叶片夹紧定位装置及方法与流程

本发明涉及航空发动机叶片型面检测技术领域，特别地，涉及一种叶片夹紧定位装置。此外，本发明还涉及一种采用上述叶片夹紧定位装置的叶片夹紧定位方法。

背景技术：

随着航空发动机性能的不断提升，对航空发动机叶片型面检测的检测精度和检测效率的要求也越来越高。叶片型面检测主要是指型面轮廓和几何尺寸(包括叶型厚度、叶型弯扭、叶片弦长、前后缘位置等)的检测。三坐标测量机扫描测量(坐标测量法)是目前叶片型面检测方法中精度最高的一种，该方法通过三坐标测量机测量叶片轮廓上各被测点的坐标值，采用数据建模等分析手段，可得到被测叶片几何尺寸和形状误差等参数。

如图1所示，需要对叶片进行型面检测，首先需要对叶片进行夹紧定位以便进行型面扫描测量，再对扫描数据运用三坐标测量机测量软件的叶片专用数据处理模块来进行叶片型面数据的分析处理。

技术实现要素：

本发明提供了一种叶片夹紧定位装置及方法，以解决如何实现叶片快速夹紧定位以提高叶片型面检测的效率的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种叶片夹紧定位装置，包括用于安装在三坐标测量机的工作台上的底板、设置于底板上并用于导向的轨道、多个间隔设置于轨道上并用于沿轨道移动的第一移动机构、至少一个设置于第一移动机构上并用于夹紧叶片的夹紧定位机构以及用于控制夹紧定位机构工作的控制机构，第一移动机构沿轨道移动以带动夹紧定位机构移动，进而使夹紧定位机构夹紧的叶片在三坐标测量机的测量区和待测区之间移动。

进一步地，第一移动机构包括用于与轨道滑动配合的第一滑盖以及设置于第一滑盖上并用于支撑夹紧定位机构的滑板；底板上设有定位孔，滑板上设有用于插入定位孔内以固定滑板的定位销。

进一步地，夹紧定位机构包括设置于第一移动机构上的第一夹紧机构、设置于第一移动机构上并用于导向的滑道、设置于滑道上并用于在控制机构的控制下沿滑道移动的第二移动机构以及设置于第二移动机构上并用于与第一夹紧机构配合以夹紧叶片的第二夹紧机构。

进一步地，第一夹紧机构包括设置于第一移动机构上的第一夹头以及设置于第一夹头上的第一滚棒，第二夹紧机构包括设置于第二移动机构上的第二夹头以及设置于第二夹头上的第二滚棒，第一滚棒和第二滚棒相互配合以夹紧叶片的榫齿。

进一步地，第一夹头开设有用于防止第一夹头与叶片发生干涉的第一凹槽，第一凹槽内设有用于顶抵第一滚棒以防止第一滚棒受力变形的第一凸块；和/或第二夹头开设有用于防止第二夹头与叶片发生干涉的第二凹槽，第二凹槽内设有用于顶抵第二滚棒以防止第二滚棒受力变形的第二凸块。

进一步地，第一滚棒与第一夹头之间采用间隙配合，第一滚棒的两端设有用于防止第一滚棒从第一夹头上脱出的第一限位套；和/或第二滚棒与第二夹头之间采用间隙配合，第二滚棒的两端设有用于防止第二滚棒从第二夹头上脱出的第二限位套。

进一步地，第一夹头内设有用于测量第一夹头和第二夹头之间的夹紧力的传感器，第一夹头与第二夹头相对的侧面设有与传感器连接的第一触头，第二夹头与第一夹头相对的侧面设有用于与第一触头接触以触发传感器工作的第二触头。

进一步地，第二移动机构包括用于支撑第二夹头并与滑道滑动配合的第二滑盖、设置于第二夹头上的安装座以及设置于第一夹头内且穿过安装座并与安装座螺纹配合的丝杆，丝杆在控制机构的控制下旋转以使安装座和第二夹头沿丝杆移动。

进一步地，控制机构包括电柜以及设置于电柜上并用于控制丝杆旋转的操作盒。

本发明另一方面提供了一种叶片夹紧定位方法，采用上述的叶片夹紧定位装置，包括以下步骤：a、将叶片夹紧定位装置的底板固定在三坐标测量机的工作台上；b、使用控制机构控制夹紧定位机构夹紧叶片；c、沿轨道移动第一移动机构，将夹紧定位机构移动至三坐标测量机的测量区，使用三坐标测量机进行叶片型面检测；d、在夹紧定位机构上的叶片进行型面检测的同时，使用控制机构控制另一个夹紧定位机构夹紧另一个叶片；e、待前一个夹紧定位机构上的叶片型面检测完成后，沿轨道移动第一移动机构，将后一个夹紧定位机构上的叶片从三坐标测量机的待测区移动至测量区，循环进行叶片型面检测。

