專利名稱：一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及葉片的測量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法。
背景技術(shù)：
隨著測量技術(shù)的發(fā)展，目前在葉片的測量上，大量采用三坐標(biāo)檢測，尤其是在首件 檢驗(yàn)中，三坐標(biāo)檢測越來越起到關(guān)鍵作用。一般葉片的三坐標(biāo)測量主要是通過三坐標(biāo)測量 機(jī)來完成，在測量時(shí)由三坐標(biāo)測量機(jī)自動(dòng)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法將葉片坐標(biāo)系與測量坐標(biāo)系 擬合后建立測量基準(zhǔn)然后再進(jìn)行測量，但是由于葉片外形復(fù)雜，直接用三坐標(biāo)測量機(jī)自帶 的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法得到的虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系不能很好地重合，從而影響三坐標(biāo) 測量的使用。這時(shí)，可以利用UG造型軟件為三坐標(biāo)測量程序提供一個(gè)虛擬的葉片，三坐標(biāo) 測量機(jī)的測量系統(tǒng)導(dǎo)入虛擬葉片模型后，自動(dòng)將測量坐標(biāo)系與虛擬葉片的坐標(biāo)系進(jìn)行重 合，然后再通過六點(diǎn)迭代法將虛擬葉片的坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，完成粗建基 準(zhǔn)，再在虛擬葉片上取一定數(shù)量的點(diǎn)、在粗建立起的虛擬測量坐標(biāo)系下在實(shí)際葉片上測量 這些點(diǎn)，完成數(shù)模擬合。由于精建基準(zhǔn)的虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系不重合，測量點(diǎn)的 測量值與理論值之間存在差值，這種差值即體現(xiàn)虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系之間的不重 合度，通過最小二乘法計(jì)算將虛擬的測量坐標(biāo)系平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，使得差值最小，從而實(shí)現(xiàn)虛擬 的測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系的最優(yōu)重合，這些計(jì)算均在三坐標(biāo)測量機(jī)中自帶的測量程序完 成。但是在實(shí)際測量中，由于工件不可能完全按照理論尺寸制造，工件各表面必然存在與理 論尺寸的誤差，這樣就會(huì)出現(xiàn)在數(shù)模擬合時(shí)將工件的制造誤差作為測量方法中的理論差值 帶入最小二乘法計(jì)算，使虛擬的測量坐標(biāo)系產(chǎn)生錯(cuò)誤的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致虛擬的測量坐標(biāo) 系和工件坐標(biāo)系重合度降低，影響精度。因此，在測量榫齒葉片時(shí)常出現(xiàn)榫齒葉片榫齒葉片 的三坐標(biāo)測量重復(fù)性差，同一葉片在同一臺(tái)三坐標(biāo)測量機(jī)上多次測量，其得到的測量結(jié)果 不一致，測量報(bào)告不穩(wěn)定，且榫齒葉片的三坐標(biāo)測量結(jié)果與常規(guī)檢測下的測量結(jié)果之間有 較大的差異。因此，在進(jìn)行數(shù)模擬合時(shí)，在工件上選取合適的點(diǎn)是影響三坐標(biāo)測量精度的關(guān) 鍵因素。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法，其主要解決以往 榫齒葉片在進(jìn)行三坐標(biāo)測量的數(shù)模擬合時(shí)，由于測量點(diǎn)取點(diǎn)位置不適當(dāng)而引起的測量數(shù)據(jù) 不穩(wěn)定等問題。其技術(shù)方案是這樣的，其包括以下步驟
1、利用UG造型軟件為三坐標(biāo)測量程序提供一個(gè)虛擬葉片，三坐標(biāo)測量系統(tǒng)導(dǎo)入虛擬 葉片模型后自動(dòng)將測量坐標(biāo)系與虛擬葉片坐標(biāo)系通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行重合；
