一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法及装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法及装置和系统，其中，基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法包括：基于线激光传感器对待测量叶片进行实时测量，采集大量实时测量数据；对所述大量实时测量数据进行匹配，选取与所述标准数据相对应的点数据；采用最小二乘法，将所述相对应的点数据与所述标准数据逐一进行配准；当配准完成后，生成所述叶片的测量结果。该方法基于线激光传感器做为叶片轮廓测量工具，结合叶片模型数据，采用最小二乘法配准叶片轮廓，实现快速测量；与三坐标测量相比，在测量精度相当的情况下，测量效率显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法及装置和系统
本专利技术涉及激光测量配准
，特别涉及一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法及装置和系统。
技术介绍
航空发动机叶片几何形状复杂、尺寸跨度大、加工精度要求高等特点决定其成为了航空发动机中加工制造的难点，同时也对航空发动机叶片加工质量检测精度和检测效率提出了更高要求。航空发动机叶片检测技术已逐步从定性检测到定量检测，从接触式检测到非接触式检测，从传统手工检测到自动数字化检测，从二维比对检测到多自由度组合检测，从单一规格大批量检测到多规格小批量检测。随着国内航空发动机技术的发展，产能的不断增加，对叶片加工精度及快速测量要求日益增加。当前叶片生产厂家主要采用三坐标多叶片加工精度、外形轮廓进行测量，这种方式虽然精度较高，但是测量速度较低，要求测量时处于恒温环境下且采样效率较低，很难满足大批量生产和检测的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的则是解决了现有技术中，对航空发动机叶片测量效率低下的问题，提供了一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法及装置和系统。第一方面，本专利技术实施例提供一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法，包括：S1、获取待测量叶片的标准数据；所述标准数据为叶片模型数据；S2、通过线激光传感器对待测量叶片进行实时测量，采集大量实时测量数据；S3、对所述大量实时测量数据进行匹配，选取与所述标准数据相对应的点数据；S4、采用最小二乘法，将所述相对应的点数据与所述标准数据逐一进行配准；>S5、当配准完成后，生成所述叶片的测量结果。在一个实施例中，所述步骤S3包括：S31、计算所述标准数据相邻点之间的斜率、距离，生成基准数据集；S32、计算所述大量实时测量数据中各个点与相邻点之间的斜率、距离，生成测试数据集；S33、将所述测试数据集与所述基准数据集进行匹配，在所述大量实时数据中，选取斜率和距离均为最小误差的匹配对应的点数据。在一个实施例中，所述步骤S4包括：设：所述标准数据点为第一数据集合：[(x1,y1),(x2,y2)...(xn,yn)]；设：选取斜率和距离均为最小误差的匹配对应的点数据集合为第二数据集合：[(x′1,y′1),(x'2,y'2)...(x'n,y'n)]；通过计算旋转角度及X轴Z轴的偏移量，将所述第二数据集合与第一数据集合的距离平方和最大或平方差为最小时，冻结第二数据集合对应的第二轮廓与第一数据集合对应的第一轮廓的相互位置关系；选择所述第一轮廓与所述第二轮廓之间的最大距离及最小距离参数；所述最大距离为最大误差，所述最小距离参数为最小误差。第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量装置，包括：获取模块，用于获取待测量叶片的标准数据；所述标准数据为叶片模型数据；采集模块，用于通过线激光传感器对待测量叶片进行实时测量，采集大量实时测量数据；匹配选取模块，用于对所述大量实时测量数据进行匹配，选取与所述标准数据相对应的点数据；配准模块，用于采用最小二乘法，将所述相对应的点数据与所述标准数据逐一进行配准；生成模块，用于当配准完成后，生成所述叶片的测量结果。在一个实施例中，所述匹配选取模块，包括：第一计算子模块，用于计算所述标准数据相邻点之间的斜率、距离，生成基准数据集；第二计算子模块，用于计算所述大量实时测量数据中各个点与相邻点之间的斜率、距离，生成测试数据集；匹配选取子模块，用于将所述测试数据集与所述基准数据集进行匹配，在所述大量实时数据中，选取斜率和距离均为最小误差的匹配对应的点数据。在一个实施例中，所述配准模块，具体用于：设：所述标准数据点为第一数据集合：[(x1,y1),(x2,y2)...(xn,yn)]；设：选取斜率和距离均为最小误差的匹配对应的点数据集合为第二数据集合：[(x′1,y′1),(x'2,y'2)...(x'n,y'n)]；通过计算旋转角度及X轴Z轴的偏移量，将所述第二数据集合与第一数据集合的距离平方和最大或平方差为最小时，冻结第二数据集合对应的第二轮廓与第一数据集合对应的第一轮廓的相互位置关系；选择所述第一轮廓与所述第二轮廓之间的最大距离及最小距离参数；所述最大距离为最大误差，所述最小距离参数为最小误差。第三方面，本专利技术实施例还提供一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量系统，包括：两个线激光设备、两台线激光测量头控制器、路由器和如上述实施例中所述的基于线激光传感器的叶片轮廓测量装置；其中，每台线激光设备通过数据传输线与对应的线激光测量头控制器相连接；两台线激光测量头控制器通过网线与所述路由器连接；所述路由器与所述测量装置连接。本专利技术实施例通过获取待测量叶片的标准数据；基于线激光传感器对待测量叶片进行实时测量，采集大量实时测量数据；对所述大量实时测量数据进行匹配，选取与所述标准数据相对应的点数据；采用最小二乘法，将所述相对应的点数据与所述标准数据逐一进行配准；当配准完成后，生成所述叶片的测量结果。该方法基于线激光传感器做为叶片轮廓测量工具，结合叶片模型数据，采用最小二乘法配准叶片轮廓，实现快速测量；与三坐标测量相比，在测量精度相当的情况下，测量效率显著提高。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法的流程图。图2为本专利技术实施例提供的标准叶片数据示意图。图3为本专利技术实施例提供的快速测量流程。图4为本专利技术实施例提供的步骤S3的流程图。图5为本专利技术实施例提供的配准点选取的流程图。图6为本专利技术实施例提供的配准算法的流程图。图7为本专利技术实施例提供的配准时的轮廓示意图。图8为本专利技术实施例提供的基于线激光传感器的叶片轮廓测量装置的框图。图9为本专利技术实施例提供的基于线激光传感器的叶片轮廓测量系统的结构图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。参照图1所示，本专利技术实施例提供的基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法，包括：S1、获取待测量叶片的标准数据；所述标准数据为叶片模型数据；S2、通过线激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法，其特征在于，包括：/nS1、获取待测量叶片的标准数据；所述标准数据为叶片模型数据；/nS2、通过线激光传感器对待测量叶片进行实时测量，采集大量实时测量数据；/nS3、对所述大量实时测量数据进行匹配，选取与所述标准数据相对应的点数据；/nS4、采用最小二乘法，将所述相对应的点数据与所述标准数据逐一进行配准；/nS5、当配准完成后，生成所述叶片的测量结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法，其特征在于，包括：
S1、获取待测量叶片的标准数据；所述标准数据为叶片模型数据；
S2、通过线激光传感器对待测量叶片进行实时测量，采集大量实时测量数据；
S3、对所述大量实时测量数据进行匹配，选取与所述标准数据相对应的点数据；
S4、采用最小二乘法，将所述相对应的点数据与所述标准数据逐一进行配准；
S5、当配准完成后，生成所述叶片的测量结果。


