Research of automatic measurement system aiming at blades based on structured light

邓珍波，殷　鸣，向召伟，陈俊宇，殷国富

DENG Zhen-bo, YIN Ming, XIANG Zhao-wei, CHEN Jun-yu, YIN Guo-fu

（四川大学 制造科学与工程学院，成都 610065）



基于结构光的叶片自动检测系统研发

Research of automatic measurement system aiming at blades based on structured light

邓珍波，殷鸣，向召伟，陈俊宇，殷国富

DENG Zhen-bo, YIN Ming, XIANG Zhao-wei, CHEN Jun-yu, YIN Guo-fu

（四川大学 制造科学与工程学院，成都 610065）

摘 要：针对三坐标检测叶片型面时成本高、检测轮廓有限，以及光学扫描检测时难以快速、自动、完整扫描的问题，设计了基于结构光扫描仪的叶片自动化检测系统。PCI运动控制卡作为上位运动控制器，带细分的步进电机作为动力元件，完成了三自由度的自动化检测系统搭建和叶片扫描检测。实验结果表明，合理的扫描规划高效地完成了整个叶片的扫描，并依托点云数据快速地实现了整个叶片三维逆向重构与检测。对比结构光学检测与三坐标的截面轮廓检测精度，该检测系统能够快速地获取检测模型并准确地完成整个叶片精度检测，提高了效率，降低了成本。

关键词：逆向工程；叶片；结构光；自动化检测系统；扫描规则

0 引言

叶片作为汽轮机、航空发动机等设备的关键零部件，需求量大、型面结构复杂、加工与检测难度大，如何高效制造出大量符合要求的叶片是当前研究的热点。叶片型面是空间异形曲面，高效准确地检测叶片十分重要[1,2]。当前常用的叶片检测方法有标准样板法、大型投影仪测量法、叶片自动绘图测量法[3]、工业CT测量法[4]、光学扫描仪法[5～7]和三坐标测量机（Coordinate Measuring Machine，CMM）测量法[8]。样板法在汽轮机等叶片的粗加工中应用比较广泛，成本低且操作简单直观，但样板靠抛光工人手工打磨，不能满足设计人员对叶片越来越高的要求。……