CN202074938U - 飞机发动机叶片的三坐标快速测量装置 - Google Patents

Abstract

飞机发动机叶片的三坐标快速测量装置，包括电感测具、零件的三坐标测量控制系统和电感测具的三坐标找正控制系统；电感测具，用于夹持待测零件，监控电感测具中定位点的状况，保证待测零件的基准点与电感测具的定位点正确接触；电感测具的三坐标找正控制系统，用于找正电感测具及电感测具上的定位点，建立待测零件的测量坐标系；零件的三坐标测量控制系统，用于根据电感测具的三坐标找正控制系统建立的待测零件的测量坐标系，对安装在电感测具上的待测零件进行测量。本实用新型测量装置在保证测量精度的同时，最大程度地提高了检测效率，测量的重复性和再现性较高。

Description

飞机发动机叶片的三坐标快速测量装置

技术领域

本实用新型属于测量设备技术领域，涉及一种三坐标测量装置，具体涉及一种飞机发动机叶片的三坐标快速测量装置。

背景技术

飞机发动机叶片的构造较为复杂，其中的气流通道表面通常由很多不规则的曲面构成。在生产过程中，必须按照设计图的要求对这些不规则曲面上一些特定的点进行测量，并严格控制这些点的尺寸。而飞机发动机叶片的制造公差要求较小，大部分铸件的环道面公差为±0.2～±0.3mm，对叶片的测量提出了较高的要求。

目前，通常使用电感测量仪或者三坐标测量机对飞机发动机叶片上的不规则曲面进行测量。电感测量仪的价格较为昂贵，每台电感测量仪只能检测一种零件，其测量结果容易受到标准件精度和操作人员操作水平的影响，测量精度较差，测量的重复性和再现性较低，无法满足质量方面和零件多样性的要求。三坐标测量机在检测过程中，需要花费大量的时间找正零件，效率较低，无法满足大批量生产过程中对检测效率的要求。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种飞机发动机叶片的三坐标快速测量装置，测量精度、测量的重复性和再现性较高，能满足质量方面和零件多样性的要求，而且效率较高。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，飞机发动机叶片的三坐标快速测量装置，包括电感测具1、零件的三坐标测量控制系统2和电感测具的三坐标找正控制系统3；其中，

电感测具1，用于夹持待测零件，监控电感测具1中定位点的状况，保证待测零件的基准点与电感测具1的定位点正确接触；

电感测具的三坐标找正控制系统3，用于找正电感测具1及电感测具1上的定位点，建立待测零件的测量坐标系；

零件的三坐标测量控制系统2，用于根据电感测具的三坐标找正控制系统3建立的待测零件的测量坐标系，对安装在电感测具1上的待测零件进行测量。

电感测具1包括测具部分和电感显示部分。

测具部分包括并排设置的根部支撑块6和冠部支撑块7，根部支撑块6上设置有顶杆15，顶杆15朝向冠部支撑块7的一端安装有第一定位球16，根部支撑块6上分别安装有第一定位块12和第二定位块27，第一定位球16、第一定位块12和第二定位块27均与根部支撑块6绝缘；

冠部支撑块7顶部水平设置有可沿自身长度方向往复移动的支撑臂9，支撑臂9朝向根部支撑块6的一端竖直设置有限力螺钉10，限力螺钉10的下端安装有压紧头11，冠部支撑块7上水平设置有可沿自身轴线方向往复移动的夹紧轴17，夹紧轴17与顶杆15同轴设置，冠部支撑块7朝向根部支撑块6的侧壁上分别设置有第二定位球19、第三定位球23和第四定位球24，第二定位球19、第三定位球23和第四定位球24均与冠部支撑块7绝缘；

第一定位球16、第一定位块12、第二定位块27第二定位球19、第三定位球23和第四定位球24均与电感显示部分电连接。

本实用新型三坐标快速测量装置将电感测具和三坐标相结合，通过三坐标程序的补偿和优化，在保证测量精度的同时，最大程度地提高了三坐标检测的效率。与之前使用的电感测量仪相比，测量精度大幅提高。与单纯的三坐标测量相比，在保证足够测量精度的前提下，测量时间仅为单纯三坐标测量的45％左右，检测效率大幅提高。此外，只需要较小的投入，新制电感测具并编写新的测量程序即可检测其它零件，可以很好地满足企业零件多样性测量的要求。

附图说明

图1是本实用新型三坐标快速测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型三坐标快速测量装置电感测具中测具部分的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的A向视图。

图5是图1的B向视图。

图6是本实用新型三坐标快速测量装置的原理图。

图中，1.电感测具，2.零件的三坐标测量控制系统，3.电感测具的三坐标找正控制系统，4.支撑架，5.底板，6.根部支撑块，7.冠部支撑块，8.挡块，9.支撑臂，10.限力螺钉，11.压紧头，12.第一定位块，13.绝缘垫片，14.第一连接架，15.顶杆，16.第一定位球，17.夹紧轴，18.第二连接架，19.第二定位球，20.七星接头，21.起运板，22.第三连接架，23.第三定位球，24.第四定位球，25.底板电器盒连接板，26.电器盒组件，27.第二定位块，28.工艺球，29.支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型三坐标快速测量装置的结构，包括电感测具1、零件的三坐标测量控制系统2和电感测具的三坐标找正控制系统3，其中，

