发明内容

本发明的目的是设计一种基于双非接触式传感器的针对发动机叶片榫根宽度测量的测量装置及其对应的测量方法，可一次性得到发动机叶片榫根宽度的高精度测量数据，实现对叶片榫根宽度进行无损、精密、高效的测量。

本发明提供了一种发动机叶片榫根宽度测量装置及其测量方法。

本发明提供的技术方案是：

首先提出了一种发动机叶片榫根宽度测量装置及测量方法，其中测量装置有两个非接触式传感器，可一次性得到发动机叶片榫根的高精度测量数据。该测量装置包含柜式测量设备(1)、控制台交互界面(2)、大理石底座平台(3)、传感器定位台(4)、夹具(5)、发动机叶片(6)、Z轴丝杠(7)、非接触式激光传感器(8)、垂直升降平台(9)、水平移动平台(10)、Y轴丝杠(11)、数据采集装置(12)、标定球(13)。

该装置上的传感器定位台(4)、水平运动台(10)固定在大理石底座平台(3)上，其中两个非接触式激光传感器(8)固定在两个传感器定位台(4)上。

发动机叶片(6)装夹在夹具(5)上，可通过t型手柄将叶片固定在夹具(5)内，为了保证测量精度，夹具(5)的中心轴线应与垂直升降平台(9)台面的中心轴线同轴。该夹具固定在垂直升降平台(9)上，并且垂直升降平台固定在水平运动平台上，通过Y轴丝杠(11)可以实现垂直升降平台在水平方向上移动，从而使得发动机叶片可以沿Y轴方向移动；通过Z轴丝杠(7)可以实现垂直升降平台在竖直方向上移动，从而使得叶片可以在沿Z轴方向移动。从而非接触式传感器(8)可以获取到叶片榫根宽度的数据。柜式测量设备(1)下面的柜子里装有数据采集装置(12)进行数据的采集和存储。其左侧悬挂控制台交互界面(2)，从而可以实时显示测量结果。

本发明同时提供了基于以上装置的针对发动机叶片榫根宽度测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：设备安装与传感器定位

将控制台交互界面(2)与数据采集装置(12)及非接触式传感器(8)相连。将传感器定位台(4)固定在大理石底座平台(3)上，调节传感器定位台(4)的位置，使得水平运动平台(10)的中心到传感器定位台(4)两边的距离相等。将非接触式传感器(8)安装在传感器定位平台上，使得两个传感器发射光束必须同轴。通过夹具(5)将发动机叶片(6)装夹定位，并通过t型手柄进行固定，将夹具(5)通过螺钉与垂直升降平台(9)固定；可以控制发动机叶片(6)通过调节垂直升降平台和水平运动平台在竖直方向和水平方向上移动，使其可以获取到发动机叶片榫根宽度(6)的数据。同时可以在界面(2)中显示出非接触式传感器(8)获取的测量数据。

步骤S2:测量装置标定

设备安装好及非接触式激光传感器(8)位置固定好之后，取下发动机叶片(6)，将标定球放(13)固定在夹具(5)上，调节水平运动平台(10)、垂直升降平台(9)到两个非接触传感器中心，启动测量软件，对标定球(13)表面数据进行测量，得到测量数据后，根据标定球(13)的已知尺寸，对数据进行拼合，得到点云数据拼合坐标变换矩阵。

步骤S3：发动机叶片榫根宽度测量

测量装置安装与调试结束后，将取下标定球(13)，将发动机叶片(6)固定在其夹具上，将测量系统初始化，移动水平运动平台(10)至测量区域，打开非接触式激光传感器(8)，移动垂直升降台(9)至待测位置，再移动水平运动平台使得非接触式传感器(8)获取叶片榫根宽度完整的表面尺寸数据。

步骤S4：发动机叶片榫根宽度测量数据拼合

结合测量装置标定步骤中得到的标准球点云数据拼合而取得的坐标变换矩阵，通过该坐标变换矩阵对测量的叶片榫根宽度的数据进行拼合，从而得到叶片榫根宽度表面的测量数据，对该数据进行处理，即可得到叶片榫根宽度的尺寸数据。

本发明的有益效果是：

1、测量过程中，通过两个非接触式传感器进行测量，避免了发动机叶片多次装夹移动带来的测量误差，可以高效地得到发动机叶片榫根宽度的测量数据。并且只需移动两个轴就可以完成测量，结构简单、操作简便。

2.测量范围广、性能可靠、自动化程度高，本发明装置中的激光传感器不仅可以获取密集的叶片榫根宽度表面的点云数据，也可以获取叶片等其他测量数据。

3.测量效率高，该装置在测量过程中，不接触叶片，可同时获取大量轮廓尺寸数据，相比于三坐标测量机具有高的测量效率，有效实现对叶片榫根宽度进行无损、精密、高效的测量。

4.使用一个集线器在一台PC上同时操作多个传感器，无需任何额外硬件。