基于光学测量空心涡轮叶片蜡模壁厚检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102230786A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102230786A(43)申请公布日2011.11.02(21)申请号201110080193.2(22)申请日2011.03.31(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人程云勇卜昆张定华黄魁东董一巍张现东窦杨柳刘金钢杨小宁袁帅傅蒋威周丽敏乔燕张亮黄胜利徐岳琳窦杨青(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人顾潮琪(51)Int.Cl.G01B11/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于光学测量空心涡轮叶片蜡模壁厚检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于光学测量空心涡轮叶片蜡模壁厚检测方法，用光学扫描仪获取陶芯数据和蜡模数据；在陶芯和蜡模上依次进行预配准和精细配准；将陶芯和蜡模的测量模型与跟它们相垂直的平面相交，所获得交线即为跟陶芯和蜡模模型相垂直的平面所在层面上的陶芯和蜡模的对应截面线，至少取5个截面线；根据陶芯和蜡模各层位置的截面线，运用最短距离法计算得出蜡模在各层位置的壁厚；将各层面蜡模的壁厚分布沿层面高度的方向叠加，即可得到蜡模的三维壁厚分布。本发明测量成本低，简单、方便，保证壁厚计算的准确性和稳定性，易于实现批量检测测量。CN1023786ACCNN110223078602230788A权利要求书1/1页1.一种基于光学测量空心涡轮叶片蜡模壁厚检测方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1用光学扫描仪获取陶芯数据，再将陶芯压蜡，用光学扫描仪测量蜡模数据；步骤2在陶芯和蜡模上选取对应的三点进行预配准，再选取陶芯和蜡模的特征公共面进行精细配准；步骤3将陶芯和蜡模的测量模型与跟它们相垂直的平面相交，所获得交线即为跟陶芯和蜡模模型相垂直的平面所在层面上的陶芯和蜡模的对应截面线；至少取5个截面线；步骤4根据陶芯和蜡模各层位置的截面线，运用最短距离法计算得出蜡模在各层位置的壁厚；步骤5将各层面蜡模的壁厚分布沿层面高度的方向叠加，即可得到蜡模的三维壁厚分布。2.根据权利要求1所述的基于光学测量空心涡轮叶片蜡模壁厚检测方法，其特征在于：所述的最短距离法是指计算出陶芯截面线上的相应点到同一层次蜡模截面线的最短距离，以此距离作为此处蜡模的壁厚。2CCNN110223078602230788A说明书1/3页基于光学测量空心涡轮叶片蜡模壁厚检测方法技术领域[0001]本发明涉及一种空心涡轮叶片蜡模壁厚的检测方法，适用于航空、航天、兵器等精密铸造蜡模的检测。背景技术[0002]叶片的常用铸造方法是熔模精密铸造，受铸造工艺、精铸工装、材料等多种因素的影响，我国涡轮叶片精铸技术与国外有较大差距，国内研制的精铸叶片精度偏低、质量不稳、废品率很高，一直是制约我国新型航空发动机研制的瓶颈。涡轮叶片的壁厚主要通过精铸蜡型的壁厚进行保证，通过检测并剔除产生壁厚偏析漂移的精铸蜡型，可以有效提高精铸成品率。[0003]目前，应用于蜡模检测技术主要有以下几种：[0004]超声波法，测量精度不高，且存在测量盲区，其测量下限受到限制，且只能获取某些指定点处的壁厚，不能做全面的壁厚检测。[0005]电涡流法，受探头直径和试件几何尺寸的影响，测量误差大。[0006]热探针法，每测量一个点，就会留下一个针孔，测量后必须立即填补，这样既费时，又影响叶片表面质量。且由于叶片型面带有扭曲度，致使测量时不易掌握测点的法线方向，这就会造成较大误差。[0007]CT图像壁厚检测法，测量精度较高，但测量时间长、成本高。[0008]以上现有检测方法有的测量不够准确，有的测量会破坏蜡模本身，有的测量成本太高，因此均不能作为成批检测的手段。发明内容[0009]基于现有检测方法不能兼顾全面检测和低成本的问题，本发明提供一种基于光学测量的空心涡轮叶片蜡模壁厚检测方法。它集光学测量、UG二次开发于一体，实现了空心涡轮叶片蜡模的低成本、精确、全面的三维检测。[0010]本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括下述步骤：[0011]步骤1[0012]用光学扫描仪获取陶芯数据，再将陶芯压蜡，用光学扫描仪测量蜡模数据；[0013]步骤2[0014]通过光学扫描的陶芯和蜡模为两次测量结果，因此存在位置差异。首先，在陶芯和蜡模上选取对应的三点进行预配准(即陶芯与蜡模大致对齐，使得陶芯与蜡模的定位台和排气边部分基本贴合)，再选取陶芯和蜡模的特征公共面进行精细配准(即陶芯与腊模精确对齐)；[0015]步骤3[0016]将陶芯和蜡模的测量模型与跟它们相垂直的平面相交，所获得交线即为跟陶芯和蜡模模型相垂直的平面所在层面上的陶芯和蜡模的对应截面线。截面线的数量及位置可3CCNN110223078602230788A说明书2/3页