CN105180834A - 一种叶片进排气边三维非接触式测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,包括基台、直线导轨、三维激光测量装置、六自由度机器人、伺服电机、滚珠丝杠机构和系统控制主机,三维激光测量装置安装于直线导轨上,其包括两个三维激光轮廓扫描仪,两个三维激光轮廓扫描仪用于测量叶片在靠近进排气边的部位的两侧轮廓;六自由度机器人用于夹持叶片;伺服电机;光电编码器安装于伺服电机上,用于测量三维激光测量装置在直线导轨上的位置;系统控制主机用于规划六自由度机器人测量作业路径并同步采集六自由度机器人空间位姿、光电编码器反馈脉冲和三维激光测量装置测量得到的叶片轮廓。本发明采用非接触式测量方式,具有成本低、效率高、编程简单方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于测量装置领域,更具体地,涉及一种叶片进排气边三维非接触式测量装置。
背景技术
叶片是航空发动机、燃气轮机、汽轮机组件中数量最多、直接参与能量转换的关键零件,其进排气边的加工精度、表面质量直接决定了动力设备性能、作业效率和使役寿命。为了在加工过程中获取进排气边的加工余量以及加工后的轮廓精度,需要对进排气边进行三维测量,从而实现三维模型重构和计算。现有的叶片测量方式通常采用三坐标测量仪,以接触式测量的方式获取进排气边的轮廓精度。然而,这种方式存在成本高、效率低、编程复杂等缺点。为此,掌握进排气边高效率、高精度三维非接触式测量技术对于降低叶片测量成本、提高叶片测量水平,推进航空、能源和国防等行业的发展具有重要意义。
通过对现有文献的检索,在中国专利中未发现相关技术,在国外专利中有以下现有技术:一、申请号为US4566225的美国专利申请“Processandapparatusfortheprecisionmeasurementofrotorblade-height”公开了一种用于磨削加工的透平叶片激光测量装置和方法,该发明采用一条激光束来对叶片进行扫描测量,由于进排气边存在曲率较大且变化剧烈等问题,因此该专利并不能很好解决进排气边测量问题;二、申请号为US5067085的美国专利申请“Opticalroboticcanopypolishingsystem”公开了一种基于视觉引导的飞机蒙皮机器人磨削系统,但是该专利并非针对类似进排气边的薄壁、尖锐结构进行测量,因此也不适用于叶片测量。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,采用了两个三维激光轮廓扫描仪对叶片的两侧的轮廓进行扫描,能宽幅、完整、高精度地扫描进排气边两侧的轮廓进而得到叶片进排气边的形状,能够解决现有技术中不能对进排气边进行高精度三维非接触式测量的问题。
为实现上述目的,按照本发明,提供了一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,其特征在于:包括基台、直线导轨、三维激光测量装置、六自由度机器人、伺服电机、滚珠丝杠机构和系统控制主机,所述直线导轨、伺服电机和滚珠丝杠机构均安装于基台上,所述直线导轨水平设置,其中,
三维激光测量装置,安装于直线导轨上,其包括两个三维激光轮廓扫描仪,所述的两个三维激光轮廓扫描仪用于测量叶片在靠近进排气边的部位的两侧轮廓,每个三维激光轮廓扫描仪分别用于朝叶片其中一侧的轮廓发射激光束进行轮廓测量;
六自由度机器人,用于夹持叶片到三维激光测量装置的工作区域内;
伺服电机,通过滚珠丝杠机构驱动三维激光测量装置沿直线导轨移动;
光电编码器,安装于伺服电机上,用于测量三维激光测量装置在直线导轨上的位置;
系统控制主机,与六自由度机器人、三维激光测量装置连接,用于规划六自由度机器人测量作业路径并同步采集六自由度机器人空间位姿、光电编码器反馈脉冲和三维激光测量装置测量得到的叶片两侧轮廓,进而拟合得到叶片的进排气边的轮廓。
优选地,所述的三维激光轮廓扫描仪包括激光发生器和扫描镜头;所述激光发生器用于发射激光扫描线;所述的两个激光发生器发出的激光在同一平面上;所述三维激光测量装置以直线导轨伺服电机的光电编码器信号作为扫描触发信号。
优选地,所述的三维激光轮廓扫描仪位于直线导轨的上方,所述的激光发生器朝斜上方发射激光束。
优选地,所述的激光发生器以线光源的形式发射激光束,所述的两激光发生器的镜头相互垂直且两激光发生器发射的光条纹共面。
优选地,所述六自由度机器人包括机器人操作臂和机器人控制器,所述系统控制主机通过现场总线分别与机器人控制器、三维激光测量装置连接,并通过系统控制主机内部的数据采集板卡采集直线导轨伺服电机光电编码器信号,其中,系统控制主机规划机器人操作臂扫描作业路径,并发送给机器人控制器执行;系统控制主机同步采集三维激光测量装置扫描得到的轮廓数据和光电编码器信号,对叶片在进排气边两侧的轮廓进行重构和显示,进而拟合得到叶片的进排气边的轮廓。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1)本发明采用机器人操作臂夹持叶片固定不动或者轻微旋转和移动,而同三维激光测量装置沿叶片纵向对进叶片的排气边进行扫描的方式,可以避免由于机器人定位误差带来的测量误差,从而最大程度上保证测量精度;
