毕 超 郝 雪 房建国

四轴视觉坐标测量系统的设计与应用研究

毕 超 郝 雪 房建国

（北京航空精密机械研究所 精密制造技术航空科技重点实验室，北京 100076）

针对涡轮叶片气膜孔的几何参数测量难题，基于工业影像测头与多轴运动机构相结合的设计思想，设计并研制了一套新型的四轴视觉坐标测量系统，由工业影像测头、三坐标测量机、回转工作台和叶片定位工装等集成在一起而构成。在应用过程中，三坐标测量机和回转工作台分别用于实现工业影像测头和被测叶片的运动轨迹，而后由工业影像测头采集被测气膜孔的正焦图像并将图像数据转化到叶片设计坐标系中，从而获得其孔径以及孔心的三维坐标。最后，应用该测量系统对被测叶片前缘部位上的目标气膜孔进行了10次等精度重复测量实验，孔径的重复性测量精度≤±10μm，孔心坐标的重复性测量精度均≤±15μm，然后对一列12个气膜孔逐个测量，验证了该测量系统的可行性与功能实现。

三坐标测量机；视觉测量；涡轮叶片；气膜孔

1 引言

近年来，根据我国国防现代化建设的迫切需要，新一代航空发动机的效率、推力和推重比等性能指标大幅提升，使得涡轮前的燃气温度上升到了1700～1900K，而涡轮叶片材料的耐受温度仅为1200K，二者之间的差值达到了500K以上，这就给工作在此极端环境中的涡轮叶片等关键零部件带来了极大的安全隐患。因此，为了实现此类叶片在高温高压下的可靠、稳定与长寿命工作，必须对其采取相应的防护与冷却措施。……