本发明涉及发动机叶片叶型测量领域，特别地，涉及一种非接触式发动机叶片叶型检测方法。
背景技术：
叶片是发动机重要零部件之一，叶片加工质量直接影响到发动机的性能、寿命及安全性。由于叶片结构复杂，加工制造难度大，设计指标不易保证。有效控制叶片加工质量，需要对叶片型面进行大量的测量工作，从而对叶片型面检测精度与检测效率提出了更高的要求。目前，在航空发动机叶片型面检测中，主要应用接触式三坐标测量机进行测量。由于接触式三坐标测量机硬件结构和测量原理上的限制，在测量航空发动机叶片型面时，测量速度不能过快，测量效率不高。现有检测方式由于数据采集方式为由点到线再到面，导致检测效率与精度成反比无法同步提升的问题。而且，现有接触式检测方式受定位夹具的精度和安装精度影响，多次装夹检测的结果的重复性较差，同时，多次装夹后定位夹具容易磨损，对夹具的材质和加工要求均很高，设计加工成本高。由于采用相对定位模式，检测精度很大程度依赖夹具的定位精度，不同型号的产品之间存在差异，更换不同的产品型号后，必须更换与其对应的定位夹具，测量过程繁琐。
技术实现要素：
本发明提供了一种非接触式发动机叶片叶型检测方法，以解决发动机叶片叶型现有检测方式检测效率低，对装夹定位要求高使得检测重复性低以及兼容性差的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种非接触式发动机叶片叶型检测方法，采用非接触式发动机叶片叶型检测装置对待测叶片叶型进行检测，包括以下步骤：
s1、通过检测装置的夹具对待测叶片的叶根部位进行部分夹持固定；
s2、将步骤s1中带有测叶片的夹具安装固定在检测装置的夹具定位组件上；
s3、检测装置的控制系统控制检测装置的xz移动平台并带动线激光检测组件到达待测叶片的数据采集位置，线激光检测组件按照预先设定x方向移动参数进行运动，移动过程中xz移动平台中x方向磁栅尺根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件对待测叶片的下半部分进行数据采集，完成待测叶片的下半部分数据采集后，xz移动平台带线激光检测组件沿z方向向待测叶片的上半部分移动，到达预设位置，控制系统读取并保存xz移动平台中z方向磁栅尺实际位置信息，再次线激光检测组件按照预先设定x方向移动参数进行运动，移动过程中x方向磁栅尺根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件对待测叶片的上半部分进行数据采集，完成待测叶片的上半部分数据采集；
s4、通过数据系统将步骤s3中采集的待测叶片的上半部分数据和待测叶片的下半部分数据进行融合，获得完整的叶片数据点云模型，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，计算得出待测叶片叶型尺寸，并输出待测叶片叶型的检测结果。
进一步地，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位方法包括：首先确定基准端为待测叶片的榫头，通过对榫头的实际模型和理论模型进行拟合，采用虚拟棍棒对实际模型与理论模型进行虚拟对齐，实现坐标的转换，对实际模型的截面图与理论模型的截面图进行分析，进而得到位置度、轮廓度和扭角值。
进一步地，确定待测叶片的理论基准方法包括：对实际模型和理论模型的拟合采用迭代最近点计算法，确定最佳拟合的旋转矩阵值和平移矩阵值，从而确定待测叶片的理论基准；
公式：
其中，j为实际模型和理论模型的最小误差值，r为最佳拟合的旋转矩阵值，t为最佳拟合的平移矩阵值，pi为在实际模型上采集的数据点，pi′为pi相对应于理论模型上的点。
进一步地，
其中，p为实际模型的质心。
进一步地，
其中，p′为理论模型的质心。
进一步地，线激光检测组件包括处于待测叶片的叶盆一侧的第一线激光元件和处于待测叶片的叶背一侧的第二线激光元件，第一线激光元件的工作范围大于待测叶片高度的二分之一；第二线激光元件的工作范围大于待测叶片高度的二分之一。
