一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107451378A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710789615.0(22)申请日2017.09.05(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人黄智李凯李超王洪艳董华章(74)专利代理机构成都宏顺专利代理事务所(普通合伙)51227代理人周永宏(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G01B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图8页(54)发明名称一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法(57)摘要本发明公开了一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法，该方法包括：对待测叶片截取截面；等弧长离散截面曲线，并提取前后缘点拟合最高精度圆，与所述分层截面求交获取分段点；根据所述分段点间距将叶片截面曲线划分为前缘、叶背、叶盆、后缘四个区域；所述区域内均采用等弧长采样，分别提取前后缘的初始采样点位置数据，设置特征距离阈值，以三点为一小型萤火虫群落，在曲线上前后两点间距大于或等于该阈值时，实现所述前后缘区域内采样点按照曲率变化规律采样位置自动刷新，迭代过程中对比采样点间距之和与原始弧长，确定是否保留刷新后的采样结果。CN107451378ACN107451378A权利要求书1/1页1.一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、叶片模型数据导入，导入叶片模型并存储叶片模型的数据；S2、叶片模型数据分层并储存，将叶片截面的轮廓曲线的数据储存；S3、提取截面数据并分段，划分出叶片截面前后缘与叶盆、叶背的分段点；S4、对叶片截面中的叶盆叶背等弧长采样；S5、对叶片截面中的前缘后缘等距采样并优化采样结果；S6、规划测量路径，计算采样点在曲面上的法向量，通过偏置求取定位点和回退点，得到规划好的路径；S7、判断检查路径是否与曲线存在交点，若存在交点则返回步骤S4重新进行采样；S8、采样结束。2.根据权利要求1所述的一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法，其特征在于，所述步骤S3中的提取分层截面数据并分段，通过最小外接圆方法求取形心点，分别求与形心点距离最大的两个点记为前缘估计位置点、后缘估计位置点，在前缘估计位置点和后缘估计位置点附近分别搜索多个相邻位置的点组成前后缘点集，通过提取的前后缘点集的数据计算拟合圆的参数，改变提取点的个数求取不同点数下的拟合圆，在拟合精度最高的点集，提取其中相邻点间距最大两点作为分段点，叶型包括前缘、叶盆、叶背与后缘区域。3.根据权利要求1所述的一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法，其特征在于，所述步骤S3中，各区域内采样点数目可自由设定，根据所设定点数等弧长采样，简化计算过程。4.根据权利要求1所述的一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法，其特征在于，所述步骤S5还包括以下步骤：S51、设定特征距离阈值，连续选取三点为一组小型萤火虫群落，分别计算三点的曲率与相邻点的弧长；S52、计算前后两点的荧光值与和中间点相对前后两点荧光值；S53、通过分别对比前后两点的荧光值和中间点相对前后两点的荧光值，获取中间点移动方向并通过计算吸引度求取移动距离，更新当前点位置；S54、以移动前位置点为圆心，以到移动后后位置点的中间位置点作圆与截面型线求交，获取曲线上对应的移动点的位置，计算移动后的点与目标位置点间距；S55、若移动后的点与目标位置点间的距离大于特征距离阈值则更新数据，更新后位置点直接应用于下一组数据计算中，直至将所述叶片型面前后缘采样完毕，单次迭代过程中累加相邻点距离计算，累加结果与实际弧长比较并确定采样精度，据此判断是否保留迭代采样结果。5.根据权利要求1所述的一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法，其特征在于，所述步骤S6中计算采样点在曲面叶片上的法向量，法向偏置采样点位置一个测针半径距离生成球心测量点，继续沿法向量方向向外生成测量回退点以及避障点，根据所述点位置数据生成测量轨迹，算法中添加验证轨迹与曲面的相交性，若存在相交则退回步骤S4，更改阈值，重新计算并提取采样点，生成测量轨迹，直到测量轨迹与叶片表面无干涉。2CN107451378A说明书1/8页一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法技术领域[0001]本发明属于三坐标机测量技术领域，具体涉及一种三坐标测量叶片截面采样点提取方法。背景技术[0002]叶片是航空发动机、燃气轮机、蒸汽轮机的重要部件，其加工质量直接影响航空发动机的整体性能与寿命。采用坐标测量机(CMM)检测是一种精密的叶片测量方法，和常规测量方法相比，具备测量精度高、误差可视化、自动化程度高等特点。由于叶片本身的复杂性要求提取大量测量采样点，具备较高的测量难度。通常坐标测量机测量效率低下，迫切需