CN112474112A - 一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，包括：装夹件，用于对工件进行装夹；上料喷涂模块，包括第一传送装置及喷涂装置；检测模块，包括旋转定位装置及测量仪，旋转定位装置用于对喷涂后的工件进行装夹，测量仪用于对工件进行三维测量；清洗模块，用于对检测完成后的工件进行清洗作业；烘干模块，包括第二传送装置及烘干装置；转运模块，包括第一机械手及夹持装置，第一机械手用于驱动夹持装置在上料喷涂模块、检测模块、清洗模块及烘干模块之间进行工件转运。本发明可以自动完成叶片的喷涂、检测、清洗与烘干作业，配合转运模块的使用，可以使叶片在各个工位上顺序转运，整个系统自动化运行，节省人力物力，可以代替人工完成多个叶片的测量工作。

Description

一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统

技术领域

本发明涉及叶片型面测量技术领域，尤其涉及一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统。

背景技术

叶片是航空发动机的核心部件，其型面轮廓的测量技术是逆向工程、质量检测、叶片设计以及维修指导等作业的重要步骤，因此，关于航空发动机叶片型面的测量技术一直以来都是研究的热点。

现在的叶片的检测流程为：由人工向叶片喷涂显影剂，然后装夹在转盘上，由人工或者机械手进行检测，检测后人工拆卸清洗擦干叶片。整个流程都是人工完成，工作量大并且每次只能测量一件，耗时费力，同时人工喷涂对环境也有污染，目前市场也没有将这个流程完全集成自动化的设备。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，通过设计模块化工位，配套使用机械手实现叶片的自动转运装夹、喷涂、测量、清洗和烘干，整个系统自动化运行，节省人力物力，能替代人工高效安全的完成叶片测量工作，并隔绝喷涂过程中的污染。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，包括：

装夹件，用于对工件进行装夹；

上料喷涂模块，包括第一传送装置及喷涂装置，其中，第一传送装置用于固定装夹件并对工件进行转运，喷涂装置用于对工件进行喷涂作业；

检测模块，包括旋转定位装置及测量仪，旋转定位装置用于对喷涂后的工件进行装夹，测量仪用于对工件进行三维测量；

清洗模块，用于对检测完成后的工件进行清洗作业；

烘干模块，包括第二传送装置及烘干装置，其中，第二传送装置用于固定装夹件并对工件进行转运，烘干装置用于对清洗后的工件进行烘干作业；

转运模块，包括第一机械手，所述第一机械手上连接有用于对工件进行夹持的夹持装置，所述第一机械手用于驱动夹持装置在上料喷涂模块、检测模块、清洗模块及烘干模块之间进行工件转运。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一传送装置与第二传送装置的结构相同，均包括传送架及传送带，所述传送带铺设在传送架上，所述传送带上等间距固定设置有若干用于连接装夹件的第一定位座。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述装夹件呈方形设置，所述装夹件的顶端开设有用于与工件配合连接的卡槽，所述装夹件的四周其中两个对侧面分别设置有第一定位槽，且第一定位槽与卡槽的开口方向对应，另外两个对侧面分别设置有第二定位槽，所述第一定位座上设置有两个与第二定位槽配合连接的第一卡接部，两个所述第一卡接部的连线与传送带运行方向相垂直。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述喷涂装置包括支架、喷涂罩、调节杆、连接座及喷嘴，所述支架固定设置在传送架一侧，喷涂罩设置在支架顶面且与支架铰连接，喷涂罩的开口端盖合所述定位座，调节杆设置在喷涂罩内且与支架竖直固定连接，连接座转动连接在调节杆上，喷嘴水平安装在连接座上且朝向定位座方向，所述连接座上还设置有用于检测工件的位置传感器。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述检测模块包括至少两个旋转定位装置，所述旋转定位装置包括承载座、旋转盘及转动电机，所述旋转盘转动设置在承载座顶部，所述转动电机用于驱动旋转盘转动，旋转盘顶面固定设置有与第一定位座结构相同的第二定位座，所述第二定位座用于连接装夹件。