2.如权利要求1所述的一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、计算所述标准数据相邻点之间的斜率、距离，生成基准数据集；
S32、计算所述大量实时测量数据中各个点与相邻点之间的斜率、距离，生成测试数据集；
S33、将所述测试数据集与所述基准数据集进行匹配，在所述大量实时数据中，选取斜率和距离均为最小误差的匹配对应的点数据。


3.如权利要求2所述的一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
设：所述标准数据点为第一数据集合：[(x1,y1),(x2,y2)...(xn,yn)]；
设：选取斜率和距离均为最小误差的匹配对应的点数据集合为第二数据集合：[(x′1,y′1),(x'2,y'2)...(x'n,y'n)]；
通过计算旋转角度及X轴Z轴的偏移量，将所述第二数据集合与第一数据集合的距离平方和最大或平方差为最小时，冻结第二数据集合对应的第二轮廓与第一数据集合对应的第一轮廓的相互位置关系；
选择所述第一轮廓与所述第二轮廓之间的最大距离及最小距离参数；所述最大距离为最大误差，所述最小距离参数为最小误差。


4.一种基于线激光传感器的叶片轮廓测量装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待测量叶片的标准数据；所述标准数据为叶片模型数据；
采集模块，用于通过线激光传感器对待测量叶片进行实时测量，采集大量...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆亮，
申请(专利权)人：荆亮，
类型：发明
国别省市：河北;13