【摘 要】
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叶片是航空发动机最重要的部件,其加工精度、制造水平对航空发动机的性能有着重要影响。如何实现高精度、高效率、高可靠性的智能化检测方案是目前国家制造领域的前沿课题和研究热点。本文针对传统叶片测量系统在实际航空叶片测量时存在的一些问题,提出基于三坐标测量机的叶片型面扫描测量方案,并开发了自动化叶片扫描软件,为实现硬件的联动测量提供软件基础,本文的主要内容包括:（1）为满足航空叶片型线检测需求,本文基于三
【基金项目】
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2017年湖北省技术创新专项（重大项目）“基于光谱共焦的复杂曲面轮廓高速测量仪研制”（项目号:2017AAA001）； 国家自然科学基金“基于色散共焦的航空叶片表面测量与评定理论和关键技术研究”（项目号:51875227）；
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叶片是航空发动机最重要的部件,其加工精度、制造水平对航空发动机的性能有着重要影响。如何实现高精度、高效率、高可靠性的智能化检测方案是目前国家制造领域的前沿课题和研究热点。本文针对传统叶片测量系统在实际航空叶片测量时存在的一些问题,提出基于三坐标测量机的叶片型面扫描测量方案,并开发了自动化叶片扫描软件,为实现硬件的联动测量提供软件基础,本文的主要内容包括:（1）为满足航空叶片型线检测需求,本文基于三坐标测量机,配置高精度电动旋转台及光学色散共焦探头,构建了四自由度叶片型面坐标扫描测量装置,并完成了多坐标系统的标定及统一转换建模。（2）针对有理论模型的叶片,使用Kmeans聚类算法对测头位姿进行规划,使叶片可在较少的视场下完成扫描测量;针对无理论模型的叶片,提出一种基于局部采样点实时预测的自适应扫描方法,对采样点进行实时预测及调整。使用圆弧法规划采样步长,使得采样步长随曲率自适应分布。最后对所提出的扫描方法进行了仿真分析,证明该方法具有较高的精度及可靠性。（3）开发了硬件系统的驱动软件,为实现自动化测量提供基础。基于C#语言Winform开发平台构建软件框架,采用面向对象的技术对软件关键模块进行了设计,主要包括转台控制模块、三坐标测量机控制模块、色散共焦位移计控制模块、数据处理模块等。软件系统能够实现稳定的自动或半自动叶片型线扫描运动控制,以及数据处理、数据存储、点云可视化等功能。本文所提出的叶片扫描方法及软件程序设计能够实现高精度、高效率、高自动化的叶片型面扫描测量,满足了叶片测量要求,有一定的实际应用价值。
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