进一步，优选的，所述检测模块还包括第二机械手，所述第二机械手与测量仪相连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述清洗模块为超声波清洗器。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述烘干装置包括烘干罩及烘干器，所述烘干罩设置在传送架上方且烘干罩开口端与传送带齐平，烘干器设置在烘干罩上，用于对进入烘干罩内的工件进行烘干作业。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述夹持装置包括夹取气缸及夹具，夹取气缸的一端与第一机械手相连接，另一端与夹具相连接，所述夹具的夹取面上设置有与第一定位槽相配合的第二卡接部。

进一步，优选的，所述第一机械手设置在上料喷涂模块、检测模块、清洗模块及烘干模块之间。

本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明公开的叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，通过设置装夹件，可以很好与叶片进行契合连接，方便叶片装夹与摘取，同时装夹件可以很好的与夹持装置进行配合，通过上料喷涂模块、检测模块、清洗模块及烘干模块的设置，可以自动完成叶片的喷涂、检测、清洗与烘干作业，配合转运模块的使用，可以使叶片在各个工位上顺序转运，整个系统自动化运行，节省人力物力，可以代替人工完成多个叶片的测量工作，从而实现对叶片尺寸高精度、高效率测量。

(2)通过在上料喷涂模块上设置喷涂罩，可以在进行叶片喷涂显影剂时，减少显影剂的扩散，从而隔绝喷涂过程中的污染。

(3)通过设置至少两个旋转定位装置，可以并行装夹多个待测量的叶片，并配合第二机械手驱动测量仪可以完成叶片的并行检测，从而提高整个系统的利用率。

(4)本发明公开的叶片尺寸精度自动化测量与检测系统采用模块化设置，各个模块独立运行，降低了系统的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所公开的叶片尺寸精度自动化测量与检测系统的总装配图；

图2为本发明所公开的上料喷涂模块的立体结构示意图；

图3为本发明所公开的装夹件与叶片装配结构示意图；

图4为本发明所公开的喷涂装置的结构示意图；

图5为本发明所公开的旋转定位装置的结构示意图；

图6为本发明所公开的烘干模块的结构示意图；

图7为本发明所公开的转运模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例公开了一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，包括：

装夹件1，用于对工件进行装夹；在本实施例中，所涉及的工件属于航空发动机的叶片100。为了进行连续作业，本发明实施例所提供的装夹件1设置有多个。

上料喷涂模块2，包括第一传送装置21及喷涂装置22，其中，第一传送装置21用于固定装夹件1并对工件进行转运，喷涂装置22用于对工件进行喷涂作业。人工将待喷涂的叶片100通过装夹件1进行装夹后，逐个放置与第一传送装置21上，第一传送装置21在传送的过程中通过喷涂装置22即对叶片100实施显影剂的喷涂作业。

检测模块3，包括旋转定位装置31及测量仪32，旋转定位装置31用于对喷涂后的工件进行装夹，测量仪32用于对工件进行三维测量。喷涂完成后的叶片100会被转动到旋转定位装置31上，通过旋转定位装置31可以将喷涂后的工件进行固定，在旋转的同时配合测量仪32即可完成三维数据的测量。

清洗模块4，用于对检测完成后的工件进行清洗作业；用来去除叶片100表面的显影剂。

烘干模块5，包括第二传送装置51及烘干装置52，其中，第二传送装置51用于固定装夹件1并对工件进行转运，烘干装置52用于对清洗后的工件进行烘干作业。清洗完成的叶片100被转运到第二传送装置51上，在第二传送装置51传输的过程中，通过烘干装置52可以完成叶片100表面水分的烘干。

转运模块6，包括第一机械手61，第一机械手61上连接有用于对工件进行夹持的夹持装置62，第一机械手61用于驱动夹持装置62在上料喷涂模块2、检测模块3、清洗模块4及烘干模块5之间进行工件转运。通过夹持装置62可以对装夹件1进行夹持，从而实现对叶片100的夹持，通过第一机械手61驱动夹持装置62，可以使叶片100在上料喷涂模块2、检测模块3、清洗模块4及烘干模块5之间进行顺序转运，从而完成叶片100连续测量流程。