本发明具有以下有益效果：

本发明的叶片夹紧定位装置，包括底板、轨道、第一移动机构、夹紧定位机构以及控制机构。底板安装在三坐标测量机的工作台上，以便于三坐标测量机对叶片夹紧定位装置夹紧的叶片进行型面检测。通过控制机构控制夹紧定位机构夹紧叶片，再通过人工移动第一移动机构带动夹紧定位机构在轨道的导向作用下移动至三坐标测量机的测量区即可使用三坐标测量机进行叶片型面检测。轨道上设有多个第一移动机构，每个第一移动机构上设有至少一个夹紧定位机构，每个夹紧定位机构形成一个夹紧位。当前一个夹紧位上的叶片进行型面检测时，可以将另一个叶片夹紧在后一个夹紧位上。待前一个夹紧位上的叶片型面检测完成后，将后一个夹紧位上的叶片从三坐标测量机的待测区移动至测量区进行型面检测。通过多个夹紧位之间循环进行叶片型面检测，利用前一个夹紧位上的叶片进行型面检测的时间完成后一个夹紧位上叶片的夹紧定位，节省了叶片夹紧定位的时间，大大提高了叶片型面检测的效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的叶片的示意图；

图2是本发明优选实施例的叶片夹紧定位装置的俯视图；

图3是本发明优选实施例的叶片夹紧定位装置的正视图；

图4是本发明优选实施例的叶片夹紧定位装置的侧视图；

图5是本发明优选实施例的夹紧定位机构的俯视图；

图6是本发明优选实施例的夹紧定位机构的正视图；

图7是本发明优选实施例的夹紧定位机构的侧视图；

图8是本发明优选实施例的控制机构的俯视图；

图9是本发明优选实施例的控制机构的正视图；

图10是本发明优选实施例的控制机构的侧视图。

附图标记说明：

1、底板；11、定位孔；2、轨道；31、第一滑盖；32、滑板；321、定位销；411、第一夹头；412、第一滚棒；413、第一凹槽；414、第一凸块；415、第一触头；42、滑道；431、第二滑盖；432、安装座；433、丝杆；441、第二夹头；442、第二滚棒；443、第二凹槽；444、第二凸块；445、第二触头；51、电柜；52、操作盒；53、显示屏。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明优选实施例的叶片的示意图；图2是本发明优选实施例的叶片夹紧定位装置的俯视图；图3是本发明优选实施例的叶片夹紧定位装置的正视图；图4是本发明优选实施例的叶片夹紧定位装置的侧视图；图5是本发明优选实施例的夹紧定位机构的俯视图；图6是本发明优选实施例的夹紧定位机构的正视图；图7是本发明优选实施例的夹紧定位机构的侧视图；图8是本发明优选实施例的控制机构的俯视图；图9是本发明优选实施例的控制机构的正视图；图10是本发明优选实施例的控制机构的侧视图。

如图2所示，本实施例的叶片夹紧定位装置，包括用于安装在三坐标测量机的工作台上的底板1、设置于底板1上并用于导向的轨道2、多个间隔设置于轨道2上并用于沿轨道2移动的第一移动机构、至少一个设置于第一移动机构上并用于夹紧叶片的夹紧定位机构以及用于控制夹紧定位机构工作的控制机构，第一移动机构沿轨道2移动以带动夹紧定位机构移动，进而使夹紧定位机构夹紧的叶片在三坐标测量机的测量区和待测区之间移动。本发明的叶片夹紧定位装置，包括底板1、轨道2、第一移动机构、夹紧定位机构以及控制机构。底板1安装在三坐标测量机的工作台上，以便于三坐标测量机对叶片夹紧定位装置夹紧的叶片进行型面检测。通过控制机构控制夹紧定位机构夹紧叶片，再通过人工移动第一移动机构带动夹紧定位机构在轨道2的导向作用下移动至三坐标测量机的测量区即可使用三坐标测量机进行叶片型面检测。轨道2上设有多个第一移动机构，每个第一移动机构上设有至少一个夹紧定位机构，每个夹紧定位机构形成一个夹紧位。当前一个夹紧位上的叶片进行型面检测时，可以将另一个叶片夹紧在后一个夹紧位上。待前一个夹紧位上的叶片型面检测完成后，将后一个夹紧位上的叶片从三坐标测量机的待测区移动至测量区进行型面检测。通过多个夹紧位之间循环进行叶片型面检测，利用前一个夹紧位上的叶片进行型面检测的时间完成后一个夹紧位上叶片的夹紧定位，节省了叶片夹紧定位的时间，大大提高了叶片型面检测的效率。

