CN102147221A - 一种t型叶根叶片的三坐标测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种T型叶根叶片的三坐标测量方法，其解决测量点取点位置不适当而引起的数据不稳定、不准确的问题。 其包括以下步骤：（1）利用UG为三坐标测量程序提供虚拟叶片，三坐标测量系统导入虚拟叶片模型后自动将测量坐标系与虚拟叶片坐标系进行重合；（2）粗建基准；（3）数模拟合；（4）数模拟合完成以后，如重合度不符合要求，则重复数模拟合过程；其特征在于：所述粗建基准时的迭代误差半径为0.1mm；在所述数模拟合中所述测量点的选取包括在叶片叶根T型的径向面取3个测量点、在叶根两个工作面各取1个～2个测量点、在叶根的进汽侧与出汽侧各取1个测量点。
Description
技术领域
本发明涉及叶片的测量技术领域，具体为一种T型叶根叶片的三坐标测量方法。
背景技术
随着测量技术的发展，目前在叶片的测量上，大量采用三坐标检测，尤其是在首件检验中，三坐标检测越来越起到关键作用。一般叶片的三坐标测量主要是通过三坐标测量机来完成，在测量时由三坐标测量机自动通过坐标转换的方法将叶片坐标系与测量坐标系拟合后建立测量基准然后再进行测量。但是由于叶片外形复杂，直接用三坐标测量机自带的坐标转换的方法得到的虚拟测量坐标系与叶片坐标系不能很好地重合，从而影响三坐标测量的使用。这时，可以利用UG造型软件为三坐标测量程序提供一个虚拟的叶片，三坐标测量机的测量系统导入虚拟叶片模型后，自动将测量坐标系与虚拟叶片的坐标系进行重合，然后再通过六点迭代法将虚拟叶片的坐标系与叶片坐标系进行坐标转换，完成粗建基准，再在虚拟叶片上取一定数量的点、在粗建立起的虚拟测量坐标系下在实际叶片上测量这些点，完成数模拟合。由于精建基准的虚拟测量坐标系与叶片坐标系不重合，测量点的测量值与理论值之间存在差值，这种差值即体现虚拟测量坐标系与叶片坐标系之间的不重合度，通过最小二乘法计算将虚拟的测量坐标系平移和转动，使得差值最小，从而实现虚拟的测量坐标系与叶片坐标系的最优重合，这些计算均在三坐标测量机中自带的测量程序完成。但是在实际测量中，由于工件不可能完全按照理论尺寸制造，工件各表面必然存在与理论尺寸的误差，这样就会出现在数模拟合时将工件的制造误差作为测量方法中的理论差值带入最小二乘法计算，使虚拟的测量坐标系产生错误的平移和转动，导致虚拟的测量坐标系和工件坐标系重合度降低，影响精度。因此，在测量T型叶根叶片时常出现T型叶根叶片的三坐标测量重复性差，同一叶片在同一台三坐标测量机上多次测量，其得到的测量结果不一致，测量报告不稳定，且T型叶根叶片的三坐标测量结果与常规检测下的测量结果之间有较大的差异。因此，在进行数模拟合时，在工件上选取合适的点是影响三坐标测量精度的关键因素。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种T型叶根叶片的三坐标测量方法，其主要解决以往T形叶根叶片在进行三坐标测量的数模拟合时，由于测量点取点位置不适当而引起的测量数据不稳定、不准确的问题。
其技术方案是这样的，其包括以下步骤：
（1）、利用UG造型软件为三坐标测量程序提供一个虚拟叶片，三坐标测量系统导入虚拟叶片模型后自动将测量坐标系与虚拟叶片坐标系通过坐标转换方法进行重合；
（2）、粗建基准：在虚拟叶片上选取点利用三坐标测量机的六点迭代法进行虚拟叶片坐标系与实际叶片坐标系的坐标转换，当迭代误差半径过大，则在所述虚拟叶片上重新选取点进过粗建基准，直到迭代误差半径符合要求；
（3）、数模拟合：再在虚拟叶片上选取测量点、在粗建基准的虚拟测量坐标系下对实际叶片上所述测量点进行测量；
（4）、数模拟合完成以后，考核粗建基准的虚拟测量坐标系与叶片坐标系的重合度，如果重合度不符合要求，则重复数模拟合过程，如果重合度符合要求则通过计算机输入叶片指定位置的测量方法，测量评价叶片；
其特征在于：所述粗建基准时的迭代误差半径为0.1mm；在所述数模拟合中所述测量点的选取包括在叶片叶根T型的径向面取3个测量点、在叶根两个工作面各取1个～2个测量点、在叶根的进汽侧与出汽侧各取1个测量点。
其进一步特征在于：所述粗建基准采用六点迭代法，在所述虚拟叶片根部径向面取三个点作为XY面，在背弧第一齿工作面附近的根高处取两个点作为YZ面，在叶根定位侧面上取一个点得到XZ面；
所述粗建基准中在虚拟叶片上取点以及所述数模拟合中所述测量点的选取按以下原则进行：当在所述叶片叶根T型径向面取3个或3个以上测量点时，所述3个或3个以上测量点应均布于所述叶片叶根T型径向面上且在所述径向面的边缘；当在所述叶根两个工作面各取1个～2个测量点时，所述1个～2个测量点应分别位于所述叶根两个工作面的中心线上；当在所述叶根进汽侧与出汽侧各取1个测量点时，所述1个测量点应位于所述叶根进气侧面、出气侧面的中心；在所述叶根两个工作面选取测量点时，当为大叶片时选取2个测量点，当为小叶片时选取1个测量点，当选取1个测量点时，所述1个测量点应位于所述叶根工作面的中心；