2)由于三维激光测量装置与光电编码器同步采集数据,因此可以准确获得进排气边的三维轮廓离散点,同时,本发明采用两个激光发生器和两个扫描镜头,由于两激光束的扫描平面在同一平面内且两激光发生器的镜头相互垂直,因此能宽幅、完整、高精度地扫描叶片靠近进排气边的部位的两侧轮廓,能够解决现有技术中不能对进排气边进行高精度三维非接触式测量的问题;
3)本发明采用非接触式测量方式,具有成本低、效率高、编程简单方便等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的三维激光测量装置安装在直线导轨上的示意图;
图3为本发明的三维激光测量装置示意图;
图4为本发明测量的叶片的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1~图4所示,一种叶片叶片进排气边三维非接触式测量装置,包括基台1、直线导轨5、三维激光测量装置6、六自由度机器人、伺服电机53、滚珠丝杠机构51和系统控制主机3,所述直线导轨5、伺服电机53和滚珠丝杠机构51均安装于基台1上,所述直线导轨5水平设置,其中,三维激光测量装置6,安装于直线导轨5上,其包括两个三维激光轮廓扫描仪,所述的两个三维激光轮廓扫描仪用于测量叶片7在靠近进排气边71的部位的两侧轮廓,每个三维激光轮廓扫描仪分别用于测量叶片7一侧的轮廓;由于实际测量时,叶片7是在三维激光测量装置6的上方,优选地,所述的三维激光轮廓扫描仪位于直线导轨5的上方,所述的激光发生器朝斜上方发射激光扫描线。所述的激光发生器以线光源的形式发射激光束,所述的两激光发生器的镜头相互垂直且两激光发生器发射的光条纹共面。这样能宽幅、完整、高精度地扫描叶片7靠近进排气边71的部位的两侧轮廓,能够解决现有技术中不能对叶片7的两侧轮廓进行高精度三维非接触式测量的问题。
六自由度机器人,用于夹持叶片7到三维激光测量装置6的工作区域内。
伺服电机53,通过滚珠丝杠机构51驱动三维激光测量装置6沿直线导轨5移动。
光电编码器,安装于伺服电机53上,用于测量三维激光测量装置6在直线导轨5上的位置。
系统控制主机3,与六自由度机器人、三维激光测量装置6连接,用于规划六自由度机器人测量作业路径并同步采集六自由度机器人空间位姿、光电编码器反馈脉冲和三维激光测量装置6测量得到的叶片7两侧的轮廓,进而拟合得到叶片7的进排气边71的形状。
进一步,所述的三维激光轮廓扫描仪包括激光发生器和扫描镜头;所述激光发生器用于发射激光扫描线;所述的两个激光发生器发出的激光在同一平面上;所述三维激光测量装置6以伺服电机53的光电编码器信号作为扫描触发信号,可以准确获得叶片两侧的三维轮廓离散点。
进一步,所述六自由度机器人包括机器人操作臂8和机器人控制器9,所述系统控制主机3通过现场总线分别与机器人控制器9、三维激光测量装置6连接,并通过系统控制主机3内部的数据采集板卡采集直线导轨5上的光电编码器信号,其中,系统控制主机3规划机器人操作臂8扫描作业路径,并发送给机器人控制器9执行;系统控制主机3同步采集三维激光测量装置6扫描得到的轮廓数据和光电编码器信号,对叶片7两侧的轮廓进行重构和显示,进得拟合得到进排气边71的形状。
参照图1,高刚度的基台1用于固定直线导轨固定安置台4和机器人操作臂8,保证二者的稳定性。系统控制主机桌2用于放置系统控制主机3。系统控制主机3通过现场总线连接机器人控制器9和三维激光测量装置6,规划机器人操作臂8扫描作业路径,控制伺服电机53和机器人操作臂8运动,同时从伺服电机53获得光电编码器信号,从机器人控制器9获得机器人位姿信息,从三维激光测量装置6获得叶片7的X轴和Z轴的坐标数据。Z轴方向为激光发生器镜头的法线方向且其正方向朝向叶片,Y轴与直线导轨5平行且Y轴正方向为远离伺服电机53的方向,然后根据右手法则得到X轴正方向。每个三维激光轮廓扫描仪上均定义XYZ坐标。三维激光测量装置6暂停在直线导轨5上的某位置时,能够扫描得到叶片两侧在此位置的X轴坐标和Z轴坐标,而光电编码器能够获知三维激光测量装置6的Y轴坐标,进而获得对应位置处叶片的Y轴坐标,从而能得到叶片在该处的X轴、Y轴和Z轴坐标;然后三维激光测量装置6又继续移动进行测量。
在测量过程中,要保证伺服电机53和机器人操作臂8动作的同步性以及机器人控制器9、伺服电机53、三维激光测量装置6三者实时采集数据的同步性。直线导轨固定安置台4用于固定直线导轨5,保证直线导轨5的稳定性。直线导轨5通过线性滑块搭载三维激光测量装置6,带动三维激光测量装置6运动并完成进排气边71的完整测量。三维激光测量装置6用于测量叶片在进排气边71两侧的轮廓的X轴和Z轴的坐标数据,并将坐标数据传送至系统控制主机3以便对叶片的轮廓进行拟合。机器人操作臂8用于夹持叶片7运动,完成整个测量工作。机器人控制器9用于控制机器人操作臂8运动,接受系统控制主机3的控制信号和伺服电机53的脉冲信号,并将机器人操作臂8的位姿信息实时反馈至系统控制主机3。联轴器52用于连接伺服电机53与滚珠丝杠机构51。伺服电机53用于控制滚珠丝杠机构51运动,实时反馈光电编码信号至系统控制主机3。
