CN110465710A - 一种航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加工技术领域，具体涉及一种航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，可以控制固定在加工轴上的电极与叶片工件之间相对运动的气膜孔打孔机，其相对运动包括X轴、Y轴和Z轴轴向位置及A/B轴空间旋转的相对角度及加装的光学检测设备包括：光源组件和用于拍摄气膜孔的光学相机及镜头。光学相机安装有足够焦距长度的镜头，光学相机可实现于联动于加工轴。利用航空叶片打孔机的CNC量测程式旋转叶片工件和光学相机的镜头的角度与相对位置，使单一被测气膜孔孔位对准镜头并处于镜头焦距上，并将光源导入叶片工件的空腔内，采集影像以分析叶片工件气膜孔孔位孔径的在线检测的方法，依据所述的方法完成所有待测气膜孔的孔位孔径检测。

Description

一种航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法
技术领域
本发明涉及加工技术领域，具体涉及一种航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法。
背景技术
传统的航空叶片气膜孔是在放电打孔机上完成加工工序后，再采取特定的分体设备对其孔径及孔位进行检测，或止通规人工逐孔检验法。因发动机叶片具有复杂的几何结构，利用上述两种方法检验耗时耗力、操作繁琐，且止通规检验易造成人工检查疏失，无法保证气膜孔孔径及孔位的高精确测量的准确性。
发明内容
本发明以克服气膜孔常规检测的缺点，设计出的一种孔径及孔位的在线检测方法，最大限度地实时反馈并完成孔位、孔径的加工调整度，以实现孔径及孔位高精度、高准确度地加工的航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，其特征在于包括：S1在航空叶片打孔机上加装光学相机和镜头；S2利用航空叶片打孔机的CNC量测程式旋转叶片工件和光学相机的镜头的角度与相对位置，使被测气膜孔孔位对准镜头并处于镜头焦距上；S3将光源打入被加工后的工件空腔内；S4光学相机采集并拍摄该气膜孔内透出的光源；S5分析拍得的影像获取被测气膜孔的形状大小与位置。
其中，CNC量测程式所使用的位置及角度数据是由基于气膜孔加工程式加上镜头位置偏移量所得。
其中，将光源打入加工后的叶片工件空腔内，是由导光棒插入至叶片工件空腔来实现。
其中，光学相机拍摄气膜孔的方式为多次拍摄且在拍摄过程中包括调整所述的光源强度或曝光时间。
其中，分析拍得的影像方法进一步包含可忽略多点量测中偏离理想值过大的孔径数据。
其中，光学相机拍摄气膜孔的方式为多次拍摄，进一步包含处理大于一定孔径的被测气膜孔的方法，采取变焦方式多次拍摄以上边缘为对焦目标及以下边缘为对焦目标拍摄并合成清晰影像以解决存在的景深模糊区域。
本发明的有益效果：被加工工件(航空叶片)固锁于治具上，通过在加工轴上的电极与航空叶片之间以放电加工形式完成气膜孔的单一孔位或多孔位的打孔，针对已完成单孔或多孔加工的叶片工件进行气膜孔孔位孔径在线检测；在不从治具取下叶片工件的条件下，将导光棒从治具外侧插入至工件空腔内，使光源导入至导光棒中，导光棒将光源均匀分散在工件内腔内；利用原有CNC打孔程式加上镜头与加工轴控制的电极之间的偏移量控制镜头的拍摄位置与焦距，将镜头移动至被测气膜孔上方精准位置及角度，光学相机采集叶片气膜孔工件内腔透射出的光源，拍得影像并实时分析；根据拍得第一张影像分析感光强度以调整光源强度和曝光时间，进行多次拍摄使得在工件上不同角度及位置的被测气膜孔的成像达到校正过的所预设的最佳感光强度，以提高检测精度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法的结构示意图。
图1中包括：