电感测具1，用于夹持待测零件，监控电感测具1中定位点的状况，保证待测零件的基准点与电感测具1的定位点正确接触；

电感测具的三坐标找正控制系统3，用于找正电感测具1及电感测具1上的定位点，建立待测零件的测量坐标系；

对电感测具定位点的找正部分，完全按照零件图对零件定位点的要求进行。能够最大限度的消除电感测具的制造误差，从而更好地保证整个测量装置的测量精度。只有在首次检测、重新安装电感测具1或其它必要的时候，需要首先通过电感测具的三坐标找正控制系统3建立待测零件在该控制系统中的坐标。

零件的三坐标测量控制系统2，用于根据电感测具的三坐标找正控制系统3建立的待测零件的坐标，按照图纸设计要求对安装在电感测具1上的待测零件进行测量。

电感测具1包括测具部分和电感显示部分，其中，测具部分的结构，如图2、图3、图4和图5所示。包括支撑架4，支撑架4上安装有底板5，底板5上并排设置有根部支撑块6和冠部支撑块7，底板5上还设置有工艺球28，工艺球28位于根部支撑块6和冠部支撑块7之间。根部支撑块6背离冠部支撑块7的侧壁安装有第一连接架14，第一连接架14的顶部向上超过根部支撑块6的顶部，第一连接架14上设置有顶杆15，顶杆15朝向冠部支撑块7的一端安装有第一定位球16，第一定位球16与第一连接架14绝缘；根部支撑架6的顶部安装有第一定位块12，第一定位块12与根部支撑架6绝缘，根部支撑块6上与安装第一连接14的侧面相邻的一个侧面安装有第二定位块27，第二定位块27与根部支撑块6绝缘，第二定位块27的工作部分位于根部支撑块6顶部的上方。第一定位球16、第一定位块12的工作部分和第二定位块27的工作部分围成一个与所支撑定位的飞机发动机叶片形状相适应的空间。

冠部支撑块7顶部水平设置有支撑臂9，支撑臂9朝向根部支撑块6的一端竖直设置有限力螺钉10，限力螺钉10的下端安装有压紧头11，支撑臂9的另一端位于挡板8内，挡板8安装于冠部支撑块7的顶部，支撑臂9可沿其长度方向往复移动。冠部支撑块7上水平设置有夹紧轴17，夹紧轴17的一端伸出冠部支撑块7朝向根部支撑块6的侧面，夹紧轴17上套装有弹簧，夹紧轴17可沿其轴线方向往复移动，夹紧轴17与顶杆15同轴设置。冠部支撑块7朝向根部支撑块6的侧壁上分别设置有第二连接架18和第三连接架22。第二连接架18上水平设置有支撑杆29，支撑杆29的轴线与夹紧轴17的轴线相垂直，支撑柱29朝向夹紧轴17的一端安装有第二定位球19，第二定位球19与第二连接架29绝缘。第三连接架22的顶部倾斜，第三连接架22的顶部平行安装有两根支杆，该两根支杆的轴线与第三连接架22的顶面相垂直，该两根支杆的顶部分别安装有第三定位球23和第四定位球24，第三定位球23和第四定位球24均匀第三连接架22绝缘。

底板5上还安装有底板电器盒连接板25，底板电器盒连接板25位于冠部支撑块7一侧的底部5上，底板电器盒连接板25上固接有电器盒组件26，电器盒组件26悬空设置。冠部支撑块7背离电器盒组件26的侧壁上设置有七星接头20。冠部支撑块7背离根部支撑块6的侧壁上设置有起运板21。

第一定位块12、第二定位块27、第一定位球16、第二定位球19、第三定位球23和第四定位球24均与电感测具1的电感显示部分电连接。

电感测具1是按照待测零件设计图给出的零件基准点及被测目标点的分布设计并制造。有较高的制造精度，在使用过程中具有定位准确、快速、重复性好等优点。用于代替三坐标完成找正待测零件的工作。为了保证测量过程中零件的基准点与电感测具1测具部分的定位点正确接触，通过与该定位点电连接的电感显示部分监控各定位点的工作状况。

为了保证电感测具1有较高的定位精度，测具部分所有定位点的制造公差为±0.01mm。且每个定位点与测具底座之间用绝缘材料隔开，保证每个定位点与测具底座之间不通电。测具部分共设置了6个定位点，每个定位点都通过电线与电感显示部分相连。在电感显示部分的显示面板上有与定位点一一对应的信号灯，当信号灯亮起，表明待测零件的基准点与测具的定位点正确接触。在整个测量过程中必须保持所有信号灯都处于亮起状态。

