叶片型面激光测量系统规划及仿真研究

摘要

随着电力工业的飞速发展，汽轮机、水轮机、燃气轮机等电力设备的需求不断增长，质量要求日益严格。叶片作为上述设备中的关键零件，其型面形状误差对二次流损耗有较大的影响，这正是叶片型面的测量一直受到人们关注的原因。 叶片型面造型复杂，描述参数众多，从叶顶到叶根每个截面的型线都不相同，所以叶片型面测量比较困难。目前对于自由曲面的检测，高精度接触式三坐标测量机(CMM)在实际使用中较为普遍，但是其对检测环境要求十分苛刻，且逐点检测效率低。而非接触式激光测量以其自身的快速高效等优势已成为自由曲面检测技术的一个重要发展方向。但是，激光检测也存在着问题，特别是会出现测点丢失，这直接影响测量数据的处理及测量数据的精度，因此有必要对测量系统进行规划，避免这个问题的发生。 在研究分析测量系统精度影响因素的基础上，本文确定了以测量倾角、测量距离为测量规划的约束条件，针对已知叶片型面CAD模型，提出了新的测量方法——联动测量，避免测点丢失的发生，从而达到提高检测精度的目的。 本文详细介绍了基于UG的叶片型面激光测量系统仿真软件的开发，并对开发出的软件进行了验证，主要包括以下内容：(1)叶片型面激光测量系统的分析与规划；(2)基于UG的叶片型面激光联动测量的实现；(3)使用VC++6.0、UG/OPEN API以及UIStyler联合开发，完成了叶片型面激光测量的仿真。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1叶片加工工艺流程概况

1.2叶片型面检测技术概况

1.2.1叶片型面检测特点

1.2.2叶片型面检测方法

1.3本文研究内容

1.3.1课题背景

1.3.2相关理论研究

1.3.3本文研究内容

1.3.4本文完成的研究工作

第二童叶片型面激光测量系统

2.1激光扫描测量机概述

2.2叶片型面激光测量系统

2.2.1叶片型面激光测量机

2.2.2叶片型面激光测量系统的构成

2.3激光测量系统精度分析

2.3.1与测头有关的内部及外部因素

2.3.2与测量机有关的运动精度影响因素

2.4激光测量存在的问题与影响因素分析

2.4.1激光测量存在的问题

2.4.2影响因素分析

2.5本章小结

第三童叶片型面激光测量系统规划

3.1约束条件分析

3.2测点分布

3.2.1通用的测点分布方法

3.2.2叶片型面的测点分布

3.3可测性分析与测量完整性

3.3.1可测性与测量完整性概述

3.3.2叶片型面的可测性与测量完整性分析

3.4联动测量技术

3.4.1测头位置文件的生成及扫描路径的确定

3.4.2激光测量流程分析与改进

3.5本章小结

第四章叶片型面激光测量系统仿真技术研究

4.1仿真开发环境与工具

4.1.1开发环境的设置

4.1.2开发工具的种类

4.1.3本文中开发环境与工具的选择

4.2叶片型面激光联动测量仿真的实现

4.2.1输入CAD模型

4.2.2建立坐标系

4.2.3输入测头工作参数

4.2.4测头的起始位置

4.2.5选择测量方法

4.2.6叶片型面分析文件的获得

4.2.7获得测头位置文件

4.2.8激光扫描模拟仿真

4.3本章小结

第五章叶片测量加工一体化系统

5.1系统构成

5.2高效高精度测量系统

5.3新型加工测量一体化设备

5.4高效数据处理软件

第六章结论

6.1论文工作回顾与总结

6.1.1回顾

6.1.2总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文清单