如图2、图3和图4所示，本实施例中，第一移动机构包括用于与轨道2滑动配合的第一滑盖31以及设置于第一滑盖31上并用于支撑夹紧定位机构的滑板32。第一滑盖31与轨道2滑动配合，使得第一滑盖31可以沿轨道2移动，第一滑盖31带动滑板32和夹紧定位机构移动，进而使夹紧定位机构夹紧的叶片在三坐标测量机的测量区和待测区之间移动。底板1上设有定位孔11，滑板32上设有用于插入定位孔11内以固定滑板32的定位销321。滑板32上的定位销321可以上下活动，将定位销321插入底板1上的定位孔11内，使滑板32固定不动，进而使叶片处于三坐标测量机的测量区内。可选地，轨道2凸出于底板1的表面，第一滑盖31包裹轨道2。可选地，轨道2内陷于底板1的表面，第一滑盖31伸入轨道2内。可选地，轨道2设置为多条，多条轨道2之间相互平行。

如图5、图6和图7所示，本实施例中，夹紧定位机构包括设置于第一移动机构上的第一夹紧机构、设置于第一移动机构上并用于导向的滑道42、设置于滑道42上并用于在控制机构的控制下沿滑道42移动的第二移动机构以及设置于第二移动机构上并用于与第一夹紧机构配合以夹紧叶片的第二夹紧机构。通过控制机构控制第二移动机构沿滑道42移动，带动设置于第二移动机构上的第二夹紧机构移动至第一夹紧机构处，第二夹紧机构与第一夹紧机构配合从而夹紧叶片。

如图5所示，本实施例中，第一夹紧机构包括设置于第一移动机构上的第一夹头411以及设置于第一夹头411上的第一滚棒412，第二夹紧机构包括设置于第二移动机构上的第二夹头441以及设置于第二夹头441上的第二滚棒442，第一滚棒412和第二滚棒442相互配合以夹紧叶片的榫齿。第二夹头441在第二移动机构的带动下沿滑道42移动至第一夹头411处，使第一滚棒412和第二滚棒442相互配合从而夹紧叶片的榫齿。可选地，第一夹头411和第二夹头441采用可拆卸连接，可以进行更换以便夹紧其他尺寸的叶片。

如图5所示，本实施例中，第一夹头411开设有用于防止第一夹头411与叶片发生干涉的第一凹槽413，第一凹槽413内设有用于顶抵第一滚棒412以防止第一滚棒412受力变形的第一凸块414。可选地，第二夹头441开设有用于防止第二夹头441与叶片发生干涉的第二凹槽443，第二凹槽443内设有用于顶抵第二滚棒442以防止第二滚棒442受力变形的第二凸块444。叶片被第一滚棒412和第二滚棒442夹紧时，为了防止叶片与第一夹头411和第二夹头441发生干涉，可以在第一夹头411上开设第一凹槽413，在第二夹头441上开设第二凹槽443。第一滚棒412和第二滚棒442细长，容易受力变形，为了防止第一滚棒412和第二滚棒442受力变形，可以在第一凹槽413内设置第一凸块414顶抵第一滚棒412，在第二凹槽443内设置第二凸块444顶抵第二滚棒442，从而使第一滚棒412和第二滚棒442更好地夹紧叶片。

本实施例中，第一滚棒412与第一夹头411之间采用间隙配合，第一滚棒412的两端设有用于防止第一滚棒412从第一夹头411上脱出的第一限位套。可选地，第二滚棒442与第二夹头441之间采用间隙配合，第二滚棒442的两端设有用于防止第二滚棒442从第二夹头441上脱出的第二限位套。第一滚棒412与第一夹头411之间采用间隙配合，第二滚棒442与第二夹头441之间采用间隙配合，使第一滚棒412和第二滚棒442既能固定又有可调整的自由度，能保证第一滚棒412和第二滚棒442与叶片的榫齿自然相切贴合，有效保证夹紧状态的稳定性。设置于第一滚棒412两端的第一限位套相互配合限位，可以防止第一滚棒412从第一夹头411上脱出。设置于第二滚棒442两端的第二限位套相互配合限位，可以防止第二滚棒442从第二夹头441上脱出。可选地，第一限位套和第二限位套采用橡胶套、硅胶套或乳胶套。

如图6和图7所示，本实施例中，第一夹头411内设有用于测量第一夹头411和第二夹头441之间的夹紧力的传感器，第一夹头411与第二夹头441相对的侧面设有与传感器连接的第一触头415，第二夹头441与第一夹头411相对的侧面设有用于与第一触头415接触以触发传感器工作的第二触头445。第一滚棒412和第二滚棒442夹紧叶片时，第二触头445与第一触头415接触，从而触发传感器工作，使传感器测量第一夹头411和第二夹头441之间的夹紧力。可选地，第二触头445内设有弹簧，弹簧可以缓冲第二夹头441对第一夹头411的冲击力。

