一种精锻叶片非封闭叶型自动评价方法及系统与流程

本发明属于精锻叶片叶型尺寸评价，具体属于一种精锻叶片非封闭叶型自动评价方法及系统。

背景技术：

1、精锻叶片属于非封闭叶型，三坐标检测时需要对除前尾缘以外的叶型轮廓、厚度、偏移、扭转、分散度等特征的偏差进行判断。终锻、校正、厚度分组、化铣、抛修、终检等工序中对于精锻叶片检测的要求、评价标准均不相同，且检测时存在分段公差情况，即同一截面叶盆、叶背分为多段区域评价，不同区域公差不同。如图1所示，以叶盆为例，前尾缘处不检测，距前尾缘1mm范围内至检测数据最边缘处，只判断趋势。检测区段分为距进气边1mm处至3mm处，进气边3mm至排气边3mm范围，排气边3mm至1mm范围。这三个区段评价公差带不同，导致评价难度增加。

2、基于精锻叶片非封闭叶型评价的复杂性，该叶型一直采用手动操作的方式进行评价。手动评价可以灵活掌握标注位置，但效率低下。主要步骤为：叶型实测数据输出、理论封闭叶型数据输出、最佳拟合、理论与实际数据偏差对比与标注、判断锻件状态(如图2所示)。整个过程是人工操作的，花费时间较长，其中理论封闭叶型数据与实际数据最佳拟合的状态、偏差的标注在目视下进行，评价结果受人员技能水平影响较大。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种精锻叶片非封闭叶型自动评价方法及系统，构建精锻叶片非封闭叶型自动评价网络，实现精锻叶片非封闭叶型评价方式从手动操作转换为自动评价，评价结果不受操作人员技能水平的影响，消除了叶型评价中因人员操作导致的结果差异，使检测评价结果更加准确、稳定。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种精锻叶片非封闭叶型自动评价方法，具体步骤如下：

3、s1在三维模型上提取带有法向矢量的理论封闭叶型数据，获取叶型的实测数据；

4、s2构建精锻叶片非封闭叶型自动评价网络，包括：

5、叶型分段模块，用于根据理论封闭叶型数据和实测数据得到精锻叶片非封闭叶型的叶型检测公差，并根据叶型检测公差对精锻叶片进行分段，并对各分段评价区间赋予对应公差；

6、k点检测模块用于计算各分段区间的k点厚度偏差、弯曲、扭转和分散度；

7、叶型厚度检测模块用于通过对理论封闭叶型数据和实测数据拟合得到各分段评价区间的厚度偏差；

8、叶型轮廓检测模块用于通过对理论封闭叶型数据和实测数据拟合得到各分段评价区间的轮廓偏差；

9、叶型超差检测模块用于以固定的点数标注出叶盆、叶背的点偏差，并计算出各分段评价区间内任意厚度超差位置的轮廓偏差；

10、s3将待评价精锻叶片叶型的实测数据和理论封闭叶型数据输入精锻叶片非封闭叶型自动评价网络中，得到k点检测报告、叶型轮廓检测报告、叶型厚度检测报告和叶型超差检测报告。

11、进一步的，对理论封闭叶型数据设置前尾缘边界点、k点文件、截面号，生成固定格式的理论叶型数据，固定格式的理论叶型文件包括检测截面个数、各截面z值、截面编号、各截面前尾缘边界点编号、各截面点数。

12、进一步的，s2中，叶型分段模块用于获取精锻叶片非封闭叶型的叶型检测公差数据，将精锻叶片非封闭叶型按照公差分段情况分为分段公差、不分段公差、分段公差与不分段公差综合三种情况，若为不分段公差，则对该精锻叶片的评价区间赋予统一公差；若为分段公差和不分段公差综合或分段公差情况，则根据前尾缘边界点编号确定分段公差位置，根据分段公差位置对精锻叶片进行分段，并对各分段评价区间赋予对应公差。

13、进一步的，s2中，k点检测模块中，根据工艺规范规定的理论叶型数据计算k点理论坐标与实测数据的实测偏差，利用各截面叶盆、叶背对应k点实测偏差得到k点厚度偏差，并依据k点、弯曲、扭转计算公式计算弯曲与扭转偏差，其中：k点厚度偏差的计算具体如下：

14、tnkn＝loc nknp+loc nknb

15、其中，tnkn为n截面kn点厚度偏差，loc nknp为k截面叶盆kn点法向偏差，loc nknb为n截面叶背kn点法向偏差；

16、所述弯曲偏差为除叶根、叶尖检测截面外的其余检测截面叶盆中间k点的法向偏差；

17、所述扭转偏差为除叶根检测截面外的其余检测截面的扭转，计算公式为：

18、

19、其中，k1y-k3y为检测截面叶盆两端k点y方向距离，k1x-k3x为检测截面叶盆两端k点x方向距离；

20、分散度为检测截面k点最大偏差与最小偏差的差值，计算公式为：

21、kdis＝tkmax-tkmin

22、注：kdis为叶型k点分散度，tkmax为k点最大厚度偏差，tkmin为k点最小厚度偏差。

23、进一步的，s2中，叶型厚度检测模块用于将实测数据通过y方向平移、z方向扭转与理论封闭叶型数据进行最佳拟合后，相对于理论封闭叶型数据评价各个评价区间厚度偏差。

