CN107803707A - 一种叶片三坐标测量夹具及其测量方法 - Google Patents

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members

Abstract

本发明涉及一种叶片三坐标测量夹具，其特征在于：包括工作台、底座、固定顶尖座和活动顶尖座；所述底座水平设置在工作台上，所述固定顶尖座与活动顶尖座分别设置在底座的两端；本发明还涉及该叶片三坐标测量夹具的测量方法，其特征在于：包括建工件坐标系，编制测量程序，传感器测量，电脑响应绘制轮廓，与标准件对比，计算加工补偿；本发明中三坐标测量夹具具有结构简单、紧凑、方便维护、精度高和方便操作等优点，本发明装置和测量方法没有某一品牌和型号的局限性，适用范围广，测量方法新颖，算法简单，测量分析效果好。

Description

一种叶片三坐标测量夹具及其测量方法
技术领域
本发明涉及叶片加工领域，尤其涉及一种叶片三坐标测量夹具及其测量方法。
背景技术
如何使用设置有移动轴和可定向头的坐标测量机 ( 也称为 CMM) 是众所周知的，位于可定向头的端部的探头使得可以测量加工零件或任意物体的表面的坐标，且可以从测量点提取信息从而确定点、线、面和简单的几何形状。具体已知以下坐标测量机：具有带三个线性正交轴的移动桥框的坐标测量机；或另外地，具有仅带有旋转轴的关节臂的坐标测量机，其中测量探头紧固到关节臂的末端；或另外地，组合了线性轴和旋转轴的坐标测量机。坐标测量机通常具有编码器，所述编码器用于沿着每个独立轴在给定瞬间确定测量的位置，并且通过适当的校准，用于精确地获得与每个测量点有关的坐标。
近年来自从叶片的加工方法采用四轴加工中心粗铣，然后五轴加工中心精铣的先进方法以后，中型的动叶和导叶都改革成方钢毛坯铣出六方方坯，进行探伤，然后两端钻中心孔作为叶片的工艺基准，这个工艺基准贯穿了叶片的粗加工、半精加工直至精加工全过程。叶片的加工全过程要经过多次三坐标机测量，因此叶片的定位和测量关系到整个叶片的加工效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够快速检测出叶片加工状态的叶片三坐标测量夹具及其测量方法，能够随时检测叶片的加工效果。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种叶片三坐标测量夹具，其创新点在于：包括工作台、底座、固定顶尖座和活动顶尖座；所述底座水平设置在工作台上，所述固定顶尖座与活动顶尖座4分别设置在底座的两端；
所述底座上沿着底座的延伸方向设置有一T型导向槽；所述活动顶尖座可沿着底座上的T型导向槽移动或固定，所述固定顶尖座固定设置T型导向槽的端部；
所述固定顶尖座上沿水平方向设置有第一顶尖，所述活动顶尖座上沿水平方向设置有第二顶尖，所述活动顶尖座的顶端沿水平方向设置有弹簧座，所述弹簧座与活动顶尖座通过螺纹连接；所述弹簧座内在水平方向设置有用于容纳压缩弹簧和第二顶尖的沉孔；所述第二顶尖的一端通过压缩弹簧与弹簧座上的沉孔配合安装；所述第二顶尖上还设置有手柄卡槽；
所述活动顶尖座上的侧边设置铰接耳板，该铰接耳板通过铰接销与一手柄相连，所述手柄的一端与第二顶尖上的手柄卡槽配合，弹簧座上设置有容纳手柄与手柄卡槽配合的缺口。
进一步的，所述固定顶尖座水平设置有容纳第一顶尖的螺纹孔，所述第一顶尖与固定顶尖座通过螺纹连接。
进一步的，所述固定顶尖座与活动顶尖座的底端均设置有与底板上T型导向槽装配配合的螺栓孔。
上述的叶片三坐标测量夹具的测量方法，其创新点在于：具体步骤如下：
S1：根据叶片的模型建立坐标体系，根据叶片需要测量的参数选择待测量的元素；