所述三维激光测量装置还包括外壳61,外壳61内设置所述的两个三维激光轮廓扫描仪,每个三维激光轮廓扫描仪上均有定义XYZ坐标;两个三维激光轮廓扫描仪分别为三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66,三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64包括激光发生器Ⅰ62和扫描镜头Ⅰ63,三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66包括激光发生器Ⅱ和扫描镜头Ⅱ65;外壳61用于保证三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64与三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66的垂直度,并保证激光发生器Ⅰ62与激光发生器Ⅱ发出的激光束共面,从而保证叶片在进排气边71两侧轮廓测量的准确性。扫描镜头Ⅰ63用于采集进排气边71的两侧轮廓反射的激光发生器Ⅰ62发出的激光束。扫描镜头Ⅱ65用于采集进排气边71两侧轮廓反射的激光发生器Ⅱ发出的激光束。三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64与三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66用于完成进排气边71的X轴和Z轴坐标数据的同步测量并将坐标数据同步传送至系统控制主机3。
本发明中,根据进排气边71弯曲情况,分两个方案:
方案1:进排气边71比较直,例如小型航空发动机叶片,滚珠丝杠机构51能够直接带动三维激光测量装置6对叶片在进排气边71两侧的轮廓实施完整测量,此时,机器人操作臂8夹持叶片7保持固定,滚珠丝杠机构51带动三维激光测量装置6移动,实现对叶片在进排气边71两侧的整体测量。
方案2:进排气边71弯曲程度比较大例如大型汽轮机叶片,滚珠丝杠机构51不能够直接带动三维激光测量装置6对进排气边71实施完整测量,此时,滚珠丝杠机构51带动三维激光测量装置6移动测量,同时,机器人操作臂8夹持叶片7进行转动以微调位姿,使其能够满足:进排气边71正好位于三维激光测量装置6扫描区域。
叶片7在进排气边71两侧的X轴和Z轴的坐标数据采集:由三维激光测量装置6中的三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66测量得到。
进排气边71的Y轴坐标采集:通过伺服电机53上的光电编码器信号获取。
机器人位姿采集:当进排气边71弯曲程度较小时例如小型航空发动机叶片,此时,机器人操作臂8固定不动,系统控制主机3直接获取机器人操作臂8当前位姿信息;当进排气边71弯曲程度较大时例如大型汽轮机叶片,通过机器人控制器9实时记录机器人操作臂8转动过程中的位姿信息。其中三维激光测量装置6中激光发生器Ⅰ的镜头和激光发生器Ⅱ的镜头垂直的原因:叶片7的进排气边71的两侧共两个面,对于非接触式三维测量,只用一台三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64测量,得到的轮廓精度不高,因此通过激光发生器Ⅰ62和激光发生器Ⅱ的镜头成90°,分别测量进排气边71的两侧曲面轮廓,然后再通过叶片在这两侧的轮廓拟合得到进排气边71的完整形貌,具有很高的精度。
针对进排气边71不同的弯曲程度,有两个具体的实施方案。针对进排气边71弯曲程度不大的情况,例如小型航空发动机叶片,我们采用方案1,测量过程如下:
首先,将机器人操作臂8、直线导轨安置台4、直线导轨5和三维激光测量装置6装配到初始位置。机器人操作臂8装配:在机器人操作臂8末端装配叶片夹持器。直线导轨5旁装配伺服电机53。三维激光测量装置6装置:将三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66以互成90°角的方式装配至三维激光测量装置外壳61中(这样可以使激光发生器Ⅰ62和激光发生器Ⅱ的镜头成90°)。线路连接:将现场总线连接至系统控制主机3,将伺服电机53上的光电编码器与三维激光测量装置6、机器人控制器9连接。完成机器人操作臂8和三维激光测量装置6的静态标定,将需要测量的叶片装夹至机器人操作臂8末端夹持器。
其次,通过系统控制主机3的控制,给机器人操作臂8相应的位姿指令,机器人操作臂8末端夹持器夹持叶片7调整至三维激光测量装置6上方如图1,并固定。通过系统控制主机3控制伺服电机53,带动滚珠丝杠机构51,线性滑块搭载三维激光测量装置6调整至叶片7零点位置Y轴。此时,通过系统控制主机3发出信号,伺服电机53开始工作,滚珠丝杠机构51运行。
Y轴信号采集:通过系统控制主机3内部的数据采集卡实时采集伺服电机53上的光电编码器的信号,经过处理,得到进排气边71的Y轴的相对坐标位置数据。X轴和Z轴信号采集:由于系统控制主机3内部的数据采集卡能够实时采集伺服电机53上的光电编码器信号,从而,在需要采集X轴和Z轴坐标数据的位置,通过系统控制主机3使能伺服电机53上的光电编码器信号传输,同时给三维激光测量装置6中的三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66的电信号,触发三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66工作,测量得到叶片在靠近进排气边71的部位的两侧轮廓的相应位置X轴和Z轴坐标,然后通过现场总线将X轴和Z轴的数据反馈至系统控制主机3。机器人位姿信号采集:由于机器人操作臂8保持固定,因此只要在测量初始化时刻机器人操作臂8位姿信息即可。系统控制主机3将伺服电机53上的光电编码器对应的Y轴坐标与三维激光测量装置6对应的X轴和Z轴坐标匹配,得到叶片在进排气边71两侧相应位置的三维坐标以及对应的机器人操作臂8的位姿信息。