2、粗建基準(zhǔn)在虛擬葉片上選取點(diǎn)利用三坐標(biāo)測量機(jī)的六點(diǎn)迭代法進(jìn)行虛擬葉片坐標(biāo) 系與實(shí)際葉片坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，當(dāng)?shù)`差半徑過大，則在所述虛擬葉片上重新選取點(diǎn) 進(jìn)過粗建基準(zhǔn)，直到迭代誤差半徑符合要求；3、數(shù)模擬合再在虛擬葉片上選取測量點(diǎn)、在粗建基準(zhǔn)的虛擬測量坐標(biāo)系下對(duì)實(shí)際葉 片上所述測量點(diǎn)進(jìn)行測量；
4、數(shù)模擬合完成以后，考核粗建基準(zhǔn)的虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系的重合度，如果 重合度不符合要求，則重復(fù)數(shù)模擬合過程，如果重合度符合要求則通過計(jì)算機(jī)輸入葉片指 定位置的測量方法，測量評(píng)價(jià)葉片；
其特征在于所述粗建基準(zhǔn)時(shí)，迭代誤差半徑為0. 03mm ；在榫齒葉片根部的內(nèi)背弧第 一粒齒工作面上分均勻三處，每處取兩個(gè)點(diǎn)；根部的內(nèi)背弧第二粒齒工作面上分均勻三處， 每處取一個(gè)點(diǎn)；在葉根定位側(cè)面上取六個(gè)點(diǎn)，在根部的內(nèi)弧、背弧的第一粒齒齒高、靠近進(jìn) 汽、出汽兩側(cè)面處各取一點(diǎn)。其進(jìn)一步特征在于所述粗建基準(zhǔn)采用六點(diǎn)迭代法，在所述虛擬葉片根部根部背 弧第一齒工作面取三個(gè)點(diǎn)作為XY面，在背弧第一齒工作面附近的根高處取兩個(gè)點(diǎn)作為TL 面，在葉根定位側(cè)面上取一個(gè)點(diǎn)得到τι面；
在所述數(shù)模擬合完成后，將所述測量點(diǎn)的測量值與理論值進(jìn)行比較得到差值，如果所 述差值大于0. 02mm,則所述虛擬測量坐標(biāo)系與實(shí)際葉片坐標(biāo)系重合度不符合要求，需重新 進(jìn)行數(shù)模擬合過程，直至所述差值小于或等于0. 02mm。本發(fā)明的一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法，其通過控制在粗建基準(zhǔn)時(shí)迭代誤差的 半徑以及在數(shù)模擬合時(shí)通過在葉片型面上選取合適的測量點(diǎn)來有效控制數(shù)模擬合時(shí)的誤 差，保證測量的準(zhǔn)確性。


圖1為榫齒葉片葉根背弧取點(diǎn)建立基準(zhǔn)示意圖2為榫齒葉片葉根內(nèi)弧和定位側(cè)面取點(diǎn)建立基準(zhǔn)示意圖。
具體實(shí)施例方式1、利用UG造型軟件為三坐標(biāo)測量程序提供一個(gè)虛擬葉片，三坐標(biāo)測量系統(tǒng)導(dǎo)入 虛擬葉片模型后自動(dòng)將測量坐標(biāo)系與虛擬葉片坐標(biāo)系通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行重合；
2、粗建基準(zhǔn)在虛擬葉片根部背弧第一齒工作面取三個(gè)點(diǎn)作為XY面，在背弧第一齒工 作面附近的根高處取兩個(gè)點(diǎn)作為Π面，在葉根定位側(cè)面上取一個(gè)點(diǎn)得到TL面選取點(diǎn)利用 三坐標(biāo)測量機(jī)的六點(diǎn)迭代法進(jìn)行虛擬葉片坐標(biāo)系與實(shí)際葉片坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，當(dāng)?shù)` 差半徑大于0. 03mm，則在所述虛擬葉片上重新選取點(diǎn)進(jìn)過粗建基準(zhǔn)，直到迭代誤差半徑符 合要求；
3、數(shù)模擬合在虛擬的榫齒葉片根部的內(nèi)背弧第一粒齒工作面上分均勻三處，每處取 兩個(gè)測量點(diǎn)1 ；根部的內(nèi)背弧第二粒齒工作面上分均勻三處，每處取一個(gè)測量點(diǎn)2 ；在葉根 定位側(cè)面上取六個(gè)測量點(diǎn)3 ；在根部的內(nèi)、背弧第一粒齒齒高、靠近進(jìn)、出汽兩側(cè)面處各取 一測量4，將上述測量點(diǎn)在粗建基準(zhǔn)的虛擬測量坐標(biāo)系下、對(duì)實(shí)際葉片上的上述測量點(diǎn)進(jìn)行 測量；
4、考核粗建基準(zhǔn)的虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系的重合度如果重合度不符合要求， 將數(shù)模擬合得到的各測量點(diǎn)的測量值與葉片設(shè)計(jì)理論值進(jìn)行比較，當(dāng)測量值與理論值的差 值大于0. 02mm時(shí)，則表明虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系重合度不符合要求，重復(fù)數(shù)模擬合過程，反之則符合重合度要求、通過計(jì)算機(jī)輸入葉片指定位置的測量方法，測量評(píng)價(jià)葉片。
