航空发动机叶片划线方法、叶片划线系统及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种航空发动机叶片划线方法、叶片划线系统及计算机可读存储介质，属于航空发动机叶片制造检测领域，方法包括对当前叶片零件进行扫描，获取当前叶片零件的测量点云；将当前叶片零件的数模模型网格化，获得当前叶片零件的数模点云；将测量点云与数模点云进行匹配，得到转换测量点云与数模点云的旋转矩阵以及平移向量；提取数模模型中待划线特征的点集；结合旋转矩阵以及平移向量，将待划线特征映射为当前叶片零件的测量点云所在的点云空间中的真实划线特征；基于真实划线特征对当前叶片零件进行划线操作。通过本申请的处理方案，解决了在不规则叶片上高精度划线的技术难题，并且划线方法灵活，操作简单，容易实现。容易实现。容易实现。

Marking method, marking system and storage medium for Aeroengine Blades

【技术实现步骤摘要】
航空发动机叶片划线方法、叶片划线系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及航空发动机叶片制造检测
，具体涉及一种航空发动机叶片划线方法、航空发动机叶片划线系统及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在对航空发动机叶片进行振动检测前，需要在叶片特定部位黏贴用于收集数据的应变片。应变片黏贴位置的准确性会影响到检测数据的准确性，因此测试系统对应变片黏贴的位置精度有很高的要求。
[0003]因为航空发动机叶片外形复杂、种类繁多，制作专用工装、检具确定应变片黏贴位置的周期长、成本高，无法满足实际检测需求。目前的方式是采用人工借助直尺和记号笔，测量黏贴部位到基准的距离后在叶片上画线的方式确定应变片黏贴位置。因为叶片外形多为复杂曲面、测量基准很难定位，导致人工画线的准确度差、效率低，且绘制的尺寸参差不齐，影响叶片的力学性能测试精度。