为了能够实现高精度的测量,本发明实施例中采用能够通过光电编码器触发的三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66,通过光电编码器触发实现三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66实时和同步采集数据,得到相对位置的准确三维坐标。三维激光扫描仪的测距方式主要为:三角测距法、脉冲测距法和相位测距法。根据三维激光轮廓扫描仪64的测距方式,在本发明实施例中,装配三维激光测量装置6时,保证三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66成90°角装配;保证三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66发出的两条激光束共面;三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66之间相互不干涉。除了满足以上装配要求,三维激光测量装置6中三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66的同步性也是测量过程中的关键点,需要调试实现光电编码器触发三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66的同步性,以及三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66向系统控制主机3实时反馈数据的同步性。
最后,系统控制主机3得到由伺服电机53上的光电编码器和三维激光测量装置6反馈的数据后此数据为空间一系列叶片截面的轮廓点X轴和Z轴坐标,由三维激光测量装置6得到、相应叶片截面的相对位置Y轴坐标,由伺服电机53上的光电编码器得到、机器人操作臂8位姿信息机器人操作臂8初始测量位姿记录,处理数据,仿真出进排气边71的空间轮廓,并对其重构、显示和优化,将其与进排气边71的理论空间结构模型进行对比,得到一系列加工参数,处理加工参数,形成机器人操作臂8加工的路径方案。最终将路径数据传送给机器人控制器9,机器人控制器9控制机器人操作臂8根据得到的路径数据夹持叶片7进行二次加工,加工完成后,机器人操作臂8夹持叶片7摆放至进排气边71测量的固定位置,利用上述方案1再次测量。
针对进排气边71弯曲程度较大的情况,例如大型汽轮机叶片,我们采用方案2。扭曲程度较大的叶片7,直线测量无法完成对其整体的测量,因此在测量过程中,需要通过机器人操作臂8位姿调整,满足三维激光测量装置6直线完整测量进排气边71的要求,测量过程如下:
首先,完成初始定位和静态标定的工作,这一部分工作与方案1中方法一致。完成后,将需要测量的叶片装夹至机器人操作臂8末端夹持器。
其次,通过系统控制主机3的控制,给机器人操作臂8相应的位姿指令,机器人操作臂8末端夹持器夹持叶片7摆放至三维激光直角测量6装置上方初始测量位置如图1,此处不需要固定。系统控制主机3控制伺服电机53,带动滚珠丝杠机构51,线性滑块搭载三维激光测量装置6调整至叶片7零点位置Y轴。系统控制主机3发出信号,伺服电机53开始工作,滚珠丝杠机构51运行,同时,机器人控制器9接收到来自伺服电机53上的光电编码器的脉冲信号,开始记录其位姿状态,保证了机器人控制器9记录位姿状态和三维激光测量装置6测量进排气边71数据的同步性。滚珠丝杠机构51运行过程中,通过伺服电机53上的光电编码器同时给三维激光测量装置6和机器人控制器9触发信号,实现三维激光测量装置6和机器人控制器9同步采集数据。
Y轴信号采集:系统控制主机3内部的数据采集卡实时采集伺服电机53上的光电编码器信号,处理得到进排气边71的Y轴的相对坐标数据。
X轴和Z轴信号采集:系统控制主机3内部的数据采集卡能够实时采集伺服电机53上的光电编码器信号,在需要采集X轴和Z轴坐标的位置,通过系统控制主机3控制伺服电机53上的光电编码器同时给三维激光测量装置6上的三维激光轮廓扫描仪Ⅰ64和三维激光轮廓扫描仪Ⅱ66的电信号,触发其工作,测量得到进排气边71两侧相应轮廓位置X轴和Z轴坐标数据。通过现场总线将叶片两侧轮廓的X轴和Z轴坐标数据反馈至系统控制主机3。机器人位姿信号采集:在需要采集机器人操作臂8位姿信息的位置,通过系统控制主机3控制伺服电机53上的光电编码器给机器人控制器9电信号,触发机器人控制器9记录相应位置的位姿信息,通过现场总线将相应数据反馈至系统控制主机3。由于X轴、Y轴、Z轴和机器人位姿信息的采集通过伺服电机53上的光电编码器同时触发,因此四者具有同步性,能够实时准确地反映进排气边71的整体轮廓。
最后,系统控制主机3得到由伺服电机53上的光电编码器、三维激光测量装置6和机器人控制器9传送过来的数据后此数据为空间一系列截面的轮廓点X轴和Z轴坐标,由三维激光测量装置6得到、相应截面的相对位置Y轴坐标,由伺服电机53上的光电编码器得到、机器人位姿信息由机器人控制器9记录得到,处理数据,仿真出进排气边71的空间轮廓,并对其重构、显示和优化,将其与进排气边71的理论空间结构模型进行对比,得到一系列加工参数,处理加工参数,形成机器人操作臂8加工的路径方案。最终将机器人路径数据传送给机器人控制器9,机器人控制器9控制机器人操作臂8根据得到的数据夹持叶片7进行二次加工,加工完成后,机器人操作臂8将继续夹持叶片7摆放至进排气边71测量的初始位置,再次利用上述方案2再次测量。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,其特征在于:包括基台、直线导轨、三维激光测量装置、六自由度机器人、伺服电机、滚珠丝杠机构和系统控制主机,所述直线导轨、伺服电机和滚珠丝杠机构均安装于基台上,所述直线导轨水平设置,其中,
