CN212301347U - 一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统 - Google Patents
一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于自动化检测技术领域，并具体公开了一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，其包括平台、叶片夹具、光源、线激光器和工业相机，其中：所述叶片夹具、光源、线激光器均放置在所述平台上；所述叶片夹具用于夹持待测航发叶片的一端使该待测航发叶片直立，所述光源用于照亮待测航发叶片型腔，所述线激光器用于在待测航发叶片上进行标记，所述工业相机用于采集待测航发叶片图像。本实用新型通过对光源、线激光器和工业相机的设置，实现了非接触式测量，适合对航发叶片气模孔质量进行快速检测，可以实现气膜孔通透性、数量及尺寸的测量需求。
Description
技术领域
本实用新型属于自动化检测技术领域，更具体地，涉及一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统。
背景技术
航空发动机涡轮叶片是燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件，随着涡轮机入口温度的升高，为保证涡轮叶片的机械性能，需要采用薄膜冷却技术，该技术是在气膜孔表明打气膜孔来降低叶片表明温度从而保证叶片机械强度性能。如果气膜孔实物的直径及位置与设计图纸的要求不相符，均匀而完整的冷却膜就不能在气流通过叶片表面时产生，造成气膜覆盖不到的裸露的叶片表面温度过高，大幅降低叶片材质的机械性能，影响航空发动机的服役寿命。
但目前并没有能够一种能够自动、准确检测航发叶片气膜孔质量的系统。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，其目的在于，本实用新型通过对光源、线激光器和工业相机的设置，实现了非接触式测量，适合对航发叶片气模孔质量进行快速检测，可以实现气膜孔通透性、数量及尺寸的测量需求。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，包括平台、叶片夹具、光源、线激光器和工业相机，其中：
所述叶片夹具、光源、线激光器均放置在所述平台上；所述叶片夹具用于夹持待测航发叶片的一端使该待测航发叶片直立，所述光源用于照亮待测航发叶片型腔，所述线激光器用于在待测航发叶片上进行标记，所述工业相机用于采集待测航发叶片图像。
作为进一步优选的，所述工业相机安装在UR机器人上，该UR机器人固定在所述平台上，用于带动所述工业相机移动以进行多位姿图像采集。
作为进一步优选的，该检测系统还包括上位机，该上位机用于控制所述UR机器人移动，以及接收所述工业相机采集的待测航发叶片图像并根据该图像分析待测航发叶片气膜孔质量。
作为进一步优选的，所述光源功率为3W，所述线激光器的发射功率为30mW～60mW，所述工业相机分辨率为5M像素。
作为进一步优选的，所述光源通过电缆与光源控制器相连，所述线激光器通过电缆与激光控制器相连。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本实用新型通过对光源、线激光器和工业相机的设置，实现了非接触式测量，适合对航发叶片气模孔质量进行快速检测，可以实现气膜孔通透性、数量及尺寸的测量需求。
2.本实用新型采用线激光照射在叶片上作为标记，上位机将相机传回的叶身图像做图像拼接，拼接后的图像中会有两条激光痕迹，再将图像沿图中两条激光痕迹分隔平铺，然后再对平铺的图像做气膜孔质量检测，通过设置线激光器可以准确获取完整的叶片图像。
3.本实用新型的UR机器人与上位机相连，可通过理论模型或人工示教规划UR机器人的路径；通过设置光源控制器和激光控制器，可自动调节光源和线激光器位置，当叶片被装夹在夹具上时，光源将自动调整深入叶片内腔，照亮叶片型腔。
附图说明
图1为本实用新型实施例基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例相机夹具、光源夹具和叶片夹具示意图；
图3为本实用新型实施例检测系统工作过程流程图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：100-平台，101-UR机器人，102-上位机，200-工业相机，201-光源，202-待测航发叶片，203-线激光器，300-相机夹具，301-光源夹具，302-叶片夹具，303-激光控制器，304-光源控制器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型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。
本实用新型实施例提供的一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，如图1和图2所示，其包括平台100、叶片夹具302、光源201、线激光器203、工业相机200和UR机器人101，其中：
所述叶片夹具302直接放置在所述平台100上，其用于夹持待测航发叶片202的一端使该待测航发叶片202直立；
所述光源201由光源夹具301夹持，光源夹具301固定放置在平台100上，光源201用于照亮待测航发叶片202型腔；进一步的，所述光源201通过电缆与光源控制器304相连，光源控制器304用于自动调整光源201位置；
所述线激光器203放置在所述平台100上，用于在待测航发叶片202上进行标记；进一步的，所述线激光器203通过电缆与激光控制器303相连，激光控制器303用于自动调整线激光器203位置；
所述UR机器人101通过螺栓固定在所述平台100上，该UR机器人101末端安装有相机夹具300，所述工业相机200被固定在该相机夹具300上；UR机器人101用于带动所述工业相机200移动以进行多位姿图像采集，即工业相机200按顺序拍摄待测航发叶片202叶身，从而获取待测航发叶片202图像。
进一步的，该检测系统还包括上位机102，该上位机102用于控制所述UR机器人101移动；同时工业相机200的数据线控制线与该上位机102连接，上位机102可接收所述工业相机200采集的待测航发叶片202图像并根据该图像分析待测航发叶片202气膜孔质量。