24、进一步的，s2中，所述最佳拟合选用最小二乘法进行最佳拟合，最佳拟合的原则为所选拟合基准实测数据相对于理论封闭叶型数据偏差的平方和最小；所述拟合基准根据精锻叶片工序中的检测要求确定。

25、进一步的，s2中，叶型轮廓检测模块中精锻叶片非封闭叶型轮廓评价为弹性轮廓评价：当叶型前尾缘区域实测趋势相对于理论值为张口趋势时，叶型轮廓偏差计算时，忽略叶型前尾缘实测偏差；当叶型前尾缘区域实测趋势相对于理论值为收缩趋势时，叶型轮廓偏差计算时，叶型前尾缘实测偏差与叶型其他区域轮廓一起计算。

26、进一步的，s2中，叶型轮廓评价时对实测数据通过y方向平移、z方向扭转与理论封闭叶型数据对各检测截面叶型采用最小二乘法进行最佳拟合，进行叶型轮廓偏差的判断；所述拟合基准根据精锻叶片工序中的检测要求确定；最佳拟合的原则为使所选拟合基准实测数据相对于理论封闭叶型数据偏差的平方和最小。

27、进一步的，s2中，叶型超差检测模块中，固定定点数选取的依据为叶型的宽度，并通过厚度公差在叶型超差检测报告上显示厚度超差的位置，超上差显示红色，超下差显示蓝色，并标注出各段叶型最大、最小点偏差。

28、本发明还提供一种精锻叶片非封闭叶型自动评价系统，包括：

29、数据获取模块，用于在三维模型上提取带有法向矢量的理论封闭叶型数据，获取叶型的实测数据；

30、评价网络构建模块，用于构建精锻叶片非封闭叶型自动评价网络，精锻叶片非封闭叶型自动评价网络包括：叶型分段模块，用于根据理论封闭叶型数据和实测数据得到精锻叶片非封闭叶型的叶型检测公差，并根据叶型检测公差对精锻叶片进行分段，并对各分段评价区间赋予对应公差；k点检测模块用于计算各分段评价区间的k点厚度偏差、弯曲、扭转和分散度；叶型厚度检测模块用于通过对理论封闭叶型数据和实测数据拟合得到各分段评价区间的厚度偏差；叶型轮廓检测模块用于通过对理论封闭叶型数据和实测数据拟合得到各分段评价区间的轮廓偏差；叶型超差检测模块用于以固定的点数标注出叶盆、叶背的点偏差，并计算出各分段评价区间内任意厚度超差位置的轮廓偏差；

31、评价结果获取模块，用于待评价精锻叶片叶型的实测数据和理论封闭叶型数据输入精锻叶片非封闭叶型自动评价网络中，得到k点检测报告、叶型轮廓检测报告、叶型厚度检测报告和叶型超差检测报告。

32、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

33、本发明提供一种精锻叶片非封闭叶型自动评价方法，通过构建精锻叶片非封闭叶型自动评价网络，实现精锻叶片非封闭叶型评价方式从手动操作转换为自动评价，评价结果不受操作人员技能水平的影响，消除了叶型评价中因人员操作导致的结果差异，使检测评价结果更加准确、稳定，且结合工序中检测要求，可得到k点检测报告、叶型轮廓检测报告、叶型厚度检测报告和叶型超差检测报告，将检测评价结果以图形+表格报告的形式反映，表格报告中可直接判断零件是否合格，图形报告中可反映叶型尺寸变化状态，既满足了工序过程中质量控制要求，又满足了最终检验合格状态的判断，使评价结果清晰明了；本发明的使评价方法相对于原评价方法更加准确、高效、稳定。

34、进一步的，本发明叶型分段模中每个零件号根据理论封闭叶型数据和实测数据得到精锻叶片非封闭叶型的叶型检测公差，并根据叶型检测公差对精锻叶片进行分段，并对各分段评价区间赋予对应公差，根据不同公差分段情况进行分类评价，进行相同零件号重复评价时，直接选择对应类型进行分类评价，叶型评价的效率高；

35、进一步的，本发明包括叶型分段模块、k点检测模块、叶型厚度检测模块、叶型轮廓检测模块和叶型超差检测模块，通过将精锻叶片非封闭叶型、k点、厚度、轮廓和超差等检测要求融为一体，评价过程模板化、标准化，进一步消除了过程中人员等因素产生的结果误差。

36、进一步的，本发明精锻叶片非封闭叶型自动评价网络可以输出k点检测报告、叶型轮廓检测报告、叶型厚度检测报告和叶型超差检测报告，且检检测报告以图形+表格的形式反映，表格报告中可直接判断零件是否合格，图形报告中可反映叶型尺寸变化状态，既满足了工序过程中质量控制要求，又满足了最终检验合格状态的判断，使评价结果清晰明了，使评价报告多样化、可视化。

37、本发明的评价方法可以作为处理器上运行的计算机程序，该处理器可以用于计算机设备中，使用时，多台检测设备可以由一人控制，操作时只需装夹零件，启动该计算机程序即可实现精锻叶片叶型自动评价。