三维激光测量装置,安装于直线导轨上,其包括两个三维激光轮廓扫描仪,所述的两个三维激光轮廓扫描仪用于测量叶片在靠近进排气边的部位的两侧轮廓,每个三维激光轮廓扫描仪分别用于朝叶片其中一侧的轮廓发射激光束进行轮廓测量;
六自由度机器人,用于夹持叶片到三维激光测量装置的工作区域内;
伺服电机,通过滚珠丝杠机构驱动三维激光测量装置沿直线导轨移动;
光电编码器,安装于伺服电机上,用于测量三维激光测量装置在直线导轨上的位置;
系统控制主机,与六自由度机器人、三维激光测量装置连接,用于规划六自由度机器人测量作业路径并同步采集六自由度机器人空间位姿、光电编码器反馈脉冲和三维激光测量装置测量得到的叶片两侧轮廓,进而拟合得到叶片的进排气边的轮廓。
2.根据权利要求1所述的一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,其特征在于:所述的三维激光轮廓扫描仪包括激光发生器和扫描镜头;所述激光发生器用于发射激光扫描线;所述的两个激光发生器发出的激光在同一平面上;所述三维激光测量装置以直线导轨伺服电机的光电编码器信号作为扫描触发信号。
3.根据权利要求2所述的一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,其特征在于:所述的三维激光轮廓扫描仪位于直线导轨的上方,所述的激光发生器朝斜上方发射激光束。
4.根据权利要求3所述的一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,其特征在于:所述的激光发生器以线光源的形式发射激光束,所述的两激光发生器的镜头相互垂直且两激光发生器发射的光条纹共面。
5.根据权利要求1所述的一种叶片进排气边三维非接触式测量装置,其特征在于:所述六自由度机器人包括机器人操作臂和机器人控制器,所述系统控制主机通过现场总线分别与机器人控制器、三维激光测量装置连接,并通过系统控制主机内部的数据采集板卡采集直线导轨伺服电机光电编码器信号,其中,系统控制主机规划机器人操作臂扫描作业路径,并发送给机器人控制器执行;系统控制主机同步采集三维激光测量装置扫描得到的轮廓数据和光电编码器信号,对叶片在进排气边两侧的轮廓进行重构和显示,进而拟合得到叶片的进排气边的轮廓。
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105806251A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-27 | 西北工业大学 | 基于线激光传感器的四轴测量系统及其测量方法 |
CN106541419A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 同济大学 | 一种机器人轨迹误差的测量方法 |
CN107270833A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-10-20 | 武汉智诺维科技有限公司 | 一种复杂曲面零件三维测量系统及方法 |
CN108344744A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-31 | 广东建设职业技术学院 | 一种冷弯薄壁型钢结构激光几何缺陷检测设备及方法 |
CN108844491A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-20 | 江南大学 | 一种航空叶片前后缘激光轮廓仪 |
CN109916334A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-06-21 | 上海申密机电设备有限公司 | 汽车密封条机器手自动化加工快速柔性三维检测系统 |
CN110640585A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-03 | 华中科技大学 | 一种叶片磨抛加工三维非接触式测量装置及方法 |
CN111735423A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-02 | 西北工业大学 | 一种发动机叶片进排气边轮廓测量装置及测量方法 |
CN112284290A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 湖南大学 | 一种航空发动机叶片机器人自主测量方法及系统 |
CN112378360A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-19 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的方法及系统 |
CN113524038A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-10-22 | 北京理工大学 | 一种适用于机器人夹持叶片的在位叶型轮廓检测装置 |