采用上述技术方案，通过设置装夹件1，可以很好与叶片100进行契合连接，方便叶片100装夹与摘取，同时装夹件1可以很好的与夹持装置62进行配合，通过上料喷涂模块2、检测模块3、清洗模块4及烘干模块5的设置，可以自动完成叶片100的喷涂、检测、清洗与烘干作业，配合转运模块6的使用，可以使叶片100在各个工位上顺序转运，整个系统自动化运行，节省人力物力，可以代替人工完成多个叶片100的测量工作，从而实现对叶片尺寸高精度、高效率测量。

同时各个模块可以独立运行，从而降低了整个系统的故障率。

参照附图2所示，在本实施例中，第一传送装置21与第二传送装置51的结构相同，均包括传送架211及传送带212，传送带212铺设在传送架211上，传送带212上等间距固定设置有若干用于连接装夹件1的第一定位座213。优选的，第一传送装置21中的上料端与第二传送装置51中的下料端处于同一方向，便于人工通过第一传送装置21的上料端进行叶片100上料操作，并通过第二传送装置51的下料端进行叶片100的下料操作。通过第一定位座213，可以对装夹件1进行固定，从而使叶片100固定在传送带212上，传送带212在传送架211上传输的过程中，经过喷涂装置22可以实现叶片100的喷涂作业，经过烘干装置52可以进行叶片100的烘干作业。

参照附图3所示，在本实施例中，装夹件1呈方形设置，装夹件1的顶端开设有用于与工件配合连接的卡槽11，优选的，卡槽11的形状与叶片100底部的楔形燕尾形状相适配，方便叶片100插入或拔出。装夹件1的四周其中两个对侧面分别设置有第一定位槽12，且第一定位槽12与卡槽11的开口方向对应，第一定位槽12用来与夹持装置62进行连接，第一定位槽12的截面可以是三角形、圆柱形或其他形状，另外两个对侧面分别设置有第二定位槽13，所述第一定位座213上设置有两个与第二定位槽13配合连接的第一卡接部2130，两个所述第一卡接部2130的连线与传送带212运行方向相垂直。第二定位槽13的截面也可以是三角形或圆柱形，为了便于区分第一定位槽12和第二定位槽13，第一定位槽12及第二定位槽13截面形状选择不同类型，即当第一定位槽12选择三角形，第二定位槽13选择圆柱形；第一定位槽12选择圆柱形时，第二定位槽13选择三角形。由于第一定位槽12和第二定位槽13形状不一致，因此装夹件1在装夹时，通过第二定位槽13与第一定位座213上的第一卡接部2130进行连接，由于两个所述第一卡接部2130的连线与传送带212运行方向相垂直，因此装夹件1在装夹到第一定位座213上后，第一定位槽12的开口方向即与传送到的传输方向一致，进而保证叶片100的表面与传送带212齐平，方便喷涂装置22可以对叶片100的表面进行直接喷涂。

参照附图4所示，在本实施例中，喷涂装置22包括支架221、喷涂罩222、调节杆223、连接座224及喷嘴225，所述支架221固定设置在传送架211一侧，喷涂罩222设置在支架221顶面且与支架221铰连接，喷涂罩222的开口端盖合所述定位座，调节杆223设置在喷涂罩222内且与支架221竖直固定连接，连接座224转动连接在调节杆223上，喷嘴225水平安装在连接座224上且朝向定位座方向，所述连接座224上还设置有用于检测工件的位置传感器226。