进一步的，所述光源201功率为3W，所述线激光器203的发射功率为30mW～60mW，所述工业相机200分辨率为5M像素，测量距离为50mm左右。
上述航发叶片气膜孔检测系统工作时，如图3所示，首先通过叶片夹具302夹住待测航发叶片202的一端使待测航发叶片202直立起来，然后光源控制器304自动调整光源201位置，使光源201光从待测航发叶片202的另一端进入，照射进待测航发叶片202型腔，光从贯通的待测航发叶片202气膜孔中透出来；同时激光控制器303控制线激光器203发出的线激光照射在待测航发叶片202上作为标记；UR机器人101带动工业相机200按顺序拍摄待测航发叶片202叶身，并将获取的图像数据传输给上位机102；上位机102将工业相机200传回的叶身图像进行图像拼接，图像拼接过程具体为：先对多张图像进行特征点提取，然后根据特征点求解图像之间的单应性矩阵，最后通过单应性变换完成图像拼接；拼接后的图像是叶片图像的周向展开图，一条激光会在拼接后图像中首位各出现一次，因此应该有两条被标记的激光曲线，两条曲线中间部分便是一个完整的叶身图像。由于只要气膜孔中有光透出，那么可以认为气膜孔是通的，通过对气膜孔图像进行椭圆检测可以求得气膜孔的个数，将气膜孔轮廓进行三维重建并加之空间圆拟合则可以求得气膜孔直径，于是可得到待测航发叶片202上气膜孔的通透性、数量及尺寸，完成对航发叶片气膜孔的检测。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，其特征在于，包括平台(100)、叶片夹具(302)、光源(201)、线激光器(203)和工业相机(200)，其中：
所述叶片夹具(302)、光源(201)、线激光器(203)均放置在所述平台(100)上；所述叶片夹具(302)用于夹持待测航发叶片(202)的一端使该待测航发叶片(202)直立，所述光源(201)用于照亮待测航发叶片(202)型腔，所述线激光器(203)用于在待测航发叶片(202)上进行标记，所述工业相机(200)用于采集待测航发叶片(202)图像。
2.如权利要求1所述的基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，其特征在于，所述工业相机(200)安装在UR机器人(101)上，该UR机器人(101)固定在所述平台(100)上，用于带动所述工业相机(200)移动以进行多位姿图像采集。
3.如权利要求2所述的基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，其特征在于，该检测系统还包括上位机(102)，该上位机(102)用于控制所述UR机器人(101)移动，以及接收所述工业相机(200)采集的待测航发叶片(202)图像并根据该图像分析待测航发叶片(202)气膜孔质量。
4.如权利要求1所述的基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，其特征在于，所述光源(201)功率为3W，所述线激光器(203)的发射功率为30mW～60mW，所述工业相机(200)分辨率为5M像素。
5.如权利要求1-4任一项所述的基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统，其特征在于，所述光源(201)通过电缆与光源控制器(304)相连，所述线激光器(203)通过电缆与激光控制器(303)相连。
Priority Applications (1)
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| CN202020776106.1U CN212301347U (zh) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | 一种基于工业机器人的航发叶片气膜孔检测系统 |
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Publications (1)
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ID=73965349
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| CN (1) | CN212301347U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113670205A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-19 | 西安交通大学 | 基于变焦显微技术的航空发动机叶片气膜孔几何参数三维检测系统及方法 |
| CN115406355A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-11-29 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种外环块多空间角度气膜孔数字化检测方法 |
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2020
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| CN113670205A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-19 | 西安交通大学 | 基于变焦显微技术的航空发动机叶片气膜孔几何参数三维检测系统及方法 |
| CN113670205B (zh) * | 2021-09-02 | 2022-06-21 | 西安交通大学 | 基于变焦显微技术的航空发动机叶片气膜孔几何参数三维检测系统及方法 |
| CN115406355A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-11-29 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种外环块多空间角度气膜孔数字化检测方法 |
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