本發(fā)明的一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法，其適用于直榫齒葉片和圓弧榫齒葉 片。
權(quán)利要求
1.一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法，其包括以下步驟⑴利用UG造型軟件為三坐標(biāo)測量程序提供一個(gè)虛擬葉片，三坐標(biāo)測量系統(tǒng)導(dǎo)入虛擬 葉片模型后自動(dòng)將測量坐標(biāo)系與虛擬葉片坐標(biāo)系通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行重合；⑵粗建基準(zhǔn)在虛擬葉片上選取點(diǎn)利用三坐標(biāo)測量機(jī)的六點(diǎn)迭代法進(jìn)行虛擬葉片坐標(biāo) 系與實(shí)際葉片坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，當(dāng)?shù)`差半徑過大，則在所述虛擬葉片上重新選取點(diǎn) 進(jìn)過粗建基準(zhǔn)，直到迭代誤差半徑符合要求；⑶數(shù)模擬合再在虛擬葉片上選取測量點(diǎn)、在粗建基準(zhǔn)的虛擬測量坐標(biāo)系下對(duì)實(shí)際葉 片上所述測量點(diǎn)進(jìn)行測量；⑷數(shù)模擬合完成以后，考核粗建基準(zhǔn)的虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系的重合度，如果 重合度不符合要求，則重復(fù)數(shù)模擬合過程，如果重合度符合要求則通過計(jì)算機(jī)輸入葉片指 定位置的測量方法，測量評(píng)價(jià)葉片；其特征在于所述粗建基準(zhǔn)時(shí)，迭代誤差半徑為0. 03mm ；在榫齒葉片根部的內(nèi)背弧第 一粒齒工作面上分均勻三處，每處取兩個(gè)點(diǎn)；根部的內(nèi)背弧第二粒齒工作面上分均勻三處， 每處取一個(gè)點(diǎn)；在葉根定位側(cè)面上取六個(gè)點(diǎn)，在根部的內(nèi)弧、背弧的第一粒齒齒高、靠近進(jìn) 汽、出汽兩側(cè)面處各取一點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法，其特征在于所述粗建基 準(zhǔn)采用六點(diǎn)迭代法，在所述虛擬葉片根部根部背弧第一齒工作面取三個(gè)點(diǎn)作為XY面，在背 弧第一齒工作面附近的根高處取兩個(gè)點(diǎn)作為TL面，在葉根定位側(cè)面上取一個(gè)點(diǎn)得到)(Z面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法，其特征在于在所述 數(shù)模擬合完成后，將所述測量點(diǎn)的測量值與理論值進(jìn)行比較得到差值，如果所述差值大于 0. 02mm,則所述虛擬測量坐標(biāo)系與實(shí)際葉片坐標(biāo)系重合度不符合要求，需重新進(jìn)行數(shù)模擬 合過程，直至所述差值小于或等于0. 02mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種榫齒葉片的三坐標(biāo)測量方法，其解決以往榫齒葉片在進(jìn)行三坐標(biāo)測量的數(shù)模擬合時(shí)，由于測量點(diǎn)取點(diǎn)位置不適當(dāng)而引起的測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定等問題。其包括以下步驟⑴利用UG為三坐標(biāo)測量程序提供一個(gè)虛擬葉片，三坐標(biāo)測量系統(tǒng)自動(dòng)將測量坐標(biāo)系與虛擬葉片坐標(biāo)系進(jìn)行重合；⑵粗建基準(zhǔn)；⑶數(shù)模擬合；⑷數(shù)模擬合后，考核虛擬測量坐標(biāo)系與葉片坐標(biāo)系的重合度，若重合度不符要求則重復(fù)數(shù)模擬合過程，若符合要求則測量評(píng)價(jià)葉片；其特征在于粗建基準(zhǔn)時(shí)，迭代誤差半徑為0.03mm；在榫齒葉片根部的內(nèi)背弧第一粒齒工作面上分均勻三處，每處取兩個(gè)點(diǎn)；根部的內(nèi)背弧第二粒齒工作面上分均勻三處，每處取一個(gè)點(diǎn)；在葉根定位側(cè)面上取六個(gè)點(diǎn)，在根部的內(nèi)弧、背弧的第一粒齒齒高、靠近進(jìn)汽、出汽兩側(cè)面處各取一點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B21/00GK102141389SQ201010553499
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者張家軍, 滕樹新, 王進(jìn), 范菲, 賀明, 邵燃 申請(qǐng)人:無錫透平葉片有限公司