基于三維掃描點(diǎn)云分析的航空葉片型面檢測.pdf

1、葉片類復(fù)雜曲面零件作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，其幾何精度和表面質(zhì)量決定著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。如何準(zhǔn)確、高效地檢測和評(píng)價(jià)葉片型面，已經(jīng)成為了航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域中亟需解決的關(guān)鍵性問題。本文對(duì)葉片型面的掃描點(diǎn)云分析技術(shù)進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上針對(duì)模鍛葉片開發(fā)了模鍛葉片檢測與評(píng)價(jià)軟件。具體研究工作包括：
　　首先介紹了常用的數(shù)據(jù)采集方法，重點(diǎn)研究了FARO ScanArm便攜式測量系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集過程，采用Geomagic Qualify

2、軟件對(duì)采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和精簡的預(yù)處理。對(duì)點(diǎn)云匹配原理進(jìn)行了深入研究，用主成分分析（PCA）算法完成了點(diǎn)云的粗匹配，為點(diǎn)云精匹配提供了理想的初始點(diǎn)云位置。針對(duì)點(diǎn)云精匹配問題，提出了優(yōu)化的最近點(diǎn)迭代（ICP）算法，并對(duì)比了優(yōu)化ICP算法和普通ICP算法的匹配效果。
　　然后對(duì)匹配后的點(diǎn)云提取截面，利用弦高差法結(jié)合曲率采樣法進(jìn)行截面點(diǎn)云預(yù)處理，提取截面點(diǎn)云的最長弦并擺正截面，為參數(shù)提取提供良好的初始點(diǎn)云位置。提出了葉片型面特征參

3、數(shù)的提取算法（如前后緣、中弧線、最大厚度等），并與傳統(tǒng)的方法進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了本文方法在精度和效率上的優(yōu)勢。
　　接著研究了模鍛葉片型面檢測結(jié)果指導(dǎo)鍛壓模具調(diào)整的方法。介紹了截面余量分布的計(jì)算方法，對(duì)于余量分布不合格的葉片進(jìn)行截面分析，提取截面型線誤差（欠壓，橫向錯(cuò)位）。分析截面的欠壓量和橫向錯(cuò)位量，得到整體的調(diào)模參數(shù)，并對(duì)調(diào)模前后的截面余量分布進(jìn)行了對(duì)比，證明調(diào)模方法的有效性。
　　最后基于對(duì)點(diǎn)云匹配原理、葉片型面特征參數(shù)