一种用于核电常规岛汽轮机大型空心静叶片的测量装置的制作方法

文档序号:14181803阅读:439来源:国知局

本实用新型涉及大型空心静叶片测量领域,具体为一种用于核电常规岛汽轮机大型空心静叶片的测量装置。



背景技术:

随着我国新一代大型核电站的相继建设,电站装备呈现出高参数、大容量、技术要求大幅提升的特点,而其所用的大型空心静叶片是其中一类较为重要的零部件,其制造精度在一定程度上影响了核电站的发电效率,而对其测量的准确可靠性则关系到产品的制造精度。

核电用大型空心静叶片由于空间尺寸较大,使用环境恶劣,因而产品精度要求高,而其制造过程中因为成型困难,工艺条件复杂等特点,运用传统的框架卡板测量方式时,定位工作量大,测量复杂,效率低,精度差;采用普通三坐标测量机测量时,也存在定位基础难寻,定位一致性差,测量点仅限于若干个截面等局限性,因而在实际生产中仅用于首件检验和抽样检验等少量运用;而单纯应用光学三维扫描仪测量该类叶片时,如果采用整体叶盘单幅全尺寸扫描,会由于分辨率有限而使测量精度低于要求,当为提高精度而进行分区测量时,因为叶片型面为扭曲渐变非规则形状,拼接不仅需要较大重叠部位扫描,使扫描测量工作量成倍增加,效率降低,而且后续的拼接计算数据量会呈现指数级上升,另外,由于叶片内背型面是由相对型面尖锐(曲率半径较小)的进、出汽边构成,拼接时会出现用窄边定位大面的不合理状况,导致测量精度差,故目前实际叶片制造中单纯运用光学三维扫描仪的并不多见。



技术实现要素:

针对上述问题,本实用新型提供了一种用于核电常规岛汽轮机大型空心静叶片的测量装置,其能解决现有采用传统的框架卡板、三坐标测量机和单纯运用光学三维扫描仪测量大型空心静叶片时存在的测量效率低、测量精度差、测量存在局限性等问题。

其技术方案是这样的:

一种用于核电常规岛汽轮机大型空心静叶片的测量装置,其包括光学三维扫描仪,其特征在于:其还包括六边三角架、转盘和扫描仪升降机构,所述六边三角架的其中三条边固定安装在所述转盘上,所述转盘用于带动所述六边三角架水平转动;所述六边三角架的另外三条边上设置有靶球基准系统、六点定位机构和压紧机构,所述六点定位机构和所述压紧机构分别用于大型空心静叶片的定位和压紧;所述扫描仪升降机构安装在所述转盘的外侧,用于带动所述光学三维扫描仪升降,所述光学三维扫描仪水平安装在所述扫描仪升降机构上。

其进一步特征在于:

所述六边三角架为三棱锥架体结构。

所述靶球基准系统包括若干个靶球,所述六边三角架的所述另外三条边上沿各自的长度方向均设置有若干个靶球。

所述六点定位机构包括六个定位支点,六个所述定位支点中,三个所述定位支点用于固定所述大型空心静叶片的内弧,两个所述定位支点用于固定所述大型空心静叶片的底部,剩余一个所述定位支点用于固定所述大型空心静叶片的进汽边,所述压紧机构用于压紧所述大型空心静叶片的背弧型面。