进一步地，步骤s1中检测装置的夹具夹持待测叶片的叶根部位的具体步骤包括：调节检测装置的夹具中的第一锁紧件锁紧程度，由于受到复位弹簧自动复位的弹力作用，固定仿形夹紧块与仿形夹紧滑块之间的距离增大，直到便于待测叶片的榫头放入，手动调节夹具中的顶块以将压紧弹簧压缩，使得顶块与侧面固定挡板距离增大，以使得待测叶片的榫头放入，放置待测叶片后，松开顶块实现对待测叶片的榫头两侧的端面夹紧，手动调节第一锁紧件，使仿形夹紧滑块压紧待测叶片榫头，实现对待测叶片叶根的夹持稳定。
进一步地，仿形夹紧滑块上设有用于与榫头一侧凸齿配合的第一仿形凸台，固定仿形夹紧块上设有用于与榫头另一侧凸齿配合的第二仿形凸台，以部分夹持待测叶片榫头，从而避开线激光检测组件采集的数据点。
进一步地，步骤s2中将带有测叶片的夹具安装固定在检测装置的夹具定位组件的具体步骤包括：将带有测叶片的夹具安装固定在夹具定位固定板与夹具推动件之间，并采用检测传感器检测夹具是否安装定位准确，当检测传感器检测到夹具未定位准确后，检测传感器发送信号至数据系统，处理后的数据系统发送执行命令至夹具推动件，夹具推动件带动夹具移动至准确位置。
根据本发明的另一方面，还提供一种上述非接触式发动机叶片叶型检测方法获得的发动机叶片。
本发明具有以下有益效果：
本发明的非接触式发动机叶片叶型检测方法，先采用夹具夹持固定待测叶片的叶根部位，再将带有测叶片的夹具安装固定到夹具定位组件上，通过线激光检测组件对测叶片的叶型进行数据采集，获得完整的叶片数据点云模型，确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，计算待测叶片叶型尺寸。其中数据采集过程与待测叶片叶型无实质性接触，实现了非接触检测过程，避免了接触式检测过程中测头对待测叶片叶型姿态的影响。线激光检测组件由线到面的数据采集方式，获取到更多的原始数据，相比原有由点到线再到面检测方式，更加真实的还原了待测叶片叶型的实际外形，大大减少了数据拟合过程，降低了拟合过程引入的误差，提高了检测精度。同时，在叶型计算过程可采用直接找出理论基准实现绝对定位模式，相比原有相对定位的接触式检测方式，避免了相对定位引入的误差和解决了受定位夹具的精度和安装精度影响，多次检测的结果的重复性较差的的问题。
本发明的非接触式发动机叶片叶型检测方法，叶型计算过程采用了绝对定位模式，即采用夹具夹持待测叶片的叶根部位，计算基准与夹具无关，只需保证能够夹持稳定即可，降低了待测叶片页型被夹紧后的角度和位置精度要求，继而降低了对夹具的设计要求和装夹要求，同时也可忽略不同待测叶片型号夹紧位置之间的微小差异，实现一套夹具兼容多种型号的待测叶片，降低了工装夹具的设计加工成本。
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数据点云模型图；
图2是本发明优选实施例的非接触式发动机叶片叶型检测装置示意图；
图3是本发明优选实施例的非接触式发动机叶片叶型检测装置内部示意图；
图4是本发明优选实施例的xz移动平台示意图；
图5是本发明优选实施例的线激光检测组件示意图；
图6是本发明优选实施例的夹具示意图；
图7是本发明优选实施例的仿形夹紧滑块42和固定仿形夹紧块43的连接图；以及
图8是本发明优选实施例的夹具定位组件示意图。
附图标号说明：
1、机架本体；2、xz移动平台；3、线激光检测组件；4、夹具；5、夹具定位组件；6、电控柜；
21、平台安装座；22、x轴移动机构；221、x方向直线导轨；222、x方向直线电机；223、x方向磁栅尺；23、z轴移动机构；231、第一连接板；232、z方向安装板；233、弹簧安装立板；234、第二连接板；235、z方向直线导轨；236、z方向直线电机；237、z方向磁栅尺；238、第一弹簧安装柱；239、第二弹簧安装柱；2310、承重弹簧；
31、线激光安装底板；32、第一线激光工字安装座；33、第二线激光工字安装座；34、第一线激光元件；35、第二线激光元件；36、线激光保护罩；
41、夹具底座；42、仿形夹紧滑块；43、固定仿形夹紧块；44、第一导向轴；45、第一锁紧件；46、复位弹簧；47、压紧件；471、弹簧安装挡板；472、顶块；473、第二导向轴；474、第二锁紧件；475、压紧弹簧；48、侧面固定挡板；
