本發(fā)明屬于機(jī)械加工檢測領(lǐng)域，具體涉及一種用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測裝置及檢測方法，通過一次定位滿足在三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸方向量程不足的情況下，實(shí)現(xiàn)大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的完整測量。

背景技術(shù)：

整體葉盤由葉片與壓氣機(jī)盤一體加工而成，每個(gè)葉盤均布著幾十個(gè)葉片，葉片間的間距窄小，且大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的葉展長，弦長寬，使得整體葉盤葉片型面檢測難度較大。通常使用三坐標(biāo)測量機(jī)在測量整體葉盤葉片時(shí)，一般有兩種裝夾方式為葉盤軸線豎直裝夾和葉盤軸線水平裝夾，但是在測量大型風(fēng)扇整體葉盤時(shí)都存在缺陷。

(1)葉盤軸線豎直裝夾存在的問題：

葉盤軸線豎直裝夾，即葉盤軸線與三坐標(biāo)測量機(jī)平臺(tái)垂直，這種裝夾方式通過一次裝夾不能完整測量整個(gè)葉型，測量過程中需要“翻盤”，即首先將葉盤葉片的進(jìn)氣邊朝上放置，完成所有可以測量到的葉型數(shù)值后，再將葉盤葉片的排氣邊朝上放置，完成剩余沒有測量的葉型，將兩次測量數(shù)據(jù)進(jìn)行“拼接”，再分析葉型各參數(shù)，翻盤的過程存在以下問題：1)測量準(zhǔn)確性問題：第一次測量時(shí)，利用圖紙標(biāo)注的基準(zhǔn)面建立坐標(biāo)系，在“翻盤”后，重新建立坐標(biāo)系，兩次坐標(biāo)系使用的基準(zhǔn)不是同一測量元素，需要基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，在基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程中，會(huì)存在誤差；同一截面的葉型是“翻盤”前后兩次測量數(shù)據(jù)拼接起來的，兩次測量數(shù)據(jù)的葉片截面高度存在差異，直接影響評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。2)評(píng)價(jià)效率問題：由于同一截面的葉型數(shù)據(jù)不是在同一坐標(biāo)系下測量完成，三坐標(biāo)測量機(jī)軟件不能自動(dòng)生成葉片專用分析軟件所需要的固定格式，需要將每個(gè)截面的測量數(shù)據(jù)導(dǎo)出后按照一次的數(shù)據(jù)順序和格式進(jìn)行手動(dòng)修改，評(píng)價(jià)效率較低。

(2)葉盤軸線平行裝夾存在的問題：

葉盤軸線平行裝夾，即葉盤軸線與三坐標(biāo)測量機(jī)平臺(tái)平行，這種裝夾方式是將整體葉盤通過一定的裝置，豎直固定在三坐標(biāo)測量機(jī)床上，并留有足夠的檢測空間，這種裝夾方式需要三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸量程大于整體葉盤的直徑，但是目前對(duì)于大型風(fēng)扇整體葉盤的最大外徑一般都大于三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸量程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測裝置及檢測方法，無需進(jìn)行“翻盤”檢測，并且能夠在三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸方向量程不足的情況下實(shí)現(xiàn)整體葉盤葉型的完整測量，檢測準(zhǔn)確高效。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測裝置采用的技術(shù)方案為：

包括用于安裝整體葉盤的平板，平板固定在傾角能夠調(diào)整的支架組件上，平板的中心設(shè)有與整體葉盤中心孔相配合并且能夠自身轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪；所述的支架組件包括底板，底板上呈矩形布置有四根方鋼，通過四根方鋼并排支承有兩根橫梁，橫梁的兩端焊接有兩個(gè)側(cè)擋板，側(cè)擋板上面裝有用于轉(zhuǎn)動(dòng)的定位軸并開設(shè)有用于確定平板傾斜度的插銷孔及螺紋孔；平板的底部對(duì)稱連接有兩塊支板，兩塊支板上均開設(shè)有圓弧形的滑槽。

所述兩塊支板包括開設(shè)有多個(gè)定位銷孔與滑槽的第一支板以及僅開設(shè)有滑槽的第二支板。

所述的橫梁兩端分別與支板平行固定有第一側(cè)擋板以及第二側(cè)擋板，第一支板上通過吊鏈系有用于連接第一側(cè)擋板與第一支板的插銷。

所述的第一支板上均勻開設(shè)有16個(gè)均布的定位銷孔，定位銷孔之間的分度為5°。

所述的橫梁與方鋼之間以及底板與方鋼之間均設(shè)置有三角形筋板。

所述的平板為圓形，兩塊支板均為四分之一圓弧形。

本發(fā)明用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測方法采用的技術(shù)方案，包括以下步驟：