本实用新型三坐标快速测量装置的工作原理图，如图6所示。每次检测零件之前首先需要按照相关规定完成“三坐标的日常维护”和“校验测头”。然后将电感测具1摆放在三坐标测量机工作台上，并可靠固定。启动电感测具的三坐标找正控制系统3，调用并执行电感测具1的三坐标找正程序，自动对电感测具1进行找正，在此过程中，该三坐标找正程序依据待测零件设计图给出的六个基准点，快速建立一个初步坐标系，但该初步坐标系精度较低，不能直接用于检查零件。当电感测具1找正后，三坐标找正程序自动对电感测具1的定位点进行找正，此时，该三坐标找正程序通过检测电感测具1上的6个定位点，在建立的初步坐标系的基础上建立一个检测坐标系，该检测坐标系与零件设计图上的坐标系完全一致，它的建立最大限度地保证了零件装夹在电感测具1后的定位精度，同时最大限度地消除了电感测具1的设计和制造误差。找正结束后，测头退回到设定的安全位置，电感测具1的三坐标找正过程结束。将待测零件正确安装在电感测具1上，启动零件的三坐标测量控制系统2，开始零件的三坐标测量程序。该测量程序按照零件设计图纸的要求直接对零件进行检测，而不需要再对待测零件进行找正，节省了大量的时间，零件的三坐标测量控制系统2自动完成所有测量工作，并保存测量结果。在测头再次回到设定的安全位置后，测量程序结束。此时只需更换被测零件并再次执行测量程序即可检测下一个零件。重复更换被测零件和执行测量程序的动作即可进行批量检测。

本三坐标快速测量装置只有在首次检测、重新安装电感测具1和其它必要的时候，才需要进行找正程序建立零件与测量程序的坐标关系，在正常的批量检测过程中，不需要执行找正程序。这样就节省了大量的零件找正时间，大幅提高了检测效率。同时，采用直径较大的测头，最大限度减少测头的旋转次数，减少检测时间。

通过对若干零件测量结果的比较，证明在本测量装置检测过程中建立的坐标系下测量的结果与直接使用三坐标测量零件的结果一致，测量精度完全可以满足生产需求。

只需要对电感测具1和三坐标程序进行修改，就可以将本三坐标快速测量装置应用于其它各种零件的检测。

Claims (6)

1.飞机发动机叶片的三坐标快速测量装置，其特征在于，该测量装置包括电感测具(1)、零件的三坐标测量控制系统(2)和电感测具的三坐标找正控制系统(3)；其中，

电感测具(1)，用于夹持待测零件，监控电感测具(1)中定位点的状况，保证待测零件的基准点与电感测具(1)的定位点正确接触；

电感测具的三坐标找正控制系统(3)，用于找正电感测具(1)及电感测具(1)上的定位点，建立待测零件的测量坐标系；

零件的三坐标测量控制系统(2)，用于根据电感测具的三坐标找正控制系统(3)建立的待测零件的测量坐标系，对安装在电感测具(1)上的待测零件进行测量。

2.根据权利要求1所述的三坐标快速测量装置，其特征在于，所述的电感测具(1)包括测具部分和电感显示部分。

3.根据权利要求2所述的三坐标快速测量装置，其特征在于，所述的测具部分包括并排设置的根部支撑块(6)和冠部支撑块(7)，根部支撑块(6)上设置有顶杆(15)，顶杆(15)朝向冠部支撑块(7)的一端安装有第一定位球(16)，根部支撑块(6)上分别安装有第一定位块(12)和第二定位块(27)，第一定位球(16)、第一定位块(12)和第二定位块(27)均与根部支撑块(6)绝缘；

冠部支撑块(7)顶部水平设置有可沿自身长度方向往复移动的支撑臂(9)，支撑臂(9)朝向根部支撑块(6)的一端竖直设置有限力螺钉(10)，限力螺钉(10)的下端安装有压紧头(11)，冠部支撑块(7)上水平设置有可沿自身轴线方向往复移动的夹紧轴(17)，夹紧轴(17)与顶杆(15)同轴设置，冠部支撑块(7)朝向根部支撑块(6)的侧壁上分别设置有第二定位球(19)、第三定位球(23)和第四定位球(24)，第二定位球(19)、第三定位球(23)和第四定位球(24)均与冠部支撑块(7)绝缘；

所述的第一定位球(16)、第一定位块(12)、第二定位块(27)第二定位球(19)、第三定位球(23)和第四定位球(24)均与电感显示部分电连接。

4.根据权利要求3所述的三坐标快速测量装置，其特征在于，所述冠部支撑块(7)朝向根部支撑块(6)的侧壁上设置有第二连接架(18)，第二连接架(18)上水平设置有轴线与夹紧轴(17)轴线相垂直的支撑杆(29)，支撑柱(29)朝向夹紧轴（17）的一端安装有第二定位球(19)。

5.根据权利要求3所述的三坐标快速测量装置，其特征在于，所述冠部支撑块(7)朝向根部支撑块(6)的侧壁上设置有顶部倾斜的第三连接架(22)，

第三连接架(22)的顶部平行安装有轴线与第三连接架(22)顶面相垂直的两根支杆，该两根支杆的顶部分别安装有第三定位球(23)和第四定位球(24)。

6.根据权利要求3所述的三坐标快速测量装置，其特征在于，所述的根部支撑块(6)和冠部支撑块(7)之间设置有工艺球(28)。 

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