51、夹具定位固定板；52、检测传感器；53、夹具推动件；531、电动滑动机构；532、轴承安装板；533、夹具定位推板；534、导向杆；535、轴承；536、缓冲弹簧。
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数据点云模型图；图2是本发明优选实施例的非接触式发动机叶片叶型检测装置示意图；图3是本发明优选实施例的非接触式发动机叶片叶型检测装置内部示意图；图4是本发明优选实施例的xz移动平台示意图；图5是本发明优选实施例的线激光检测组件示意图；图6是本发明优选实施例的夹具示意图；图7是本发明优选实施例的仿形夹紧滑块和固定仿形夹紧块的连接图；图8是本发明优选实施例的夹具定位组件示意图。
如图1、图2和图3所示，本实施例的非接触式发动机叶片叶型检测方法，
采用非接触式发动机叶片叶型检测装置对待测叶片叶型进行检测，包括以下步骤：
s1、通过检测装置的夹具4对待测叶片的叶根部位进行部分夹持固定；
s2、将步骤s1中带有测叶片的夹具4安装固定在检测装置的夹具定位组件5上；
s3、检测装置的控制系统控制检测装置的xz移动平台2并带动线激光检测组件3到达待测叶片的数据采集位置，线激光检测组件3按照预先设定x方向移动参数进行运动，移动过程中xz移动平台2中x方向磁栅尺223根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件3对待测叶片的下半部分进行数据采集，完成待测叶片的下半部分数据采集后，xz移动平台2带线激光检测组件3沿z方向向待测叶片的上半部分移动，到达预设位置，控制系统读取并保存xz移动平台2中z方向磁栅尺实际位置信息，再次线激光检测组件3按照预先设定x方向移动参数进行运动，移动过程中x方向磁栅尺223根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件3对待测叶片的上半部分进行数据采集，完成待测叶片的上半部分数据采集；
s4、通过数据系统将步骤s3中采集的待测叶片的上半部分数据和待测叶片的下半部分数据进行融合，获得完整的叶片数据点云模型，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，计算得出待测叶片叶型尺寸，并输出待测叶片叶型的检测结果。
本发明的非接触式发动机叶片叶型检测方法，先采用夹具4夹持固定待测叶片的叶根部位，再将带有测叶片的夹具4安装固定到夹具定位组件5上，通过线激光检测组件3对测叶片的叶型进行数据采集，获得完整的叶片数据点云模型，确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，计算待测叶片叶型尺寸。其中数据采集过程与待测叶片叶型无实质性接触，实现了非接触检测过程，避免了接触式检测过程中测头对待测叶片叶型姿态的影响。线激光检测组件3由线到面的数据采集方式，获取到更多的原始数据，相比原有由点到线再到面检测方式，更加真实的还原了待测叶片叶型的实际外形，大大减少了数据拟合过程，降低了拟合过程引入的误差，提高了检测精度。同时，在叶型计算过程可采用直接找出理论基准实现绝对定位模式，相比原有相对定位的接触式检测方式，避免了相对定位引入的误差和解决了受定位夹具的精度和安装精度影响，多次检测的结果的重复性较差的的问题。其中图1中罗列的数据为采集的数据点。
上述非接触式发动机叶片叶型检测方法，叶片计算过程采用了绝对定位模式，即采用夹具4夹持待测叶片的叶根部位，计算基准与夹具4无关，只需保证能够夹持稳定即可，降低了待测叶片叶型被夹紧后的角度和位置精度要求，继而降低了对夹具4的设计要求和装夹要求，同时也可忽略不同待测叶片型号夹紧位置之间的微小差异，实现一套夹具4兼容多种型号的待测叶片，降低了工装夹具的设计加工成本。
上述采用非接触式发动机叶片叶型检测装置采用矩形机架结构，x轴方向为水平面上的矩形长边方向，z轴方向为垂直于x轴的矩形机架结构的竖直方向。
本实施例中，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位方法包括：首先确定基准端为待测叶片的榫头，通过对榫头的实际模型和理论模型进行拟合，采用虚拟棍棒对实际模型与理论模型进行虚拟对齐，实现坐标的转换，对实际模型的截面图与理论模型的截面图进行分析，进而得到位置度、轮廓度和扭角值。