包括以下步驟：

步驟一：將檢測裝置固定在三坐標(biāo)測量機(jī)平臺(tái)上；

步驟二：通過同時(shí)旋轉(zhuǎn)兩塊支板使平板傾斜；

步驟三：用螺栓分別穿過兩塊支板的滑槽與兩個(gè)側(cè)擋板上的螺紋孔擰緊，將兩塊支板與檢測裝置的支架組件進(jìn)行固定；

步驟四：將整體葉盤的中心孔套裝在滾輪上，整體葉盤底部與旋轉(zhuǎn)平板貼合；

步驟五：轉(zhuǎn)動(dòng)整體葉盤，將待測量的第一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)到葉盤中心孔軸線的正上方，調(diào)整三坐標(biāo)測量機(jī)的測頭角度分別從葉片進(jìn)氣邊側(cè)通道和排氣邊側(cè)通道探入掃描葉片葉型；

步驟六：第一個(gè)葉片的檢測完成檢測后，轉(zhuǎn)動(dòng)整體葉盤使第二個(gè)測量葉片旋轉(zhuǎn)到第一個(gè)測量葉片的位置，采用同步驟五所述方法掃描葉片葉型，依次類推，完成所有葉片的檢測。

所述的葉片葉型在掃描時(shí)使每個(gè)掃描段的起始點(diǎn)、方向點(diǎn)、終止點(diǎn)方向一致，每個(gè)葉片截面掃描段組合成的型線統(tǒng)一。

所述的葉片葉型在掃描時(shí)，后一葉片測量坐標(biāo)系在前一葉片測量坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，葉片積疊軸方向的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)角度V，其中V＝(360/N)*(V1-1))，式中V1為測量的葉片序號(hào)，N為整體葉盤的總?cè)~片數(shù)。

所述的整體葉盤在三坐標(biāo)測量機(jī)中的高度調(diào)整至：整體葉盤葉片最大外徑/cos(α)<三坐標(biāo)測量機(jī)Z軸方向最大測量高度-(三坐標(biāo)測量機(jī)測頭長度+三坐標(biāo)測量機(jī)測針長度)，式中的α為整體葉盤的傾斜角；

所述的兩塊支板包括開設(shè)有16個(gè)均布定位銷孔與滑槽的第一支板以及僅開設(shè)有滑槽的第二支板，定位銷孔之間的分度為5°，所述的橫梁兩端分別與支板平行固定有第一側(cè)擋板以及第二側(cè)擋板，第一支板上系有用于連接第一側(cè)擋板與第一支板的插銷；當(dāng)α＝0°時(shí)，通過插銷將第一支板的第1個(gè)定位銷孔與第一側(cè)擋板固定，平板與平臺(tái)平行，整體葉盤被測量葉片在測量機(jī)中處于最低位置；當(dāng)α＝90°時(shí)，通過插銷將第一支板的第16個(gè)定位銷孔與第一側(cè)擋板固定，平板與平臺(tái)垂直，整體葉盤被測量葉片在測量機(jī)中處于最高位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：通過使整體葉盤進(jìn)行傾斜，避免了傳統(tǒng)“翻盤”檢測由于兩次坐標(biāo)系使用的基準(zhǔn)不同帶來的測量誤差，檢測效率較低，以及兩次測量數(shù)據(jù)在“拼接”過程中造成的數(shù)據(jù)處理誤差，同時(shí)本發(fā)明也解決了三坐標(biāo)測量機(jī)量程不夠的問題，為寬弦長，大曲率葉型等大型復(fù)雜風(fēng)扇整體葉盤葉片的準(zhǔn)確、高效檢測提供了一種測量裝置及方法，本發(fā)明同時(shí)也適用于閉式整體葉環(huán)的測量，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