技术实现思路

[0004]因此，为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种航空发动机叶片划线方法、航空发动机叶片划线系统及计算机可读存储介质。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种航空发动机叶片划线方法，包括：驱动扫描测头沿测量方向对固定在工作台预设位置的当前叶片零件进行扫描，获取当前叶片零件的测量点云；将当前叶片零件的数模模型网格化，获得当前叶片零件的数模点云；将所述测量点云与所述数模点云进行匹配，得到转换所述测量点云与所述数模点云的旋转矩阵以及平移向量；提取所述数模模型中待划线特征的点集；结合所述旋转矩阵以及所述平移向量，将所述待划线特征映射为所述当前叶片零件的测量点云所在的点云空间中的真实划线特征；基于所述真实划线特征对所述当前叶片零件进行划线操作。
[0006]在其中一个实施例中，所述提取所述数模模型中待划线特征的点集，包括：获取当前叶片零件的数模模型，并在所述数模模型中绘制出待划线的特征线；将所述数模模型中的特征线离散为间隔的特征线点集；采用宏程序将所述特征线点集存储为点集文件。
[0007]在其中一个实施例中，所述将所述测量点云与所述数模点云进行匹配，得到转换所述测量点云与所述数模点云的旋转矩阵以及平移向量，包括：获取所述扫描测头对应的扫描测头坐标系、被采集的零件坐标系以及划线执行器坐标系；对所述扫描测头坐标系、所述零件坐标系以及所述划线执行器坐标系进行原点标定，并统一映射为工作空间的全局坐标系；在所述全局坐标系中将所述测量点云与所述数模点云进行匹配，得到转换所述测量点云与所述数模点云的旋转矩阵以及平移向量。
[0008]在其中一个实施例中，所述基于所述真实划线特征对所述当前叶片零件进行划线操作，包括：将数模中的划线特征点集转换至当前叶片零件的测量点云所在的点云空间中，并结合点云空间与工作空间的全局坐标系之间的映射关系，将数模中的划线特征转换至工
作空间的全局坐标系中表达的真实划线特征；基于所述真实划线特征和所述当前坐标生成划线执行器在所述划线执行器坐标系中的执行路径以及与所述当前叶片零件接触时的位姿；控制所述划线执行器基于所述执行路径和所述位姿对所述当前叶片零件进行划线操作。
[0009]在其中一个实施例中，所述将测量点云与数模点云进行匹配，得到转换测量点云与数模点云的旋转矩阵以及平移向量，还包括以下步骤：对所述测量点云与所述数模点云分别进行预处理，获得测量点云模型以及数模点云模型；对所述测量点云模型以及所述数模点云模型进行点云配准，得到所述测量点云模型与所述数模点云模型的位姿变换矩阵；利用所述位姿变换矩阵将所述测量点云模型与所述数模点云模型对齐，即完成工件位置找正。
[0010]本专利技术还提供了一种航空发动机叶片划线系统，用于执行上述的方法，系统包括：六自由度机器人，包括机器人基座以及设置在机器人末端的扫描测头和划线执行器；工作台，用于固定航空发动机的叶片，具有夹持所述叶片的夹持器；点云扫描控制部，用于控制所述扫描测头对所述叶片进行扫描，获取当前叶片零件的测量点云；划线虚拟部，用于在数模模型中对作为当前叶片零件的所述叶片进行数模网格化，得到所述当前叶片零件对应的数模点云以及位于所述当前叶片零件数模上的待划线特征；运算控制部，用于根据所述数模点云、所述扫描测头传递的测量点云、待划线特征，得到所述当前叶片零件的测量点云所在的点云空间中的真实划线特征；机器人控制部，根据所述真实划线特征控制所述划线执行器对所述当前叶片零件进行划线操作。
[0011]在其中一个实施例中，所述系统还包括原点标定装置，所述原点标定装置用于对扫描测头坐标系、零件坐标系以及划线执行器坐标系进行标定，并统一映射为工作空间的全局坐标系。
[0012]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：基于叶片扫描测量的结果，实现多品种零件的位置自动匹配找正，测试点位的精确定位以及原位自动标识功能，解决了在不规则叶片上高精度划线的技术难题，并且划线方法灵活，操作简单，容易实现，也为相似结构零件的制造起到指导和借鉴作用。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。
[0015]图1是本专利技术的实施例中航空发动机叶片划线方法的流程示意图；
[0016]图2为本专利技术的实施例中航空发动机叶片划线系统的结构示意图；
[0017]图3为一个实施例中点云匹配步骤的流程示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0019]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0021]还需要说明的是，以下实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机叶片划线方法，其特征在于，包括：驱动扫描测头沿测量方向对固定在工作台预设位置的当前叶片零件进行扫描，获取当前叶片零件的测量点云；将当前叶片零件的数模模型网格化，获得当前叶片零件的数模点云；将所述测量点云与所述数模点云进行匹配，得到转换所述测量点云与所述数模点云的旋转矩阵以及平移向量；提取所述数模模型中待划线特征的点集；结合所述旋转矩阵以及所述平移向量，将所述待划线特征映射为所述当前叶片零件的测量点云所在的点云空间中的真实划线特征；基于所述真实划线特征对所述当前叶片零件进行划线操作。2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片划线方法，其特征在于，所述提取所述数模模型中待划线特征的点集，包括：获取当前叶片零件的数模模型，并在所述数模模型中绘制出待划线的特征线；将所述数模模型中的特征线离散为间隔的特征线点集；采用宏程序将所述特征线点集存储为点集文件。3.根据权利要求1所述的航空发动机叶片划线方法，其特征在于，所述将所述测量点云与所述数模点云进行匹配，得到转换所述测量点云与所述数模点云的旋转矩阵以及平移向量，包括：获取所述扫描测头对应的扫描测头坐标系、被采集的零件坐标系以及划线执行器坐标系；对所述扫描测头坐标系、所述零件坐标系以及所述划线执行器坐标系进行原点标定，并统一映射为工作空间的全局坐标系；在所述全局坐标系中将所述测量点云与所述数模点云进行匹配，得到转换所述测量点云与所述数模点云的旋转矩阵以及平移向量。4.根据权利要求3所述的航空发动机叶片划线方法，其特征在于，所述基于所述真实划线特征对所述当前叶片零件进行划线操作，包括：将数模中的划线特征点集转换至当前叶片零件的测量点云所在的点云空间中，并结合点云空间与工作空间的全局坐标系之间的映射关系，将数模中的划线特征转换至工作空间的全局坐标系中表达的真实划线特征；基于所述真实划线特征和所述当前坐标生成划线执行器在所述划线执行器坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文俊，吴俊，张智斌，战开明，甘前伟，
申请(专利权)人：上海交大智邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：