采用上述技术方案，通过设置喷涂罩222，可以在进行叶片100喷涂显影剂时，减少显影剂的扩散，从而隔绝喷涂过程中的污染。喷涂罩222与支架221铰连接，方便打开喷涂罩222，对喷嘴225的位置角度进行调节。连接座224与调节杆223转动连接，具体的，连接座224是套接在调节杆223上的，由此以来，可以调节连接座224在调节杆223上的高度，使得喷嘴225能更好对准待喷涂叶片100。也可以通过转动连接座224，调整喷嘴225与叶片100喷射夹角，来保证喷涂效果。位置传感器器226可以是光电传感器，也可以是接近开关。采用位置传感器226用于检测进入喷涂罩222的叶片100，当位置传感器226检测到叶片100后，位置传感器226将信号传输给系统控制器，控制器驱动传送带212上的电机停止工作，喷嘴225和外部的抽吸泵进行连接，控制器驱动抽吸泵抽吸显影剂并通过喷嘴225进行喷涂作业，当达到一定喷涂时间后，控制器驱动抽吸泵停止工作，同时驱动传送带212上的电机继续工作，以待下一个叶片100进入喷涂罩222。

参照附图5所示，在本实施例中，检测模块3包括至少两个旋转定位装置31，所述旋转定位装置31包括承载座311、旋转盘312及转动电机313，所述旋转盘312转动设置在承载座311顶部，所述转动电机313用于驱动旋转盘312转动，旋转盘312顶面固定设置有与第一定位座213结构相同的第二定位座314，所述第二定位座314用于连接装夹件1。采用上述技术方案，通过转动电机313的旋转，带动旋转盘312发生转动，进而带动第二定位座314发生旋转，实现喷涂后的叶片100在旋转盘312上发生转动。通过叶片100在转动的过程中，配合测量仪32实现三维测量。

检测模块3还包括第二机械手33，第二机械手33与测量仪32相连接。本发明实施例中的测量仪32可以采用CCD图像测量法、激光扫描法或结构光测量法等多种基于计算机视觉的高温物体测量方法。高温物体三维测量通常采用结构光测量法，通过将三维扫描仪安装在机器人手臂上，机器人手臂带动三维扫描仪近距离的获取被测工件表面反射的正弦光栅条纹图像。因此本发明实施例中所采用的测量仪32可以采用现有技术公知的三维扫描仪，并通过第二机械手33进行驱动，来近距离对叶片100表面进行三维检测，从而可以精确测量叶片尺寸及其他参数。

优选的，清洗模块4为超声波清洗器。通过采用超声波清洗器，可以高效快捷的对叶片100表面喷涂的显影剂进行祛除。

参照附图6所示，在本实施例中，烘干装置52包括烘干罩521及烘干器522，烘干罩521设置在传送架211上方且烘干罩521开口端与传送带212齐平，烘干器522设置在烘干罩521上，用于对进入烘干罩521内的工件进行烘干作业。采用上述技术方案，当清洗过后的叶片100表面残留水渍，在转运到第二传送装置51上后，随着第二传送装置51的传输，叶片100经过烘干罩521，在烘干器522的作用下，叶片100表面的水渍可以被烘干，并流动到第二传送装置51的下料端，由人工进行下料。

参照附图7所示，本发明实施例中的夹持装置62包括夹取气缸621及夹具622，夹取气缸621的一端与第一机械手61相连接，另一端与夹具622相连接，夹具622的夹取面上设置有与第一定位槽12相配合的第二卡接部6220。采用上述技术方案，夹取气缸621在第一机械手61的驱动下，带动夹具622张开夹紧，从而实现对装夹件1进行夹持，利用夹具622上的第二卡接部6220可以稳定的与装夹件1上的第一定位槽12进行配合。

作为优选，第一机械手61设置在上料喷涂模块2、检测模块3、清洗模块4及烘干模块5之间。当叶片100在进行喷涂作业时，第一传送装置21停止运动，喷涂后的叶片100和其底部的装夹件1被夹持装置62的夹具622所夹取，第一机械手61旋转，将装夹有叶片100的装夹件1装夹到旋转定位装置31的第二定位座314上，当完成测量后，带有叶片100的装夹件1再被夹具622夹持放置到超声波清洗器中清洗，清洗完成后装夹到第二传送装置51上的第一定位座213上，第一机械手61设置在上料喷涂模块2、检测模块3、清洗模块4及烘干模块5之间，方便第一机械手61携带夹持装置62顺序的将带有叶片100的装夹件1在各个工位上进行转运，从而实现整个流程的有序进行。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于，包括：