S2：根据待测量元素的测量要求与叶片的加工工序相结合，为待测量元素编制测量程序；
S3：将叶片夹持在叶片三坐标测量夹具上，在工件坐标系下，三坐标测量仪上的传感器根据编制的测量程序路径运动执行测量步骤；
S4：三坐标测量仪上的传感器将测量数据映射到工件坐标系中，电脑根据映射的坐标数据响应并绘制叶片的轮廓；
S5：将测量后绘制出的叶片轮廓的中心轴线与标准叶片的中心轴线重合进行对比成叶片测量；
S6：根据测量叶片轮廓和标准轮廓进行对比并通过测量算法计算出叶片后续加工补偿值。
进一步的，所述三坐标测量中工件坐标即坐标系XYZ的原点O与实际中传感器测量之后的映射坐标即X’Y’Z’的原点O’重合。
进一步的，所述测量算法运用的是模糊PID控制，运用模糊数学的基本理论和方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并把这些模糊控制及有关信息作为知识存入计算机知识库中，然后根据控制的实际响应情况，运用模糊数实现对PID参数的最佳调整。
本发明的优点在于：
1）本发明中采用的三坐标机和两顶尖基准测量夹具调整方便，定位准确、装夹工件简便；装卡叶片时，一端对准第一顶尖，另一端通过下压手柄使第二顶尖后移，手扶叶片的另一端对准第二顶尖，松开手柄使得第二顶尖顶在叶片的另一端对叶片进行定位；此外弹簧座与活动顶尖座之间通过螺纹相连，可以通过弹簧座与活动顶尖座的螺纹松紧调节压缩弹簧的弹力，从而保证叶片夹紧力的大小。
2）本发明中三坐标测量夹具具有结构简单、紧凑、方便维护、精度高和方便操作等优点，本发明装置和测量方法没有某一品牌和型号的局限性，适用范围广，测量方法新颖，算法简单，测量分析效果好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种叶片三坐标测量夹具的剖视图。
图2为本发明的一种叶片三坐标测量夹具的侧视图。
图3为本发明的一种叶片三坐标测量夹具的测量方法流程图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图3所示的一种叶片三坐标测量夹具，包括工作台1、底座2、固定顶尖座3和活动顶尖座4；所述底座2水平设置在工作台1上，所述固定顶尖座3与活动顶尖座4分别设置在底座2的两端。
底座2上沿着底座2的延伸方向设置有一T型导向槽21；所述活动顶尖座4可沿着底座2上的T型导向槽21移动或固定，所述固定顶尖座3固定设置T型导向槽21的端部。
固定顶尖座3上沿水平方向设置有第一顶尖31，所述活动顶尖座4上沿水平方向设置有第二顶尖41，所述活动顶尖座4的顶端沿水平方向设置有弹簧座5，所述弹簧座5与活动顶尖座4通过螺纹连接；所述弹簧座5内在水平方向设置有用于容纳压缩弹簧51和第二顶尖41的沉孔；所述第二顶尖41的一端通过压缩弹簧51与弹簧座5上的沉孔配合安装；所述第二顶尖41上还设置有手柄卡槽。
活动顶尖座4上的侧边设置铰接耳板42，该铰接耳板42通过铰接销与一手柄6相连，所述手柄6的一端与第二顶尖41上的手柄卡槽配合，弹簧座5上设置有容纳手柄6与手柄卡槽配合的缺口。
固定顶尖座3水平设置有容纳第一顶尖31的螺纹孔，所述第一顶尖31与固定顶尖座3通过螺纹连接。
固定顶尖座3与活动顶尖座4的底端均设置有与底板2上T型导向槽21装配配合的螺栓孔。
一种叶片三坐标测量夹具的测量方法，具体步骤如下：
S1：根据叶片的模型建立坐标体系，根据叶片需要测量的参数选择待测量的元素；
S2：根据待测量元素的测量要求与叶片的加工工序相结合，为待测量元素编制测量程序；
S3：将叶片夹持在叶片三坐标测量夹具上，在工件坐标系下，三坐标测量仪上的传感器根据编制的测量程序路径运动执行测量步骤；
S4：三坐标测量仪上的传感器将测量数据映射到工件坐标系中，电脑根据映射的坐标数据响应并绘制叶片的轮廓；