本实施例中，确定待测叶片的理论基准方法包括：对实际模型和理论模型的拟合采用迭代最近点计算法，确定最佳拟合的旋转矩阵值和平移矩阵值，从而确定待测叶片的理论基准；
公式：
其中，j为实际模型和理论模型的最小误差值，r为最佳拟合的旋转矩阵值，t为最佳拟合的平移矩阵值，pi为在实际模型上采集的数据点，pi′为pi相对应于理论模型上的点。确定最佳拟合的旋转矩阵值(r)和平移矩阵值(t)使得实际模型中的每一个点经过变化后同理论模型中的最近点的误差之和最小。
本实施例中，
其中，p为实际模型的质心。
本实施例中，
其中，p′为理论模型的质心。
依据实际模型和理论模型的质心计算公式，将上述公式：
上式中，pi-p-r(pi'-p')在求和后为0，因此上式可简化为：
其中
其中rtr＝i，i为单位矩阵，t为转置矩阵，公式整理得：
w为3*3的矩阵，
使用svd进行分解，得到：w＝u∑vt
其中u、v为使用svd分解后的对角矩阵。
当w满秩时，r＝uvt
计算出旋转矩阵r以后，带入||p-rp'-t||2求出平移矩阵t。
实际上述只完成了一次计算，而icp的全称是iterativeclosestpoint，即迭代最近点。
对实际模型中的每个点，在理论模型中找到匹配的最近点，还需要注意，并不是每次的点云都是一一匹配，其中，点云的数量是一方面，另外可以预见的是，很容易出现多对一最近点匹配，当然，可以通过一些额外的限定在达到一对一匹配的效果。如果此时的误差大于阈值，则重新进行迭代，直到迭代次数达到阈值或者误差小于阈值，根据上述过程计算获得最优拟合的旋转矩阵值r和平移矩阵值t。
如图5所示，本实施例中，线激光检测组件3包括处于待测叶片的叶盆一侧的第一线激光元件34和处于待测叶片的叶背一侧的第二线激光元件35，第一线激光元件34的工作范围大于待测叶片高度的二分之一。第二线激光元件35的工作范围大于待测叶片高度的二分之一。上述线激光检测组件3包括：安装固定在第二连接板234的顶部的线激光安装底板31，布设在线激光安装底板31上用于承载线激光元件的线激光工字安装座，线激光工字安装座包括第一线激光工字安装座32和第二线激光工字安装座33，第一线激光工字安装座32和第二线激光工字安装座33错位布设在线激光安装底板31上，固定在第一线激光工字安装座32上并靠近待测叶片的叶盆一侧设有第一线激光元件34，固定在第二线激光工字安装座33上并靠近待测叶片的叶背一侧设有第二线激光元件35，第一线激光元件34和第二线激光元件35均设有线激光保护罩36；第一线激光元件34、第二线激光元件35分别与电控柜6电连接。上述线激光检测组件3通过线激光安装底板31固定安装在xz移动平台2的第二连接板234的顶部，两块线激光工字安装座错位固定安装在线激光安装底板31上，避免两块线激光元件的同时工作时相互干扰，线激光元件和线激光保护罩36均固定安装在线激光工字安装座上。其中，第一线激光元件34的工作范围大于待测叶片高度的二分之一；第二线激光元件35的工作范围大于待测叶片高度的二分之一。线激光组件中采用的数据采集元器件为两块线激光元件，第一线激光元件34和第二线激光元件35工作范围大于待测叶片的高度的二分之一，两块线激光元件分布安装在待测叶片的两侧，即叶盆侧和叶背侧，同时进行数据采集，采集过程与待测叶片叶型无实质性接触，实现了非接触检测过程。
如图6和图7所示，本实施例中，步骤s1中检测装置的夹具4夹持待测叶片的叶根部位的具体步骤包括：调节检测装置的夹具4中的第一锁紧件45锁紧程度，由于受到复位弹簧46自动复位的弹力作用，固定仿形夹紧块43与仿形夹紧滑块42之间的距离增大，直到便于待测叶片的榫头放入，手动调节夹具4中的顶块472以将压紧弹簧475压缩，使得顶块472与侧面固定挡板48距离增大，以使得待测叶片的榫头放入，放置待测叶片后，松开顶块472实现对待测叶片的榫头两侧的端面夹紧，手动调节第一锁紧件45，使仿形夹紧滑块42压紧待测叶片榫头，实现对待测叶片叶根的夹持稳定。优选地，仿形夹紧滑块42上设有用于与榫头一侧凸齿配合的第一仿形凸台，固定仿形夹紧块43上设有用于与榫头另一侧凸齿配合的第二仿形凸台，以部分夹持待测叶片榫头，从而避开线激光检测组件3采集的数据点。
