一种工作叶片检测定位装置及定位方法与流程

本发明涉及燃气轮机动叶片无损检测，具体涉及一种工作叶片检测定位装置及定位方法。

背景技术：

1、压气机部件是燃气轮机的关键部件，其工作的可靠性对机组安全稳定运行有着直接影响。燃气轮机透平叶片具有复杂的空腔结构，通常采用工业ct测量透平叶片的内腔结构，在叶片指定位置处进行扫描成像，并基于ct数字图像进行叶片边界提取和结构尺寸测量，进而掌握和有效评估燃气轮机透平叶片的质量状况和健康状态。

2、目前叶片的工业ct检测通常采用榫齿定位工装进行定位。传统的榫齿定位工装通常为一侧定位面固定且另一侧定位面可移动的形式，通过推动机构横向推动可移动的定位面，将叶片进行固定，达到叶片榫头两侧的工作面与工装两侧定位面紧密接触的目的，如图1所示。

3、但是，传统榫齿定位工装在进行叶片夹持时，推动机构在移动过程中，燃气轮机透平叶片极易发成窜动，即燃气轮机透平叶片在被推动时发生偏移，导致榫头工作面与工装定位面贴合不紧密，进而影响动叶片测量截面与ct扫描截面取向的一致性，对ct扫描结果产生一定影响。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服传统榫齿定位工装在进行叶片夹持时叶片极易发成窜动的缺陷，从而提供一种工作叶片检测定位装置及定位方法。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种工作叶片检测定位装置，包括：

4、定位夹具，开设有夹持槽，所述夹持槽的左右间距固定且前方和/或后方为开口方向，所述定位夹具适于使得工作叶片沿夹持槽的开口方向滑动进入并对工作叶片的压力面榫齿工作面和吸力面榫齿工作面进行夹持定位；

5、顶紧结构，设置在所述定位夹具上；所述顶紧结构适于驱动工作叶片进行上下移动，以控制所述定位夹具与工作叶片之间的贴合程度。

6、进一步优化技术方案，所述定位夹具包括：

7、定位夹块，所述夹持槽开设在定位夹块的顶端，所述夹持槽的内壁上相对设置有压力面定位面和吸力面定位面；

8、底座，设置在所述定位夹块底端。

9、进一步优化技术方案，所述顶紧结构包括：

10、推动头，设置在所述夹持槽内部；

11、驱动组件，设置在底座上，并与推动头相连接，所述驱动组件适于驱动推动头进行上下移动。

12、进一步优化技术方案，所述驱动组件包括：

13、螺杆，螺纹配装至底座上，且顶端转动设置在推动头上；

14、旋转部，设置在螺杆底端，适于驱动螺杆旋转。

15、进一步优化技术方案，还包括：

16、定位部，设置在夹持槽的底壁上，且顶端与工作叶片的侧壁相对应。

17、一种工作叶片检测定位方法，所述方法基于所述的工作叶片检测定位装置进行，包括以下步骤：

18、通过定位夹具将工作叶片的压力面榫齿工作面和吸力面榫齿工作面进行夹持定位；

19、通过顶紧结构驱动工作叶片进行上下移动，控制所述定位夹具与工作叶片之间的贴合程度。

20、进一步优化技术方案，还包括以下步骤：

21、对定位至定位夹具上的工作叶片进行基准面划分，构建工作叶片基准坐标系w1，基于所述工作叶片基准坐标系w1对叶片ct扫描截面进行定位；

22、或对定位有工作叶片的定位夹具进行基准面划分，构建定位夹具的基准坐标系w2，建立工作叶片基准坐标系w1与定位夹具的基准坐标系w2之间的关系，基于所述定位夹具的基准坐标系w2对叶片ct扫描截面进行定位；

23、或在定位有工作叶片的定位夹具上进行基准面选择，并依据选择的基准面构建基准坐标系w3，建立工作叶片基准坐标系w1与基准坐标系w3之间的关系，基于所述基准坐标系w3对叶片ct扫描截面进行定位。