所述转盘为电动伺服转盘。

所述扫描仪升降机构为电动伺服升降轴。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型的大型空心静叶片测量装置,设计了六边三角架,并在六边三角架上集成了靶球基准系统、六点定位机构和压紧机构,利用六点定位机构和压紧机构可实现对叶片的准确定位和固定;靶球基准系统可以在测量前进行精密测量和标定,使得在每次分区测量过程中均能测到若干个靶球,分区测量完成后,不仅可以利用靶球的固定位置实现叶片的整体拼接,而且可以通过靶球的高精度基准转换提高叶片测量精度;转盘与六边三角架的组合可使叶片得到360°无死角的测量;光学三维扫描仪与扫描仪升降机构的组合可实现对叶片高度方向上的分区测量;本装置充分发挥了光学三维扫描仪在小范围测量时精度高的特点,并利用靶球基准系统对分区测量的数据进行高效拼接,大大提高了测量效率和测量精度,减少了测量工作量和计算数据量,并且由于测量覆盖了叶片整个型面,而非传统框架卡板或普通三坐标测量机测量的有限几个截面,测量数据更加全面系统,因此对产品的研制和首件检验具有良好的反馈全面性和准确性,对帮助改进设计和提高制造工艺性具有重要意义;另外,由于本实用新型装置的测量高效性,在实际生产中可以对批量生产实施严格的全数检验,对产品的质量控制和提高创造了良好的条件。

附图说明

图1为本实用新型装置的整体结构示意图(压紧机构未示出)。

附图标记:1-光学三维扫描仪;2-六边三角架;3-转盘;4-扫描仪升降机构;5-靶球;6-定位支点;7-大型空心静叶片;71-大型空心静叶片的内弧;72-大型空心静叶片的底部;73-大型空心静叶片的进汽边;74-大型空心静叶片的背弧型面。

具体实施方式

见图1,本实用新型的一种用于核电常规岛汽轮机大型空心静叶片的测量装置,其包括光学三维扫描仪1、六边三角架2、转盘3和扫描仪升降机构4,六边三角架2为三棱锥架体结构,六边三角架2的其中三条边固定安装在转盘3上,转盘3为电动伺服转盘,转盘3用于带动六边三角架2水平转动;六边三角架2的另外三条边上设置有靶球基准系统、六点定位机构和压紧机构,靶球基准系统包括若干个靶球5,六边三角架2的另外三条边上沿各自的长度方向均设置有若干个靶球5;六点定位机构包括六个定位支点6,六个定位支点6中,三个定位支点6用于固定大型空心静叶片的内弧71(确定一个面),两个定位支点6用于固定大型空心静叶片的底部72(确定一条边),剩余一个定位支点6用于固定大型空心静叶片的进汽边73,再利用压紧机构在大型空心静叶片的背弧型面74施加一个压紧力使大型空心静叶片7得到充分、可靠的定位;扫描仪升降机构4安装在转盘3的外侧,扫描仪升降机构4为电动伺服升降轴,光学三维扫描仪1水平安装在电动伺服升降轴上,电动伺服升降轴可带动光学三维扫描仪1升降。

下面简述采用本实用新型装置测量大型空心静叶片的方法:

步骤1、利用六点定位机构正确定位大型空心静叶片7后,利用压紧机构压紧大型空心静叶片7的背弧型面74,再将六边三角架2固定于转盘3上;

步骤2、根据大型空心静叶片7需要达到的测量精度选定光学三维扫描仪1的测量范围,然后对大型空心静叶片7当前高度范围进行局部位置的第一次分区测量,测量完成后,转盘3转动一个角度,光学三维扫描仪1继续对当前高度范围进行第二次分区测量,依次类推,直至大型空心静叶片7在当前高度范围360°全部被测量为止;

步骤3、扫描仪升降机构4带动光学三维扫描仪1升起或降落一定距离,按步骤2的方法对大型空心静叶片7在当前高度范围进行测量;

步骤4、重复步骤3,直至整个大型空心静叶片7全部测量完成;

步骤5、利用光学三维扫描仪1的数据处理系统结合靶球基准系统将步骤2~步骤4获得的分区测量数据整合处理成叶片整体测量数据,并形成点云,与大型空心静叶片7的理论数据比较,最终生成偏差/色带/色差分层显示图输出。

以下为采用本实用新型装置、框架卡板和三坐标测量机测量大型空心静叶片的测量结果对照表:

表1 540mm大型空心静叶片的测量结果对照表

表2 1050mm大型空心静叶片的测量结果对照表。

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