上述夹具4包括夹具底座41，夹具底座41上布设有用于对待测叶片的榫头凸齿夹紧定位的仿形夹紧滑块42和固定仿形夹紧块43，仿形夹紧滑块42上设有用于与榫头一侧凸齿配合的第一仿形凸台，仿形夹紧滑块42滑动连接在夹具底座41上，固定仿形夹紧块43上设有用于与榫头另一侧凸齿配合的第二仿形凸台，固定仿形夹紧块43上设有用于穿设固定仿形夹紧块43和仿形夹紧滑块42以实现轴向固定的第一导向轴44，在第一导向轴44上靠近仿形夹紧滑块42的一端设有用于限定仿形夹紧滑块42移动距离的第一锁紧件45，固定仿形夹紧块43和仿形夹紧滑块42之间安装有用于套设在第一导向轴44上的复位弹簧46，以实现固定仿形夹紧块43和仿形夹紧滑块42自动复位从而便于待测叶片的榫头的安装；夹具底座41上布设有用于对待测叶片的榫头端面夹紧定位的压紧件47和侧面固定挡板48，侧面固定挡板48的接触面与待测叶片的榫头端面贴合；压紧件47包括布设在夹具底座41上的弹簧安装挡板471，用于与待测叶片的榫头端面抵触接触的顶块472，弹簧安装挡板471设有用于穿设弹簧安装挡板471和顶块472以实现轴向固定的第二导向轴473，在第二导向轴473上靠近弹簧安装挡板471一端设有用于将顶块472压紧待测叶片的榫头端面的第二锁紧件474，弹簧安装挡板471与顶块472之间安装有用于套设在第二导向轴473上的压紧弹簧475，以便待测叶片的榫头安装和保证待测叶片的榫头夹持稳定性。
上述夹具4放置在机架本体1顶部的横梁上，其中仿形夹紧滑块42与夹具底座41滑动配合，固定仿形夹紧块43固定安装在夹具底座41上，第一导向轴44穿过固定仿形夹紧块43与仿形夹紧滑块42，第一导向轴44靠近仿形夹紧滑块42端锁有第一锁紧件45，固定仿形夹紧块43与仿形夹紧滑块42之间设有复位弹簧46，复位弹簧46安装在第一导向轴44上，待测叶片的榫头凸齿夹紧在固定仿形夹紧块43与仿形夹紧滑块42之间，进一步的，第一仿形凸台与第二仿形凸台分别与榫头两侧的凸齿配合，以将待测叶片的榫头夹持稳定。侧面固定挡板48与弹簧安装挡板471均固定安装在夹具底座41上，顶块472与弹簧安装挡板471通过第二导向轴473进行连接配合，第二锁紧件474锁紧在顶块472自由端，顶块472与弹簧安装挡板471之间安装有压紧弹簧475。调节第一锁紧件45锁紧程度，使得受到复位弹簧46自动复位的弹力作用，固定仿形夹紧块43与仿形夹紧滑块42之间的距离增大，直到便于待测叶片的榫头放入，再手动将推动顶块472以将压紧弹簧475压缩，使得顶块472与侧面固定挡板48距离增大到以将待测叶片的榫头放入，放置待测叶片后，松开顶块472以将待测叶片的榫头两侧的端面夹紧，为了进一步增加待测叶片稳定性，手动调节第一锁紧件45，使仿形夹紧滑块42压紧待测叶片榫头，实现待测叶片的完全固定。
优选地，第一锁紧件45采用与第一锁紧件45螺纹配合的第一蝶形螺母；第二锁紧件474采用与第二锁紧件474螺纹配合的第二蝶形螺母。
如图2和图8所示，本实施例中，步骤s2中将带有测叶片的夹具4安装固定在检测装置的夹具定位组件5的具体步骤包括：将带有测叶片的夹具4安装固定在夹具定位固定板51与夹具推动件53之间，并采用检测传感器52检测夹具4是否安装定位准确，当检测传感器52检测到夹具4未定位准确后，检测传感器52发送信号至数据系统，处理后的数据系统发送执行命令至夹具推动件53，夹具推动件53带动夹具4移动至准确位置。
上述夹具定位组件5安装在机架本体1顶部的横梁上；夹具定位组件5包括布设在机架本体1横梁上与夹具底座41的一端面接触配合的夹具定位固定板51，夹具定位固定板51远离夹具底座41的一端设有用于检测夹具4是否安装定位准确的检测传感器52，用于调节夹具4移动至准确位置的夹具推动件53。上述夹具定位组件5安装在机架本体1顶部的横梁上，夹具定位固定板51安装在机架本体1横梁上，检测传感器52通过螺纹连接在夹具定位固定板51上，通过调整检测传感器52在夹具定位固定板51中的相对位置实现检测距离调整，以准确检测夹具4是否在夹具定位组件5安装到位，夹具推动件53以调节夹具4移动至准确位置。