在所述数模拟合完成后，将所述测量点的测量值与理论值进行比较得到差值，如果所述差值大于0.02mm，则所述虚拟测量坐标系与实际叶片坐标系重合度不符合要求，需重新进行数模拟合过程，直接所述差值小于或等于0.02mm。
本发明的一种T型形叶根叶片的三坐标测量方法，其通过控制在粗建基准时迭代误差的半径以及在数模拟合时通过在叶片型面上选取合适的测量点来有效控制数模拟合时的误差，保证测量的准确性。
附图说明
图１为本发明T型叶根叶片取点建基准的示意图。
具体实施方式
见图1，
（1）、利用UG造型软件为三坐标测量程序提供一个虚拟叶片，三坐标测量系统导入虚拟叶片模型后自动将测量坐标系与虚拟叶片坐标系通过坐标转换方法进行重合；
（2）、粗建基准：在虚拟叶片上选取点利用三坐标测量机的六点迭代法进行虚拟叶片坐标系与实际叶片坐标系的坐标转换，在虚拟叶片根部径向面取三个点1、2、3作为XY面，在背弧第一齿工作面附近的根高处取两个点4、5作为YZ面，在叶根定位侧面上取一个点6得到XZ面,当迭代误差半径大于0.1mm时，则在虚拟叶片上重新选取点进行上述粗建基准过程，直到迭代误差半径符合要求；
（3）、数模拟合：在虚拟叶片叶根T型的径向面取3个测量点、在叶根两个工作面各取1个～2个测量点、在叶根的进汽侧与出汽侧各取1个测量点，将以上测量点在粗建基准的虚拟测量坐标系下、在实际叶片上进行测量，得到测量值；
（4）、粗建基准的虚拟测量坐标系与叶片坐标系的重合度：将数模拟合得到的各测量点的测量值与叶片设计理论值进行比较，当测量值与理论值的差值大于0.02mm时，则表明虚拟测量坐标系与叶片坐标系重合度不符合要求，重复数模拟合过程，反之则符合重合度要求、通过计算机输入叶片指定位置的测量方法，测量评价叶片。
粗建基准中在虚拟叶片上取点以及数模拟合中测量点的选取按以下原则进行：当在叶片叶根T型径向面取3个或3个以上测量点时， 3个或3个以上测量点应均布于所述叶片叶根T型径向面上且在径向面的边缘；当在叶根两个工作面各取1个～2个测量点时， 1个～2个测量点应分别位于所述叶根两个工作面的中心线上；当在所述叶根进汽侧与出汽侧各取1个测量点时，所述1个测量点应位于所述叶根进气侧面、出气侧面的中心；在叶根两个工作面选取测量点时，当为大叶片时选取2个测量点，当为小叶片时选取1个测量点，当选取1个测量点时，所述1个测量点应位于叶根工作面的中心。
Claims (4)
1.一种T型叶根叶片的三坐标测量方法，其包括以下步骤：
（1）、利用UG造型软件为三坐标测量程序提供一个虚拟叶片，三坐标测量系统导入虚拟叶片模型后自动将测量坐标系与虚拟叶片坐标系通过坐标转换方法进行重合；
（2）、粗建基准：在虚拟叶片上选取点利用三坐标测量机的六点迭代法进行虚拟叶片坐标系与实际叶片坐标系的坐标转换，当迭代误差半径过大，则在所述虚拟叶片上重新选取点进过粗建基准，直到迭代误差半径符合要求；
（3）、数模拟合：再在虚拟叶片上选取测量点、在粗建基准的虚拟测量坐标系下对实际叶片上所述测量点进行测量；
（4）、数模拟合完成以后，考核粗建基准的虚拟测量坐标系与叶片坐标系的重合度，如果重合度不符合要求，则重复数模拟合过程，如果重合度符合要求则通过计算机输入叶片指定位置的测量方法，测量评价叶片；
其特征在于：所述粗建基准时的迭代误差半径为0.1mm；在所述数模拟合中所述测量点的选取包括在叶片叶根T型的径向面取3个测量点、在叶根两个工作面各取1个～2个测量点、在叶根的进汽侧与出汽侧各取1个测量点。
2.根据权利要求1所述的一种T型叶根叶片的三坐标测量方法，其特征在于：所述粗建基准采用六点迭代法，在所述虚拟叶片根部径向面取三个点作为XY面，在背弧第一齿工作面附近的根高处取两个点作为YZ面，在叶根定位侧面上取一个点得到XZ面。
3.根据权利要求1或2所述的一种T型叶根叶片的三坐标测量方法，其特征在于：所述粗建基准中在虚拟叶片上取点以及所述数模拟合中所述测量点的选取按以下原则进行：当在所述叶片叶根T型径向面取3个或3个以上测量点时，所述3个或3个以上测量点应均布于所述叶片叶根T型径向面上且在所述径向面的边缘；当在所述叶根两个工作面各取1个～2个测量点时，所述1个～2个测量点应分别位于所述叶根两个工作面的中心线上；当在所述叶根进汽侧与出汽侧各取1个测量点时，所述1个测量点应位于所述叶根进气侧面、出气侧面的中心；在所述叶根两个工作面选取测量点时，当为大叶片时选取2个测量点，当为小叶片时选取1个测量点，当选取1个测量点时，所述1个测量点应位于所述叶根工作面的中心。
4.根据权利要求3所述的一种T型叶根叶片的三坐标测量方法，其特征在于：在所述数模拟合完成后，将所述测量点的测量值与理论值进行比较得到差值，如果所述差值大于0.02mm，则所述虚拟测量坐标系与实际叶片坐标系重合度不符合要求，需重新进行数模拟合过程，直接所述差值小于或等于0.02mm。
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