光学相机1，镜头2，电极3，叶片工件4，治具5，AB轴台面6，工件内腔7，导光棒8，光源传导件9，气膜孔10，光源11，加工轴12。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的一种航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法的具体实施方式如图1所示，其在线检测方法包括：可以实现固定在加工轴(12)上的电极(3)与叶片工件(4)之间相对运动的气膜孔打孔机，其相对运动包括X轴、Y轴和Z轴轴向位置及A/B轴空间旋转的相对角度，及加装的光学检测设备包括：光学相机(1)、镜头(2)、导光棒(8)、光源传导件(9)、具有强度调整的光源(11)。其在线检测实现方法为：光学相机(1)安装有足够焦距长度的镜头(2)，光学相机(1)可实现于联动于加工轴(12)，且联动时相对于固定在加工轴(12)上的电极有一定的位置偏移量。叶片工件(4)固锁在治具(5)上，在加工轴(12)上的电极(3)与叶片工件(4)之间以放电加工形式利用打孔机CNC打孔程式完成单孔或多孔加工。针对已完成单孔或多孔加工的叶片工件(4)进行气膜孔(10)孔位孔径在线检测，在不从治具(5)取下叶片工件(4)的条件下，将导光棒(8)插入至工件空腔(7)内，使光源(11)通过光源传导件(9)导入至导光棒(8)中，导光棒(8)将光源(11)所发出的光束均匀分散在工件内腔(7)中。利用原有CNC打孔程式加上镜头(2)与固定在加工轴(12)上的电极(3)之间的偏移量控制镜头(2)的拍摄位置与焦距，将镜头(2)移动至被测气膜孔(10)上方精准位置及角度，特别指明：焦距调整的方式包括由轴向偏移值实现对焦和采用镜头(2)自动对焦。光学相机(1)采集叶片气膜孔(10)工件内腔(7)透射出的光源，拍得影像并实时分析。根据拍得第一张影像获取并分析感光强度以调节光源(11)发出的光束强度和光学相机(1)的曝光时间，进行多次拍摄使得在不同角度及位置的被测气膜孔(10)的成像达到所预设的最佳感光强度，以提高检测精度。如叶片工件斜面上出现大于一定孔径的被测气膜孔(10)，在对焦拍摄过程中，因景深问题可能出现模糊区域，可采取变焦方式多次拍摄，通常做法为以上边缘为对焦目标及以下边缘为对焦目标拍摄并合并清晰影像，以实现精确分析孔位及孔径尺寸的目的。
本发明中涉及的影像分析方法为多点分析，为使分析结果更为精准，将偏离标准值过大的点选择性剔除(即分析拍得的影像包含可忽略多点量测中偏离理想值过大的孔径数据)，以得到精准量测结果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，其特征在于包括：S1在航空叶片打孔机上加装光学相机和镜头；S2利用航空叶片打孔机的CNC量测程式旋转叶片工件和光学相机的镜头的角度与相对位置，使被测气膜孔孔位对准镜头并处于镜头焦距上；S3将光源打入被加工后的工件空腔内；S4光学相机采集并拍摄该气膜孔内透出的光源；S5分析拍得的影像获取被测气膜孔的形状大小与位置。
2.根据权利要求1所述的航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，其中所述CNC量测程式所使用的位置及角度数据是由基于气膜孔加工程式加上镜头位置偏移量所得。
3.根据权利要求1所述的航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，其中所述将光源打入加工后的叶片工件空腔内，是由导光棒插入至叶片工件空腔来实现。
4.根据权利要求1所述的航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，其中所述光学相机拍摄气膜孔的方式为多次拍摄且在拍摄过程中包括调整所述的光源强度或曝光时间。
5.根据权利要求1所述的航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，其中所述分析拍得的影像方法进一步包含可忽略多点量测中偏离理想值过大的孔径数据。
6.根据权利要求4所述的所述的航空叶片打孔机加装气膜孔孔位孔径在线检测的方法，其中所述光学相机拍摄气膜孔的方式为多次拍摄，进一步包含处理大于一定孔径的被测气膜孔的方法，采取变焦方式多次拍摄以上边缘为对焦目标及以下边缘为对焦目标拍摄并合成清晰影像以解决存在的景深模糊区域。
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