本实施例中，夹具推动件53包括：布设在机架本体1横梁上用于驱动夹具4移动的电动滑动机构531，安装在电动滑动机构531上并与电动滑动机构531同步运动的轴承安装板532，用于与夹具底座41的另一端面接触配合的夹具定位推板533，以将夹具底座41夹持定位在夹具定位推板533与夹具定位固定板51之间，穿设轴承安装板532并抵顶至夹具定位推板533上以推动夹具定位推板533并带动夹具向夹具定位固定板51方向移动的导向杆534，安装在轴承安装板532上并与导向杆534滑套连接的轴承535，轴承安装板532与夹具定位推板533之间安装有用于套设在导向杆534上的缓冲弹簧536。
上述夹具推动件53包括：电动滑动机构531、轴承安装板532、夹具定位推板533、导向杆534、轴承535和缓冲弹簧536。导向杆534与轴承535配合可以相对移动，且缓冲弹簧536套设在轴承安装板532与夹具定位推板533之间的导向杆534上。将安装有待测叶片的夹具放置到机架顶部的横梁上，夹具底座41一侧的圆弧面与定位固定板51的内凹圆弧面相贴夹具底座41另一侧面与夹具定位推板533的接触面平行，数据系统控制电动滑台机构531带动轴承安装板532移动，同时夹具定位推板533向靠近定位固定板51方向移动直到将夹具4压紧，当压紧过程出现卡顿时，安装在夹具定位推板533与轴承安装板532之间的缓冲弹簧536被压缩，被压缩后的缓冲弹簧536通过恢复力以使得导向杆534与轴承535发生相对移动，从而对电动滑机构531和夹具4起到保护作用。本实施例中，电控柜6与检测传感器52电连接；电控柜6与电动滑动机构531电连接。以通过检测传感器52检测夹具4是否安装到位，进而电连通电控柜6反馈至数据系统，如果夹具4未安装到位，数据系统再发出执行命令经过电控柜6传送至电动滑动机构531，从而控制电动滑台机构531移动，进而带动夹具4移动至指定位置。
如图2和图3所示，本实施例的非接触式发动机叶片叶型检测方法，包括：机架本体1，布设在机架本体1内部的用于控制线激光检测组件3分别在x轴方向、z轴方向移动距离的xz移动平台2，支靠在xz移动平台2的顶部并对待测叶片进行非接触式数据采集的线激光检测组件3，用于夹持固定待测叶片的叶根部位的夹具4，布设在机架本体1顶部的用于检测和调节夹具4安装定位的夹具定位组件5，布设在机架本体1上并分别与xz移动平台2、线激光检测组件3和夹具定位组件5电连接的电控柜6；数据系统通过控制xz移动平台2与夹具定位组件5运动，以使线激光检测组件3对待测叶片分上下两部分进行叶片点云数据采集，并对叶片点云数据进行处理，进而获得完整的叶片数据点云模型，从而输出待测叶片叶型的检测结果。
如图2和图4所示，本实施例中，xz移动平台2包括：安装固定在机架本体1内部的平台安装座21，布设在平台安装座21上用于控制线激光检测组件3在x轴方向移动距离的x轴移动机构22，布设在x轴移动机构22上用于控制线激光检测组件3在z轴方向移动距离的z轴移动机构23。数据系统控制xz移动平台2并带动线激光检测组件3，使得线激光检测组件3到达待测叶片的数据采集位置，控制xz移动平台2按照预先设定x轴方向移动参数进行运动，以对待测叶片下部分进行叶片点云数据采集，完成后，xz移动平台2带动线激光检测组件33沿z方向向上移动，到达预先设定的位置后，按照预先设定x方向移动参数进行运动，以对待测叶片上部分进行叶片点云数据采集。
如图4所示，本实施例中，x轴移动机构22包括：布设在平台安装座21上用于z轴移动机构23沿x轴方向滑动的x方向直线导轨221，布设在平台安装座21上用于驱动z轴移动机构23在x方向直线导轨221滑动的x方向直线电机222，用于测量z轴移动机构23在x轴方向的位移值的x方向磁栅尺223，x方向直线电机222、x方向磁栅尺223分别与电控柜6电连接；z轴移动机构23包括：布设在x方向直线导轨221上的第一连接板231，第一连接板231靠近x方向直线导轨221的一面设有用于在x方向直线导轨221上滑动的第一滑块，第一连接板231的另一面固定安装有z方向安装板