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2008年10月北京航空航天大学学报October2008

第34卷第10期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVo.l34No10

基于CAD模型的涡轮叶片误差检测系统
席平孙肖霞

(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191)

摘要:涡轮叶片型面误差检测是其制造过程中的重要环节.研究了涡轮叶片型面
误差检测关键技术的实现方法,提出了基于测量数据的叶片截面关键参数的自动提取方法以
及测量数据与计算机辅助设计(CAD)模型的坐标配准方法,制定了衡量叶片截面轮廓度、倾
斜度、弯曲度和扭曲度的评估指标,并基于UG平台开发了叶片型面误差检测系统.应用实例
表明,该系统可显著提高叶片的误差检测速度和分析质量.
关键词:涡轮叶片;误差评估;特征提取;坐标配准
中图分类号:TP391.7
文献标识码:A文章编号:10015965(2008)10115904

ErroranalysissystemofturbinebladebasedonCADmodel
XiPingSunXiaoxia
(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)
Abstrac:tTheerroranalysisofbladesurfaceisveryimportantduringtheprocessofturbineblademanu
facture.Firstly,keytechnologiesofsurfaceinspectionwerestudied,andthecrucialparametersautomation
extractionalgorithmforbladesectionfrommeasureddatawasproposed.Nex,ttheregistrationmethodbetween
measureddataandcomputeraideddesign(CAD)modelwasgiven.Meanwhile,severalindexesofevaluation
forbladewereputforward,suchasprofileerror,angularityerror,cambererrorandtwisterror.Finally,the
erroranalysissystemofturbinebladewasdevelopedbasedonUG.Successfulexperimentalresultsshowthat
thissystemcanimprovetheefficiencyandqualityofbladesurfaceinspection.
Keywords:turbineblade;erroranalysis;featureextraction;coordinateregistration

涡轮叶片是关系到发动机性能和安全的高负其他截面特征参数的误差值,而且还可用于检测
荷零件,严格控制叶片的制造质量是叶片制造中决定叶片气动、强度、振动及叶栅通道流动性能的
的关键问题,因此叶片检测是叶片制造技术中的弯曲度、扭转度和偏斜度.
重要内容,在叶片制造总工作量中叶片检测工作
量占相当大的比例[1].叶片型面误差检测具有形1数据预处理
状复杂、工作量大、技术条件和尺寸精度要求严格在数据采集中,为保证检测精度,通常采用密
等特点.叶身是叶片的核心部分,是根据空气动力集的采样方式,而在误差分析时通常需要分布较
学和流体力学理论通过复杂的数值计算并经试验为均匀且数量不多的点,应该根据特定的精简原
修正而设计的复杂空间型面,传统的样板检测、光则去除冗余数据.另外,测量数据的初始排列顺序
学投影检测等方法检测精度低,已经不能满足工可能是杂乱无章的,因此在数据精简之前,需要将
[2]
程需求.近年来,通过先进的激光扫描设备或测量数据按照相邻的拓扑关系进行重新排列.
工业CT可以快速获取叶片截面的三维坐标1.1测量点排序
值[3],因此,本文研究了基于CAD模型的涡轮叶对测量点按最近邻顺序排序可以归结为组合
型尺寸检测系统,不仅能检测规定的剖面型线及最优化中的旅行商问题(TSP).现今可以解决该

收稿日期:20071019
作者简介:席平(1954-),女,陕西西安人,教授,[e-mail].
1160北京航空航天大学学报2008年

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