CN104330068A - 一种降低叶片型面三坐标测量补偿误差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种降低叶片型面三坐标测量补偿误差的方法，制作新的测量曲面；二，测量偏差的比对分析；所述制作新的测量曲面的具体步骤为：步骤一：按照设计图纸提供的理论点制作每个截面二维图形；步骤二：利用多个二维截面图形生成三维叶身型面；步骤三：取得每个截面封闭测量点；步骤四：将每个截面的测量点沿法向偏置一个探针半径，取得一个新的测量点的坐标；步骤五：利用新的测量点生成一个新的截面曲线；步骤六：将所有根据新的测量点生成的截面进行连接，生成一个新的测量曲面；本发明的有益效果：可以将叶身型面的余弦测量误差控制在0.005以内，有效解决目前二维型面测量所带来的余弦误差问题，得到端弯部分型面的真实的偏差值。

Description

一种降低叶片型面三坐标测量补偿误差的方法

技术领域

本发明涉及一种测量技术，具体说是一种航空发动机叶片型面三坐标测量技术。 

背景技术

叶片型面测量一般以特征截面(设计给定截面)的轮廓偏差与位置度偏差来评定，这些特征截面以某一平面为基准，具有特定的截面高度。截面与叶身型面的交线形成一组闭合的平面二维曲线，这组闭合曲线即为叶身截面线，也就是叶片型面测量的对象。虽然每一条截面线都处于平面内，但由于截面线上每一个测点的法线方向都在做三维变化，因此它们不能被当做二维曲线来处理。正是由于这个原因，才造成了叶片型线测量中的一个难点，即测针半径补偿误差(余弦误差)的引入。 

在端弯叶片的型面三坐标测量中，由于实际探针和叶片的接触点与软件计算的接触点并不完全一致，一般情况下由此产生的误差值较小，但是当测量弯曲较大的型面时，存在的余弦误差就会较大，影响了测量评价的精度，因此必须采取技术措施来消除这种补偿误差。 

发明内容

本发明的目的是通过取得理论点沿该点法向偏置一个距离(等于探针半径)，生成一个实际新的测量点坐标，从而降低由于探针半径补偿方向带来的测量误差。具体技术方案如下： 

一种降低叶片型面三坐标测量补偿误差的方法，其特征在于包括：制作新的测量曲面；二，测量偏差的比对分析； 

所述制作新的测量曲面的具体步骤为： 

步骤一：按照设计图纸提供的理论点制作每个截面二维图形； 

步骤二：利用多个二维截面图形生成三维叶身型面； 

步骤三：取得每个截面封闭测量点；标注格式为X、Y、Z、I、J、K； 

步骤四：将每个截面的测量点沿法向偏置一个探针半径，取得一个新的测量点的坐标； 

步骤五：利用新的测量点生成一个新的截面曲线； 

步骤六：将所有根据新的测量点生成的截面进行连接，生成一个新的测量曲面； 

所述测量偏差的比对分析的具体步骤为： 

步骤一：在测量型线时，关闭测量软件中的测针补偿功能，其效果相当于使用了球头直径为0的尖测针，以水平矢量方向来进行测量； 

步骤二：将测量所得的实测点进行输出； 

步骤三：将测量点导入含有测量曲面的CAD文件中，分析每一点距离测量曲面的距离，即取得每个点实测与理论数据的偏差值△L；计算公式为： 

△L1＝SQR[(X”’-X”)E2+(Y”’-Y”)E2+(Z”’-Z”)E2]，公式中，E2—代表求括号内数值的平方。SQR—代表求括号内非负数值的算术平方根。 

本发明的有益效果： 

可以将叶身型面的余弦测量误差控制在0.005以内，有效解决目前二维型面测量所带来的余弦误差问题，得到端弯部分型面的真实的偏差值。 

附图说明

图1为叶身截面各点的矢量图； 

图2为截面各点沿法向进行偏置测针半径示意图； 

图3为偏置后截面曲线示意图； 

图4为利用偏置后截面曲线制作测量曲面示意图； 

图5为实测点与测量曲面偏差的比对分析示意图。 

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明，如图1-图5所示，根据某端弯类叶片在采用三坐标测量机进行二维截面扫描时，存在余弦误差的问题，造成实测数据较大的偏差，为此采用本发明的方法进行端弯部位的测量，以降低测量误差。 

