一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法

摘要

本发明属于空间曲面薄壁微小孔直径和空间坐标几何尺寸的测量领域，具体为一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法，特别是将远心光学镜头与五轴坐标测量机复合设计及应用、测量叶片叶身空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法。应用五轴光学复合坐标测量机的接触式探头建立空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的测量基准，应用二维转台按照空间曲面微小孔轴线方向确定空间姿态，应用远心光学镜头提取空间曲面微小孔图像。本发明可以解决微小孔影像模糊不能提取数据和评价的技术难题，实现对测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的数字化精密测量，为有效控制航空发动机叶片气膜孔等加工质量，提供一种可行的测量方法。

主权项

一种非接触测量空间曲面微小孔直径和坐标位置的方法，其特征在于，将远心光学镜头与带二维转台工作台的三坐标测量机进行复合，形成五轴光学复合坐标测量机；应用接触式探头建立空间曲面微小孔直径和坐标位置工件的测量基准，应用二维转台工作台按照空间曲面微小孔轴线方向确定空间姿态，应用远心光学镜头提取空间曲面微小孔图像；微小孔为航空发动机叶片气膜孔，通过使用叶片定位装置和叶片榫齿接触实现对叶片的定位；航空发动机叶片气膜孔测量基准和坐标系的建立如下：1)叶片O‑O轴线的建立在二维转台工作台上设置叶片定位装置，叶片定位装置的两定位块：固定定位块和活动定位块，相对设置于叶片的榫齿两侧，叶片定位装置的顶部表面为定位装置平面；两定位块与榫齿无缝隙接触，所述无缝隙接触的圆弧柱面中心即为叶片F基准平面；叶片定位装置在垂直于叶片O‑O轴线的榫齿方向的一端设有定位球，与叶片T基准平面接触，实现该方向的定位，使叶片O‑O轴线与叶片定位装置中心轴线和二维转台工作台水平回转轴重合；根据叶片O‑O轴的位置调整定位球，使定位球的一端至叶片定位装置中心回转轴的距离为L，与叶片T基准平面在至叶片O‑O轴线的距离相等，以保证叶片在榫齿长度方向上的准确定位；2)叶片F基准的建立与叶片榫齿无缝隙接触的两定位块圆弧柱面的中心在叶片F基准平面内；建立F基准平面实际操作中，使叶片定位装置处于夹紧状态的两定位块圆弧柱面的中心所构成的平面与叶片F基准平面重合，并测出该平面到定位装置平面的距离，完成叶片F基准的建立；3)建立叶片测量基准坐标系由叶片F基准平面、叶片O‑O轴线、X轴线建立坐标系，其中：坐标系的Z轴为叶片O‑O轴线，坐标系的X轴和Y轴设在叶片F基准平面内，坐标系的X轴与叶片榫齿对称面平行。