處理誤差及效率問題，并通過測量支架上角度的調(diào)整，解決了三坐標(biāo)測量機(jī)量程不夠的問題。本發(fā)明為寬弦長，大曲率葉型的大型復(fù)雜風(fēng)扇整體葉盤葉片的準(zhǔn)確、高效檢測提供了一種測量方法，該方法也適用于閉式整體葉環(huán)的測量。