装夹件(1)，用于对工件进行装夹；

上料喷涂模块(2)，包括第一传送装置(21)及喷涂装置(22)，其中，第一传送装置(21)用于固定装夹件(1)并对工件进行转运，喷涂装置(22)用于对工件进行喷涂作业；

检测模块(3)，包括旋转定位装置(31)及测量仪(32)，旋转定位装置(31)用于对喷涂后的工件进行装夹，测量仪(32)用于对工件进行三维测量；

清洗模块(4)，用于对检测完成后的工件进行清洗作业；

烘干模块(5)，包括第二传送装置(51)及烘干装置(52)，其中，第二传送装置(51)用于固定装夹件(1)并对工件进行转运，烘干装置(52)用于对清洗后的工件进行烘干作业；

转运模块(6)，包括第一机械手(61)，所述第一机械手(61)上连接有用于对工件进行夹持的夹持装置(62)，所述第一机械手(61)用于驱动夹持装置(62)在上料喷涂模块(2)、检测模块(3)、清洗模块(4)及烘干模块(5)之间进行工件转运。

2.如权利要求1所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述第一传送装置(21)与第二传送装置(51)的结构相同，均包括传送架(211)及传送带(212)，所述传送带(212)铺设在传送架(211)上，所述传送带(212)上等间距固定设置有若干用于连接装夹件(1)的第一定位座(213)。

3.如权利要求2所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述装夹件(1)呈方形设置，所述装夹件(1)的顶端开设有用于与工件配合连接的卡槽(11)，所述装夹件(1)的四周其中两个对侧面分别设置有第一定位槽(12)，且第一定位槽(12)与卡槽(11)的开口方向对应，另外两个对侧面分别设置有第二定位槽(13)，所述第一定位座(213)上设置有两个与第二定位槽(13)配合连接的第一卡接部(2130)，两个所述第一卡接部(2130)的连线与传送带(212)运行方向相垂直。

4.如权利要求2所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述喷涂装置(22)包括支架(221)、喷涂罩(222)、调节杆(223)、连接座(224)及喷嘴(225)，所述支架(221)固定设置在传送架(211)一侧，喷涂罩(222)设置在支架(221)顶面且与支架(221)铰连接，喷涂罩(222)的开口端盖合所述定位座，调节杆(223)设置在喷涂罩(222)内且与支架(221)竖直固定连接，连接座(224)转动连接在调节杆(223)上，喷嘴(225)水平安装在连接座(224)上且朝向定位座方向，所述连接座(224)上还设置有用于检测工件的位置传感器(226)。

5.如权利要求2所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述检测模块(3)包括至少两个旋转定位装置(31)，所述旋转定位装置(31)包括承载座(311)、旋转盘(312)及转动电机(313)，所述旋转盘(312)转动设置在承载座(311)顶部，所述转动电机(313)用于驱动旋转盘(312)转动，旋转盘(312)顶面固定设置有与第一定位座(213)结构相同的第二定位座(314)，所述第二定位座(314)用于连接装夹件(1)。

6.如权利要求5所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述检测模块(3)还包括第二机械手(33)，所述第二机械手与测量仪(32)相连接。

7.如权利要求1所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述清洗模块(4)为超声波清洗器。

8.如权利要求2所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述烘干装置(52)包括烘干罩(521)及烘干器(522)，所述烘干罩(521)设置在传送架(211)上方且烘干罩(521)开口端与传送带(212)齐平，烘干器(522)设置在烘干罩(521)上，用于对进入烘干罩(521)内的工件进行烘干作业。

9.如权利要求3所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：所述夹持装置(62)包括夹取气缸(621)及夹具(622)，夹取气缸(621)的一端与第一机械手(61)相连接，另一端与夹具(622)相连接，所述夹具(622)的夹取面上设置有与第一定位槽(12)相配合的第二卡接部(6220)。

10.如权利要求9所述的一种叶片尺寸精度自动化测量与检测系统，其特征在于：第一机械手(61)设置在上料喷涂模块(2)、检测模块(3)、清洗模块(4)及烘干模块(5)之间。

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