附圖說明

圖1本發(fā)明檢測裝置整體結(jié)構(gòu)的主視示意圖；

圖2本發(fā)明檢測裝置整體結(jié)構(gòu)的右視示意圖；

圖3本發(fā)明檢測裝置整體結(jié)構(gòu)的局部俯視示意圖；

圖4本發(fā)明檢測裝置支架的總體結(jié)構(gòu)示意圖：

4-a為支架的主視圖，4-b為4-a的右視圖，4-c為4-a的俯視圖；

圖5本發(fā)明檢測裝置第一支板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本發(fā)明檢測裝置第二支板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7本發(fā)明檢測裝置平板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-底板，2-筋板，3-第一側(cè)擋板，4-第二側(cè)擋板，5-方鋼，6-插銷，7-第一支板，8-第一螺釘，9-滾輪，10-第二螺釘，11-第二支板，12-平板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1-7，本發(fā)明整體葉盤葉片的檢測裝置在結(jié)構(gòu)上包括底板1，筋板2，第一側(cè)擋板3，第二側(cè)擋板4，方鋼5，插銷6，第一支板7，第一螺釘8，滾輪9，第二螺釘10，第二支板11以及平板12。底板1，筋板2，第一側(cè)擋板3，第二側(cè)擋板4，方鋼5焊接為支架。平板12、方鋼5、筋板2、兩個(gè)支板、兩個(gè)側(cè)擋板的大小由三坐標(biāo)測量機(jī)的量程及風(fēng)扇葉盤大小而定。插銷6用吊鏈系在方鋼5上，連接第一側(cè)擋板3與第一支板7。滾輪9共有三個(gè)，夾角分別為60°、150°和150°，用第二螺釘10固定在平板12的中心，滾輪9能夠自如旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明第二支板11和第一支板7的直邊端與平板3用第二螺釘10固定，兩個(gè)支板帶螺紋孔的一端用第一螺釘8與對(duì)應(yīng)的第二側(cè)擋板4、第一側(cè)擋板3固定。第一支板7上有16個(gè)均布的定位銷孔，16個(gè)均布的定位銷孔在同一節(jié)圓上，且節(jié)圓圓心在第一螺釘8的中心上，定位銷孔之間的分度為5°。第二支板11上有一凹槽，該凹槽為1/4圓弧，與第一支板7上的節(jié)圓半徑相同，位置對(duì)稱，凹槽寬度與第一支板上的孔直徑相同。

本發(fā)明用于大型風(fēng)扇整體葉盤葉片的檢測方法為：

1、用壓板和螺釘將整體葉盤葉片的檢測裝置固定在三坐標(biāo)測量機(jī)平臺(tái)的合適位置；

2、通過同時(shí)旋轉(zhuǎn)第一支板7和第二支板11使平板12傾斜；

3、通過第一支板7的均布孔，調(diào)整平板12傾斜角α，用插銷6將第一支板7與第一側(cè)擋板3固定，初步確定平板12的位置；

4、用螺栓分別穿過第一支板7和第二支板11的滑槽與第一側(cè)擋板3和第二側(cè)擋板4上的螺紋孔擰緊，將第一支板7、第二支板11與支架組件再次固定。

5、將整體葉盤的中心孔套裝在平板滾輪9上，整體葉盤底部與平板12貼合，轉(zhuǎn)動(dòng)整體葉盤，將測量的第一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)到整體葉盤中心孔軸線的正上方。

6、根據(jù)圖紙要求利用合適的測頭角度編制整體葉盤上第一個(gè)葉片的測量坐標(biāo)系及葉型檢測程序。測量程序中葉型檢測路徑設(shè)置為：采用合適的三坐標(biāo)測量機(jī)測頭角度分別從葉片進(jìn)氣邊側(cè)通道和排氣邊側(cè)通道探入掃描葉片葉型，每段掃描段的起始點(diǎn)、方向點(diǎn)、終止點(diǎn)方向應(yīng)該一致，即每個(gè)葉片截面掃描段組合成的型線應(yīng)為統(tǒng)一方向。

調(diào)用測量程序完成第一個(gè)葉片的檢測，轉(zhuǎn)動(dòng)葉盤使第二個(gè)測量葉片旋轉(zhuǎn)到第一個(gè)測量葉片的位置，調(diào)用第一個(gè)葉片的測量程序?qū)Φ诙€(gè)葉片進(jìn)行測量，依次類推。

測量不同葉片時(shí)，在第一個(gè)葉片測量坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，葉片積疊軸方向的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)角度V，V＝(360/N)*(V1-1))，式中的V1為測量的葉片序號(hào)，比如測量葉片為葉盤中第5個(gè)葉片V1的值為5，N為整體葉盤的總?cè)~片數(shù)。測量程序自動(dòng)生成葉片專用分析軟件所需要的固定格式，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到葉片專用分析軟件中進(jìn)行葉型各參數(shù)分析。

本發(fā)明解決了“翻盤”檢測兩次坐標(biāo)系使用的基準(zhǔn)不同帶來的測量誤差，以及兩次測量數(shù)據(jù)在“拼接”過程中造成的數(shù)據(jù)處理誤差及效率問題，并通過測量支架上角度的調(diào)整，解決了三坐標(biāo)測量機(jī)量程不夠的問題。本發(fā)明為寬弦長，大曲率葉型的大型復(fù)雜風(fēng)扇整體葉盤葉片的準(zhǔn)確、高效檢測提供了一種測量方法，該方法也適用于閉式整體葉環(huán)的測量。