叶片型面白光点光源高精度快速检测技术研究

摘 要 针对传统的中小型航空发动机叶片型面检测过程中存在的基准短小、综合定位一致性差、定位延伸误差大等问题，本文基于WENZEL CORE-DS 201919的白光点光源非接触式叶片型面检测技术实现了对压气机静子叶片、压气机转子、涡轮叶片的高精度快速检测。基于Open DMIS软件开发了三种基准迭代模块程序，实现了叶片基准建立的可重复性。借助叶型处理模块完成了叶片检测报告的自动化生成过程。研究结果在叶片型面的检测技术的应用方面具有一定的参考意义。

关键词 叶片型面检测;白光点光源;高精度快速

1绪论

由于叶片型面结构复杂、受力情况比较恶劣，加之叶片尺寸的跨度较大、承载分布复杂等因素影响，对于航空发动机叶片的研究工作既复杂又重要，叶片检测技术是进行航空发动机叶片性能分析的一项重要工作。孙彬等[1]采用叶片型面的数字化重构的方法，实现了对于检测误差进行分析评价的目的。俞学兰等[2]提出了一种应用于叶片型面检测的非接触式的测量方法，应用效果显示该方法可以大幅度提高叶片型面的检测效率。尤敬业等[3]对电感测量技术、光学投影检测技术、三坐标测量技术、标准样板法及激光测量法等5种不同的叶片型面测量技术方法进行了对比分析。

本文以中小型航空发动机叶片型面检测为研究对象，采用基于WENZEL CORE-DS 201919的白光点光源非接触式叶片型面检测技术对压气机静子叶片、压气机转子、涡轮叶片等实现了高精度的快速检测，研究结果对于叶片型面的检测技术的应用方面具有一定的参考意义。

2叶片型面检测技术

对于叶片型面检测技术，目前应用最为广泛的是非接触式的叶片检测方法，对于非接触式检测方法是依据声学、光学及电磁学测量手段在不接触叶片表面的前提进行叶片型面的检测工作。20世纪70年代左右該种检测技术开始兴起，具有精度高、效率高、不损坏叶片的优点。本文采用基于WENZEL CORE-DS 20919的白光点光源非接触式检测技术对叶片型面机型检测。

3叶片型面白光点光源检测技术

3.1 基于WENZEL CORE-DS的白光点光源检测技术

在传统的中小型航空发动机叶片型面检测过程中，存在基准短小、综合定位一致性差、定位延伸误差大等技术难点，为了攻克这一技术难关，本文进行了大量的检测方法的探索研究，最终采用基于WENZEL CORE-DS 201919的白光点光源非接触式叶片型面检测技术，实现了对中小型航空发动机叶片的精准检测。

3.2 叶片型面检测专用夹具设计

在叶片型面的检测过程中，为了提高叶片型面的检测效率及检测质量，往往需要对借助一些专用的装夹工具对叶片进行装夹固定。为了更好地完成对中小型航空发动机叶片型面的检测工作，本文基于Solidworks三维建模软件设计了两种用于叶片型面检测的专用夹具，其结构设计图如图1所示，专用夹具的实物图如图2所示。

应用实践表明，本文设计的这两种叶片型面检测的专用夹具很好的拓展了白光点光源检测可达性差的问题，大大提高了压气机转子、涡轮叶片等叶片结构的装夹稳定性，从而保证了叶片检测的精度和质量，提升了叶片型面检测的效率。

3.3 叶片型面检测相关程序

为了提高压气机静子叶片、压气机转子、涡轮叶片等三种叶片在叶片检测过程中的基准，本文基于Open DMIS软件开发了三种基准迭代模块程序，从而实现了三种叶片基准建立的可重复性。叶片检测过程中基准建立的可重复性，为进行叶片型面检测工作打下了坚实的基础，保证了叶片型面检测基准的准确性，保证了叶片的检测质量。同时基于Open DMIS软件开发了叶片型面检测过程的变量模块的路径进行了优化，实现了在进行叶片型面检测过程中的路经的自动优化生成，提高了采用白光点光源进行叶片型面的检测效率及相关检测编程的效率，实现了高精度、高效率的叶片型面白光点光源检测技术，很大程度上保证了叶片型面的检测质量。此外，对于采用白光点光源进行叶片型面的检测报告生成方面，基于Open DMIS软件开发定制化整合报告内置转换模块程序，完成批量数据自动整合输出，规范和优化报告输出。同时依靠Rational DMIS叶片模块可生成的叶片报告数据，并对数据提取、转换及整合进行重新输出，实现了叶片型面检测报告的自动化生成，同时报告的准确性、及时性、精确性得到了进一步保证。

4结束语

（1）本文基于WENZEL CORE-DS 201919的白光点光源非接触式叶片型面的检测技术实现了对压气机静子叶片、压气机转子、涡轮叶片的高精度快速检测。

（2）设计了两种专用夹具实现了叶片的装夹稳定性，同时基于Open DMIS软件开发了三种基准迭代模块程序，实现了叶片基准建立的可重复性。

（3）基于Open DMIS软件开发了叶片型面检测过程的变量模块路经，并对路经进行了优化，实现了在进行叶片型面检测过程中的路经的自动优化生成。同时借助叶型处理模块实现了叶片检测报告的自动化生成。

参考文献

[1] 孙彬，李会智，赫东锋，等.发动机叶片型面轮廓度误差检测及评价[J].工具技术，2019，53（4）：103-106.

[2] 俞学兰，叶佩青.航空发动机压气机叶片型面检测技术[J].航空制造技术，2007（11）：46-48.

[3] 尤敬业，何娟娟.航空发动机压气机叶片型面检测技术探讨[J].科技风，2015（21）：100.

作者简介

庄世宁（1987-），男;学历：本科，职称：工程师，现就职单位：中国航发南方工业有限公司，研究方向：叶型检测技术研究。