232和弹簧安装立板233，布设在z方向安装板232与弹簧安装立板233之间用于承载线激光检测组件3的第二连接板234，布设在z方向安装板232上用于第二连接板234沿z轴方向滑动的z方向直线导轨235，布设在z方向安装板232上用于驱动第二连接板234在z方向直线导轨235滑动的z方向直线电机236，用于测量第二连接板234在z轴方向的位移值的z方向磁栅尺237，第二连接板234靠近z方向直线导轨235的一面设有用于在z方向直线导轨235上滑动的第二滑块，第二连接板234另一面与弹簧安装立板233之间布设有第一弹簧安装柱238和第二弹簧安装柱239，第一弹簧安装柱238与第二弹簧安装柱239在同一直线上，第一弹簧安装柱238与第二弹簧安装柱239之间设有用于承载第二连接板234的承重弹簧2310，z方向直线电机236、z方向磁栅尺237分别与电控柜6电连接，进一步通过数据系统进行控制。
上述xz移动平台2固定安装机架内部，x方向直线电机222、x方向磁栅尺223和x方向直线导轨221均安装在平台安装座21与第一连接板231之间，使得平台安装座21与第一连接板231之间形成具有位移量输出的移动配合，z方向安装板232和弹簧安装立板233固定安装在第一连接板231上，z方向直线电机236、z方向磁栅尺237和z方向直线导轨235均安装在z方向安装板232与第二连接板234之间，使得z方向安装板232与第二连接板234之间形成具有位移量输出的移动配合，第一弹簧安装柱238和第二弹簧安装柱239二分别固定安装在弹簧安装立板233和第二连接板234上，第一弹簧安装柱238与第二弹簧安装柱239之间安装有承重弹簧2310。优选地，平台安装座21两端安装有把手，以便于xz移动平台2的周转和安装。移动过程中xz移动平台2中x方向磁栅尺223根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件3对对待测叶片的下半部分进行数据采集，完成后，xz移动平台2带动线激光检测组件3沿z方向向上移动，到达预先设定的位置后，数据系统读取并保存z方向磁栅尺237实际位置信息，线激光检测组件3按照预先设定x方向移动参数进行运动，移动过程中xz移动平台2中x方向磁栅尺223根据设定位置间隔实时触发线激光对待测叶片的上半部分两侧进行数据采集。完成数据采集后，数据系统自动将两次采集的数据进行融合，得到完整的待测叶片数据点云模型，根据数据模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，进一步计算得出待测叶片的叶型尺寸。
根据本发明的另一方面，还提供一种上述非接触式发动机叶片叶型检测方法获得的发动机叶片。
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。
1.一种非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
采用非接触式发动机叶片叶型检测装置对待测叶片叶型进行检测，包括以下步骤：
s1、通过检测装置的夹具(4)对待测叶片的叶根部位进行部分夹持固定；
s2、将步骤s1中带有测叶片的夹具(4)安装固定在检测装置的夹具定位组件(5)上；
s3、检测装置的控制系统控制检测装置的xz移动平台(2)并带动线激光检测组件(3)到达待测叶片的数据采集位置，线激光检测组件(3)按照预先设定x方向移动参数进行运动，移动过程中xz移动平台(2)中x方向磁栅尺(223)根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件(3)对待测叶片的下半部分进行数据采集，完成待测叶片的下半部分数据采集后，xz移动平台(2)带线激光检测组件(3)沿z方向向待测叶片的上半部分移动，到达预设位置，控制系统读取并保存xz移动平台(2)中z方向磁栅尺实际位置信息，再次线激光检测组件(3)按照预先设定x方向移动参数进行运动，移动过程中x方向磁栅尺(223)根据设定位置间隔实时触发线激光检测组件(3)对待测叶片的上半部分进行数据采集，完成待测叶片的上半部分数据采集；