S5：将测量后绘制出的叶片轮廓的中心轴线与标准叶片的中心轴线重合进行对比成叶片测量；
S6：根据测量叶片轮廓和标准轮廓进行对比并通过测量算法计算出叶片后续加工补偿值。
三坐标测量中工件坐标即坐标系XYZ的原点O与实际中传感器测量之后的映射坐标即X’Y’Z’的原点O’重合。
所述测量算法运用的是模糊PID控制，运用模糊数学的基本理论和方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并把这些模糊控制及有关信息作为知识存入计算机知识库中，然后根据控制的实际响应情况，运用模糊数实现对PID参数的最佳调整。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种叶片三坐标测量夹具，其特征在于：包括工作台、底座、固定顶尖座和活动顶尖座；所述底座水平设置在工作台上，所述固定顶尖座与活动顶尖座分别设置在底座的两端；
所述底座上沿着底座的延伸方向设置有一T型导向槽；所述活动顶尖座可沿着底座上的T型导向槽移动或固定，所述固定顶尖座固定设置T型导向槽的端部；
所述固定顶尖座上沿水平方向设置有第一顶尖，所述活动顶尖座上沿水平方向设置有第二顶尖，所述活动顶尖座的顶端沿水平方向设置有弹簧座，所述弹簧座与活动顶尖座通过螺纹连接；所述弹簧座内在水平方向设置有用于容纳压缩弹簧和第二顶尖的沉孔；所述第二顶尖的一端通过压缩弹簧与弹簧座上的沉孔配合安装；所述第二顶尖上还设置有手柄卡槽；
所述活动顶尖座上的侧边设置铰接耳板，该铰接耳板通过铰接销与一手柄相连，所述手柄的一端与第二顶尖上的手柄卡槽配合，弹簧座上设置有容纳手柄与手柄卡槽配合的缺口。
2.根据权利要求1所述的一种叶片三坐标测量夹具，其特征在于：所述固定顶尖座水平设置有容纳第一顶尖的螺纹孔，所述第一顶尖与固定顶尖座通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种叶片三坐标测量夹具，其特征在于：所述固定顶尖座与活动顶尖座的底端均设置有与底板上T型导向槽装配配合的螺栓孔。
4.一种权利要求1所述的叶片三坐标测量夹具的测量方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1：根据叶片的模型建立坐标体系，根据叶片需要测量的参数选择待测量的元素；
S2：根据待测量元素的测量要求与叶片的加工工序相结合，为待测量元素编制测量程序；
S3：将叶片夹持在叶片三坐标测量夹具上，在工件坐标系下，三坐标测量仪上的传感器根据编制的测量程序路径运动执行测量步骤；
S4：三坐标测量仪上的传感器将测量数据映射到工件坐标系中，电脑根据映射的坐标数据响应并绘制叶片的轮廓；
S5：将测量后绘制出的叶片轮廓的中心轴线与标准叶片的中心轴线重合进行对比成叶片测量；
S6：根据测量叶片轮廓和标准轮廓进行对比并通过测量算法计算出叶片后续加工补偿值。
5.根据权利要求4所述的一种叶片三坐标测量夹具的测量方法，其特征在于：所述三坐标测量中工件坐标即坐标系XYZ的原点O与实际中传感器测量之后的映射坐标即X’Y’Z’的原点O’重合。
6.根据权利要求4所述的一种叶片三坐标测量夹具的测量方法，其特征在于：所述测量算法运用的是模糊PID控制，运用模糊数学的基本理论和方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并把这些模糊控制及有关信息作为知识存入计算机知识库中，然后根据控制的实际响应情况，运用模糊数实现对PID参数的最佳调整。
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