题目：激光在线检测与叶片自适应分析技术研究

 

航空发动机叶片是发动机中的核心零件，叶片的制造质量关系到发动机的性能与寿命。叶片型面复杂，且为易变形薄壁件，故在叶片加工领域，叶片型面变形的高效检测、变形的控制及加工精度的提高成为目前亟待解决的问题之一。本文在叶片自适应加工技术研究背景下，对基于叶片五轴数控磨铣两用机床的激光在线检测技术进行研究，并对叶片的变形趋势进行分析。论文的主要研究内容如下：

（1）以激光三角法测距原理为理论基础，对激光在线检测系统进行了总体设计。根据激光测头结构为其设计并加工了两组用于安装于机床主轴的专用夹具。通过对激光测头倾斜误差的研究，采用一种双斜平面标定块的标定方法，对激光在线检测系统进行标定，实现了对倾斜误差的补偿。

（2）以叶片作为主要检测对象，对激光在线检测功能中涉及的技术进行研究，并对系统的主要功能进行了开发实现。根据叶片的检测需求，对叶片模型的截面线进行测点规划；基于叶片五轴数控磨铣两用机床的运动求解算法及西门子数控系统的控制指令，对测点点位文件进行后置处理生成两类激光测量NC程序，能够分别实现激光静态测量和激光动态扫描测量；通过对激光控制器信号接口的研究，采用串口通信编程实现了PC机与控制器的通讯，并基于PC机与数控系统的网络通讯，实现了PC机对激光控制器及数控系统的同步数据传输；基于本系统的测量原理，实现了测量结果的三维数据合成。

（3）以叶片型面测量数据为基础，对叶片型面的误差及变形趋势进行了分析。分别以测点点云误差显示，叶片截面线公差带显示直观的给出了叶片型面的误差分布。

（4）以某航空发动机叶片为检测对象，对本文设计的激光在线检测系统的技术流程进行了实验验证。通过对返回数据的分析，验证了激光在线检测系统方案可行性。