如图5、图6和图7所示，本实施例中，第二移动机构包括用于支撑第二夹头441并与滑道42滑动配合的第二滑盖431、设置于第二夹头441上的安装座432以及设置于第一夹头411内且穿过安装座432并与安装座432螺纹配合的丝杆433，丝杆433在控制机构的控制下旋转以使安装座432和第二夹头441沿丝杆433移动。丝杆433的一端伸入第一夹头411内与控制机构连接，丝杆433的另一端穿过安装座432并与安装座432螺纹配合。丝杆433在控制机构的控制下旋转，丝杆433将自身的旋转运动转化为安装座432沿丝杆433的直线运动，安装座432带动第二夹头441移动，并在滑道42和第二滑盖431的导向作用下沿滑道42移动。可选地，安装座432可拆卸安装在第二夹头441上，便于安装座432磨损后进行更换。

如图8、图9和图10所示，本实施例中，控制机构包括电柜51以及设置于电柜51上并用于控制丝杆433旋转的操作盒52。电柜51提供电能，操作盒52可以控制丝杆433的旋转方向和旋转速度，从而调节第二夹头441的移动方向和移动速度。可选地，电柜51上设有用于将传感器测得的夹紧力的数值显示出来的显示屏53。显示屏53可以将传感器测得的夹紧力的数值显示出来，通过查看夹紧力的数值，可以通过操作盒52控制使每个叶片夹紧时的夹紧力保持一致。可选地，电柜51的侧面设有推拉手柄，电柜51的底面设有多个脚轮，便于推拉移动电柜51。

本发明的优选实施例还提供了一种叶片夹紧定位方法，采用上述的叶片夹紧定位装置，包括以下步骤：a、将叶片夹紧定位装置的底板1固定在三坐标测量机的工作台上；b、使用控制机构控制夹紧定位机构夹紧叶片；c、沿轨道2移动第一移动机构，将夹紧定位机构移动至三坐标测量机的测量区，使用三坐标测量机进行叶片型面检测；d、在夹紧定位机构上的叶片进行型面检测的同时，使用控制机构控制另一个夹紧定位机构夹紧另一个叶片；e、待前一个夹紧定位机构上的叶片型面检测完成后，沿轨道2移动第一移动机构，将后一个夹紧定位机构上的叶片从三坐标测量机的待测区移动至测量区，循环进行叶片型面检测。

具体实施时，提供一种叶片夹紧定位方法，包括以下步骤：

a、将叶片夹紧定位装置的底板1固定在三坐标测量机的工作台上；

b、将叶片放在夹紧定位机构的第一夹头411和第二夹头441之间，使叶片的榫齿靠着第一夹头411上的第一滚棒412；

c、启动电柜51的电源，使用操作盒52移动第二夹头441直至第二夹头441上的第二滚棒442接触叶片的榫齿并夹紧；

d、移动支撑夹紧定位机构的滑板32，将该夹紧定位机构移动至三坐标测量机的测量区，将定位销321插入定位孔11内，使用三坐标测量机进行叶片型面检测；

e、在该夹紧定位机构上的叶片进行型面检测的同时，使用操作盒52控制另一个夹紧定位机构夹紧另一个叶片；

f、待前一个夹紧定位机构上的叶片型面检测完成后，拔出定位销321，移动支撑后一个夹紧定位机构的滑板32，将后一个夹紧定位机构上的叶片从三坐标测量机的待测区移动至测量区，将定位销321插入定位孔11内，循环进行叶片型面检测。

本发明的叶片夹紧定位装置还具有以下优点：

(1)突破了传统的单一夹紧位的检测模式，实现了多个夹紧位、多个叶片的循环检测模式；

(2)既相对固定又具有自由度的滚棒和夹头一体化设计，保证了叶片的有效定位并实现坐标系粗定位。

(3)设备安装、调整、移位方便可靠，运行稳定，夹紧力恒定，叶片夹紧定位精度高；

(4)采用模块化、集成化与柔性化相结合的设计，充分考虑了夹紧稳定性和适应性，可以方便更换不同尺寸的叶片和运用不同型号的三坐标测量机；

(5)实现电动控制夹紧，具有夹紧力持续稳定、不易松动、定位精准等特点；

(6)符合人机原理，操作方便安全，可以最大限度地减少检测人员的动作、降低劳动强度且对检测人员的身体条件的要求低；

(7)叶片夹紧定位装置采用7075航空铝，经过精密加工，特殊工艺处理制作而成，具有硬度高、耐磨性强、质量轻等特性，整体安装、拆卸方便，不受三坐标测量机工作台台面孔位、三坐标测量机品牌等限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。