CN116182818A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-05-30 | 中航西飞民用飞机有限责任公司 | 一种航空发动机吊装的空间位姿测量方法及系统 |
WO2023123221A1 (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 台州南科智能传感科技有限公司 | 一种线激光3d轮廓扫描重建系统及其控制方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4566225A (en) * | 1983-04-20 | 1986-01-28 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "S.N.E.C.M.A." | Process and apparatus for the precision measurement of rotor blade-height |
US5067085A (en) * | 1989-05-15 | 1991-11-19 | Southwest Research Institute | Optical robotic canopy polishing system |
US20070103685A1 (en) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | General Electric Company | Methods and apparatus for generating a mask |
CN101458072A (zh) * | 2009-01-08 | 2009-06-17 | 西安交通大学 | 一种基于多传感器的三维轮廓测量装置及其测量方法 |
CN102749041A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-10-24 | 合肥工业大学 | 一种螺旋桨型面轮廓误差测量仪及测量方法 |
CN103056759A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-24 | 中国科学院自动化研究所 | 一种基于传感器反馈的机器人磨削系统 |
CN103970033A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-06 | 河海大学常州校区 | 基于matlab实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法 |
CN104259670A (zh) * | 2014-07-07 | 2015-01-07 | 河海大学常州校区 | 一种基于机器视觉及工业机器人的涡轮叶片激光切割系统 |
CN104515478A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-15 | 华中科技大学 | 一种高精度的航空发动机叶片自动三维测量方法和系统 |
-
2015
- 2015-05-28 CN CN201510287918.3A patent/CN105180834B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4566225A (en) * | 1983-04-20 | 1986-01-28 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "S.N.E.C.M.A." | Process and apparatus for the precision measurement of rotor blade-height |
US5067085A (en) * | 1989-05-15 | 1991-11-19 | Southwest Research Institute | Optical robotic canopy polishing system |
US20070103685A1 (en) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | General Electric Company | Methods and apparatus for generating a mask |
CN101458072A (zh) * | 2009-01-08 | 2009-06-17 | 西安交通大学 | 一种基于多传感器的三维轮廓测量装置及其测量方法 |
CN102749041A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-10-24 | 合肥工业大学 | 一种螺旋桨型面轮廓误差测量仪及测量方法 |
CN103056759A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-24 | 中国科学院自动化研究所 | 一种基于传感器反馈的机器人磨削系统 |
CN103970033A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-06 | 河海大学常州校区 | 基于matlab实现机器人实体建模与叶片激光检测仿真的方法 |
