【摘 要】
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叶片是航空发动机的心脏部件，直接决定发动机的性能、安全与寿命，叶片型面测量贯穿叶片制造的全过程，严重影响叶片的加工质量和发动机性能。叶片型面测量的传统方法精度和效率较
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叶片是航空发动机的心脏部件，直接决定发动机的性能、安全与寿命，叶片型面测量贯穿叶片制造的全过程，严重影响叶片的加工质量和发动机性能。叶片型面测量的传统方法精度和效率较低，不能适应叶片现场测量和集成制造的要求，其发展趋势是三坐标测量。本文以某型航空压气机小而薄型叶片为研究对象，针对测量精度(±0.01mm)、测量速度(4分钟/叶片)和现场测量的可靠性要求，提出了基于“激光点光源三角法测头(即OTDS)”和“改进的立柱移动型卧镗式框架结构”的压气机叶片型面四坐标专用测量方案。
论文的工作主要包括以下四个方面：1.结合叶片型面曲线的特点和叶片集成制造的要求，采用NURBS曲线插值方法进行叶片型面建模，提出并证明了节点矢量影响NURBS曲线的一般规律，在此基础上提出了确定NURBS插值曲线节点矢量的节点因子法(KFM)。
2.提出了叶片型面四坐标专用测量系统的关键算法，包括基于KFM的叶片理论型面建模、面向OTDS的测量路径规划、面向叶片测量的OTDS误差补偿、测量装备误差补偿、系统可靠性等。
3.提出了小而薄型叶片边缘检测的系统方法，包括基于KFM的等距采样法、与制造误差解耦的叶片边缘参数的建模方法、叶片边缘检测结论的综合评价方法等，并在叶片边缘测量中得到初步应用。
4.基于上述叶片型面测量的专用算法，研制了BLM001型航空压气机叶片型面四坐标激光测量仪样机，进行了样机误差和结构参数测量、样机校准、样机精度评定和叶片型面测量对比等实验，证明了算法的正确性和可行性。
沈阳黎明公司的现场鉴定实验表明：BLM001型样机的测量精度、速度和可靠性均已达到给定指标；与传统CMM相比，叶片型面四坐标专用测量系统测量速度更快，能够实现现场测量和边缘测量，更加适合小而薄型叶片型面的测量。
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