24、进一步优化技术方案，所述对定位至定位夹具上的工作叶片进行基准面划分，构建工作叶片基准坐标系w1包括：

25、获取工作叶片的压力面榫齿工作面和吸力面榫齿工作面的对称面，并将压力面榫齿工作面和吸力面榫齿工作面的对称面作为基准面b；

26、将与基准面b垂直、并与压力面榫齿工作面和吸力面榫齿工作面相交线重合的平面作为基准面a；

27、将叶片榫齿的进气或出气侧面作为基准面c；

28、基于基准面a、基准面b和基准面c构建工作叶片基准坐标系w1。

29、进一步优化技术方案，所述压力面榫齿工作面、吸力面榫齿工作面以及进气或出气侧面的获取方式为：

30、通过扫描设备测量叶片榫齿区域，得到叶片榫齿测绘数据，对测绘数据进行榫齿特征参数提取，进而获取压力面榫齿工作面、吸力面榫齿工作面以及进气或出气侧面。

31、进一步优化技术方案，所述对定位有工作叶片的定位夹具进行基准面划分，构建定位夹具的基准坐标系w2包括：

32、获取定位夹具的压力面定位面和吸力面定位面的对称面，并将压力面定位面和吸力面定位面的对称面作为基准面d；

33、将与基准面d垂直、并与压力面定位面和吸力面定位面相交线重合的平面作为基准面e；

34、将定位夹具的进气侧或出气侧的平面作为基准面f；

35、基于基准面d、基准面e和基准面f构建定位夹具的基准坐标系w2。

36、进一步优化技术方案，所述在定位有工作叶片的定位夹具上进行基准面选择，并依据选择的基准面构建基准坐标系w3包括：

37、在定位夹具上选择三个相互垂直的平面分别作为基准面o、基准面p和基准面q，基于基准面o、基准面p和基准面q构建基准坐标系w3。

38、进一步优化技术方案，当缺失工作叶片设计信息或工作叶片信息无法获取时，所述定位夹具基于获取到的工作叶片的特征参数进行制作。

39、本发明技术方案，具有如下优点：

40、1.本发明提供的一种工作叶片检测定位装置，因夹持槽的左右间距固定，并且工作叶片是沿着夹持槽的开口方向滑入的，进而不会出现因左右横向设置推动机构而造成工作叶片发生偏移的情况，有效地防止了工作叶片发生窜动的可能性。并且本发明通过顶紧结构可控制定位夹具与工作叶片之间的贴合程度，保证了工作叶片定位的稳定性。

41、2.本发明提供的一种工作叶片检测定位装置，第一方面，叶片检测定位工装的定位面均在工装中的一个部件上，且该部件为静止部件，在推动工装的其他部位使叶片榫齿的工作面与工装的定位面紧密接触的过程中，工装的定位面不会发生相对移动，可满足叶片检测定位要求。第二方面，叶片榫齿定位工装安装叶片榫齿后，仅遮挡了叶片榫齿的局部区域，对叶身、叶柄区域不存在遮挡，不会影响叶身和叶柄区域的ct图像的质量。

42、3.本发明提供的一种工作叶片检测定位装置，利用定位夹具确定动叶片的三个基准面，构建动叶片坐标系，然后通过顶紧结构推动动叶片，使动叶片榫齿工作面与定位夹具的定位面紧密接触。动叶片检测定位装置可满足ct扫描检测叶片的定位需求，确保叶片在任何情况下不发生运动，同时该工装操作简便、稳定性强，定位精度高，具有广泛的适用性。

43、4.本发明提供的一种工作叶片检测定位装置，驱动组件运动时，会带动推动头移动，推动头会推动位于其上方的工作叶片进行微调。因工作叶片与夹持槽之间贴合设置，在进行工作叶片微调时，能够增强或减弱工作叶片与夹持槽之间的贴合程度。

44、5.本发明提供的一种工作叶片检测定位方法，可直接通过顶紧结构对工作叶片进行牢固顶紧，有效地防止了工作叶片发生窜动的可能性，保证了动叶片测量截面与ct扫描截面取向的一致性，提高了ct扫描的准确性。

45、6.本发明提供的一种工作叶片检测定位方法，因工作叶片稳定定位在夹持槽内部，工作叶片与夹持槽之间不发生偏移，进而可基于工作叶片基准坐标系w1或w2或w3对叶片ct扫描截面进行精准定位，保证了ct扫描质量和结构尺寸的测量精度。

46、7.本发明提供的一种工作叶片检测定位方法，采用的定位基准为榫齿上的三个基准面，可通过测绘提取榫齿特征参数获得叶片信息，进而再根据该叶片信息对工作叶片进行制作，解决叶片定位信息不足的问题。