CN104259670A (zh) * | 2014-07-07 | 2015-01-07 | 河海大学常州校区 | 一种基于机器视觉及工业机器人的涡轮叶片激光切割系统 |
CN104515478A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-15 | 华中科技大学 | 一种高精度的航空发动机叶片自动三维测量方法和系统 |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105806251A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-27 | 西北工业大学 | 基于线激光传感器的四轴测量系统及其测量方法 |
CN106541419A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 同济大学 | 一种机器人轨迹误差的测量方法 |
CN106541419B (zh) * | 2016-10-13 | 2019-01-25 | 同济大学 | 一种机器人轨迹误差的测量方法 |
CN107270833A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-10-20 | 武汉智诺维科技有限公司 | 一种复杂曲面零件三维测量系统及方法 |
CN108344744A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-31 | 广东建设职业技术学院 | 一种冷弯薄壁型钢结构激光几何缺陷检测设备及方法 |
CN108844491A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-20 | 江南大学 | 一种航空叶片前后缘激光轮廓仪 |
CN109916334B (zh) * | 2019-04-19 | 2021-03-26 | 上海申密机电设备有限公司 | 汽车密封条机器手自动化加工快速柔性三维检测系统 |
CN109916334A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-06-21 | 上海申密机电设备有限公司 | 汽车密封条机器手自动化加工快速柔性三维检测系统 |
CN110640585A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-03 | 华中科技大学 | 一种叶片磨抛加工三维非接触式测量装置及方法 |
CN111735423A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-02 | 西北工业大学 | 一种发动机叶片进排气边轮廓测量装置及测量方法 |
CN112284290A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 湖南大学 | 一种航空发动机叶片机器人自主测量方法及系统 |
CN112284290B (zh) * | 2020-10-20 | 2021-09-28 | 湖南大学 | 一种航空发动机叶片机器人自主测量方法及系统 |
CN112378360A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-19 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的方法及系统 |
CN112378360B (zh) * | 2020-11-03 | 2022-07-01 | 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司 | 一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法 |
CN113524038A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-10-22 | 北京理工大学 | 一种适用于机器人夹持叶片的在位叶型轮廓检测装置 |
CN113524038B (zh) * | 2021-06-18 | 2022-04-05 | 北京理工大学 | 一种适用于机器人夹持叶片的在位叶型轮廓检测装置 |
WO2023123221A1 (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 台州南科智能传感科技有限公司 | 一种线激光3d轮廓扫描重建系统及其控制方法 |
CN116182818A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-05-30 | 中航西飞民用飞机有限责任公司 | 一种航空发动机吊装的空间位姿测量方法及系统 |
CN116182818B (zh) * | 2023-05-05 | 2023-08-25 | 中航西飞民用飞机有限责任公司 | 一种航空发动机吊装的空间位姿测量方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105180834B (zh) | 2016-04-13 |
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