s4、通过数据系统将步骤s3中采集的待测叶片的上半部分数据和待测叶片的下半部分数据进行融合，获得完整的叶片数据点云模型，根据叶片数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位，计算得出待测叶片叶型尺寸，并输出待测叶片叶型的检测结果。
2.根据权利要求1所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
根据叶片叶型数据点云模型确定待测叶片的理论基准完成待测叶片的绝对定位方法包括：
首先确定基准端为待测叶片的榫头，通过对榫头的实际模型和理论模型进行拟合，采用虚拟棍棒对实际模型与理论模型进行虚拟对齐，实现坐标的转换，对实际模型的截面图与理论模型的截面图进行分析，进而得到位置度、轮廓度和扭角值。
3.根据权利要求2所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
确定所述待测叶片的理论基准方法包括：
对实际模型和理论模型的拟合采用迭代最近点计算法，确定最佳拟合的旋转矩阵值和平移矩阵值，从而确定所述待测叶片的理论基准；
公式：
其中，j为实际模型和理论模型的最小误差值，r为最佳拟合的旋转矩阵值，t为最佳拟合的平移矩阵值，pi为在实际模型上采集的数据点，pi′为pi相对应于理论模型上的最接近的点。
4.根据权利要求3所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
其中，p为实际模型的质心。
5.根据权利要求3所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
其中，p′为理论模型的质心。
6.根据权利要求1所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
所述线激光检测组件(3)包括处于待测叶片叶盆一侧的第一线激光元件(34)和处于待测叶片叶背一侧的第二线激光元件(35)，
所述第一线激光元件(34)的工作范围大于待测叶片高度的二分之一；
所述第二线激光元件(35)的工作范围大于待测叶片高度的二分之一。
7.根据权利要求2所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
步骤s1中检测装置的夹具(4)夹持待测叶片的叶根部位的具体步骤包括：
调节检测装置的夹具(4)中的第一锁紧件(45)锁紧程度，由于受到复位弹簧(46)自动复位的弹力作用，固定仿形夹紧块(43)与仿形夹紧滑块(42)之间的距离增大，直到便于待测叶片的榫头放入，
手动调节夹具(4)中的顶块(472)以将压紧弹簧(475)压缩，使得顶块(472)与侧面固定挡板(48)距离增大，以使得待测叶片的榫头放入，放置待测叶片后，松开顶块(472)实现对待测叶片的榫头两侧的端面夹紧，
手动调节第一锁紧件(45)，使仿形夹紧滑块(42)压紧待测叶片榫头，实现对待测叶片叶根的夹持稳定。
8.根据权利要求7所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
仿形夹紧滑块(42)上设有用于与榫头一侧凸齿配合的第一仿形凸台，固定仿形夹紧块(43)上设有用于与榫头另一侧凸齿配合的第二仿形凸台，以部分夹持待测叶片榫头，从而避开线激光检测组件(3)采集的数据点。
9.根据权利要求1所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法，其特征在于，
所述步骤s2中将带有测叶片的夹具(4)安装固定在检测装置的夹具定位组件(5)的具体步骤包括：
将带有测叶片的夹具(4)安装固定在夹具定位固定板(51)与夹具推动件(53)之间，并采用检测传感器(52)检测夹具(4)是否安装定位准确，当检测传感器(52)检测到夹具(4)未定位准确后，检测传感器(52)发送信号至数据系统，处理后的数据系统发送执行命令至夹具推动件(53)，夹具推动件(53)带动夹具(4)移动至准确位置。
10.一种根据权利要求1至9任一项所述的非接触式发动机叶片叶型检测方法获得的发动机叶片。
技术总结