叶片四坐标测量平台及光谱共焦位移传感器空间校准方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115752248A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211360414.6(22)申请日2022.11.02(71)申请人通用技术集团哈尔滨量具刃具有限责任公司地址150040黑龙江省哈尔滨市香坊区和平路44号(72)发明人张蕾张海亮于思淼杨福来代安裕米艳强李飞周洪燕(74)专利代理机构哈尔滨东方专利事务所23118专利代理师陈晓光(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称叶片四坐标测量平台及光谱共焦位移传感器空间校准方法(57)摘要叶片四坐标测量平台及光谱共焦位移传感器空间校准方法。传感器的安装过程中，不可避免的将引入安装误差，导致传感器的实际出光方向与四坐标测量平台的X坐标轴不平行，在传感器使用过程中存在线性误差。本发明组成包括：底座、立轴运动结构、X轴运动结构、Y轴运动结构、Z轴运动结构和C轴运动结构；立轴运动结构上固定有顶尖支臂（5）；Z轴运动结构固定在Y轴运动结构上，带动Z轴运动结构沿Y轴运动；X轴运动结构固定在Z轴运动结构上，带动X轴运动结构沿Z轴运动；X轴运动结构上固定有传感器，带动传感器沿X轴运动；底座上固定有C轴运动结构。本发明用于光谱共焦位移传感器空间校准。CN115752248ACN115752248A权利要求书1/2页1.一种叶片四坐标测量平台，其特征是：其组成包括底座、立轴运动结构、X轴运动结构、Y轴运动结构、Z轴运动结构和C轴运动结构；所述的立轴运动结构上固定有顶尖支臂；所述的Z轴运动结构固定在所述的Y轴运动结构上，带动所述的Z轴运动结构沿Y轴运动；所述的X轴运动结构固定在所述的Z轴运动结构上，带动所述的X轴运动结构沿Z轴运动；所述的X轴运动结构上固定有传感器，带动所述的传感器沿X轴运动；所述的底座上固定有所述的C轴运动结构。2.根据权利要求1所述的叶片四坐标测量平台，其特征是：所述的立轴运动结构包括顶尖立柱和立柱电机，所述的顶尖立柱上固定有立柱导轨，所述的立柱电机的输出端固定有驱动丝杠，所述的驱动丝杠与所述的顶尖支臂螺纹连接。3.根据权利要求1所述的叶片四坐标测量平台，其特征是：所述的Y轴运动结构包括固定在底座上的Y轴驱动直线电机和Y轴导轨，所述的Y轴导轨与Y轴滑板滑动配合。4.根据权利要求1所述的叶片四坐标测量平台，其特征是：所述的Z轴运动结构包括固定在Y轴滑板上的Z轴立柱、Z轴驱动直线电机、Z轴导轨和Z轴滑板，所述的Z轴导轨和所述的Z轴驱动直线电机固定在所述的Z轴立柱上，所述的Z轴滑板与所述的Z轴导轨滑动配合。5.根据权利要求1所述的叶片四坐标测量平台，其特征是：所述的X轴运动结构包括固定在Z轴滑板上的X轴驱动电机和X轴导轨，所述的X轴导轨与X轴滑板滑动配合，所述的X轴滑板上固定有所述的传感器。6.一种权利要求1‑5之一所述的叶片四坐标测量平台的光谱共焦位移传感器空间校准方法，其特征是：该方法包括如下步骤：步骤一：叶片四坐标测量平台是一个包含三个直线轴和一个回转轴的用于测量航空发动机叶片的四坐标测量机；计算机控制叶片四坐标测量平台的各轴电机，实现各坐标轴按照预定的路径运动，使光谱共焦位移传感器相对叶片的运动轨迹为齿面测量曲线，传感器在相对运动的同时，计算机同步采集各光栅轴的实际位置和传感器示值，并将采集到的数据与叶片的理论型面的位置进行比较，从而完成对航空发动机叶片的型面检测；建立传感器坐标系、光栅坐标系、仪器坐标系以及工件坐标系；传感器坐标系为原点在传感器的量程起点处；光栅坐标系为光栅零位处原点；仪器坐标系由光栅坐标系和传感器坐标系合成：；工件坐标系为由叶片工件给出的坐标系原点；变换坐标系，由光谱共焦位移传感器扫描叶片型面得到的测量数据经过坐标系变换，换算到工件坐标系，再通过和叶片理论型面比较计算出误差；步骤二：安装基准平面于叶片四坐标测量平台的转台上，该基准平面为与仪器Y轴平行，并与Z轴成角的平面；步骤三：计算机控制叶片四坐标测量平台的主轴带动基准平面顺时针旋转角，然后2CN115752248A权利要求书2/2页手动调整传感器的位置，使其确保射出的光照射到基准平面上，从而测定出基准平面的初始位置；步骤四：根据基准平面位置规划出位移传感器空间校准的两条扫描路径，扫描起点与终点为传感器的线性量程的起点和终点，在基准平面上规划出十字形扫描路径；步骤五：进行规划路径扫描之前，实时采集当前传感器的坐标值；控制叶片四坐标测量平台的运动轴在基准平面上动态实时扫描步骤四中的十字形测量轨迹，并实时采集每个扫描位置的坐标值；步骤六：传感器安装于叶片四坐标测量平台后，由于安装误差等因素不可避免的将导致其出光方向与平台的X轴不平行，在作为位移传感器使用进行叶片型