具体实施方法是： 

制作新的测量曲面 

叶身截面各点的矢量如图1所示，坐标如表1； 

表1 

(1)根据设计图纸的X、Y、Z坐标，制作形成多个截面的截面曲线； 

#Z,-124.5 

P1,X-46.4982,Y-6.9525 

P2,X-43.9148,Y-6.6336 

P3,X-41.4438,Y-6.1816 

P4,X-39.064,Y-5.7293 

P5,X-36.4455,Y-5.2993 

P6,X-33.8462,Y-4.9073 

P7,X-31.2939,Y-4.5749 

P8,X-28.7898,Y-4.3035 

P9,X-26.3312,Y-4.0922 

P10,X-23.907,Y-3.9404 

END 

(2)将多个截面的截面线利用软件制作Surface1曲面 

(3)采用软件取得多个截面(不同高度如H＝-20)的截面线，并查询每个节点的P1’、P2’、P3’、P4’……的新坐标X’、Y’、Z’、I’、J’、K’； 

(4)如图2所示，将节点P1’:X’-46.53023Y’-6.954824Z’-124.5,沿法向方向 

I’0.015088,J’-0.9989,K’0.044402进行一个测针半径(R0.5)的偏置，形成点P1”:X”-46.522686001Y”-7.454273901Z”-124.477799004,法向方向为I”0.015088,J”-0.9989,K”0.044402；图2中，Q代表测量点，Q’偏置后的测量点，Pi代表节点； 

(5)如图3所示；将其余数据P2’、P3’、P4’…….同样沿法线方向进行偏置后，得到P2”、P3”、P4”…….，并利用这些点生成新的测量截面线Curve1； 

(6)如图4所示，利用所有截面新生成的测量截面线Curve1、Curve2、Curve3Curve4…….；生成新的测量曲面Surface2； 

测量偏差的比对分析 

如图5所示，图中，1代表实测点，2代表测量型面，3代表设计型面； 

步骤一：采用Φ1直径的测针进行截面测量，关闭测量软件中的测针补偿功能，其效果相当于使用了球头直径为0的尖测针，以水平矢量方向来进行测量； 

步骤二：将测量所得的实测点进行输出； 

P1”’：X”’-46.522233362，Y”’-7.484240895，Z”’-124.476466945 

其矢量方向为：I0.015088”’,J”’-0.9989,K”’0.044402； 

步骤三：将实测点文件导入含有测量曲面的文件中，分析每一点距离测量曲面的距离，即取得每个点的偏差值△L；计算公式为： 

△L1＝SQR[(X”’-X”)E2+(Y”’-Y”)E2+(Z”’-Z”)E2]＝SQR[(-46.522233362+46.522686001)E2+(-7.484240895+7.454273901)E2+(-124.476466945+124.477799004)E2]＝0.03 

公式中，E2—代表求括号内数值的平方。SQR—代表求括号内非负数值的算术平方根。 

依次可以求出其它点的偏差值△L2，△L3，△L4…… 。

Claims (1)

1.一种降低叶片型面三坐标测量补偿误差的方法，其特征在于包括：制作新的测量曲面；二，测量偏差的比对分析；

所述制作新的测量曲面的具体步骤为：

步骤一：按照设计图纸提供的理论点制作每个截面二维图形；

步骤二：利用多个二维截面图形生成三维叶身型面；

步骤三：取得每个截面封闭测量点；标注格式为X、Y、Z、I、J、K；

步骤四：将每个截面的测量点沿法向偏置一个探针半径，取得一个新的测量点的坐标；

步骤五：利用新的测量点生成一个新的截面曲线；

步骤六：将所有根据新的测量点生成的截面进行连接，生成一个新的测量曲面；

所述测量偏差的比对分析的具体步骤为：

步骤一：在测量型线时，关闭测量软件中的测针补偿功能，其效果相当于使用了球头直径为0的尖测针，以水平矢量方向来进行测量；

步骤二：将测量所得的实测点进行输出；

步骤三：将测量点导入含有测量曲面的CAD文件中，分析每一点距离测量曲面的距离，即取得每个点实测与理论数据的偏差值△L；计算公式为：

△L1＝SQR[(X”’-X”)E2+(Y”’-Y”)E2+(Z”’-Z”)E2]，公式中，E2—代表求括号内数值的平方，SQR—代表求括号内非负数值的算术平方根。