CN102528563A - 一种水轮机叶片的加工在线测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测量方法，尤其是涉及一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：a.工装设计；b.检测：完成局部加工后利用机床在叶片的加工表面检验3~5个点并记录每个点的坐标值，将每个坐标值导入3D模型中可以得到检测点，此时我们经过测量该检测点与3D模型间的垂直距离就可以判断出该点的加工余量，如果为正值表示未加工到量，相反则表示加工过量；本发明提供的方法简单独特、较好地监控叶片加工过程中位置是否发生了变化并可以准确地检测加工后叶片型线的正确性、达到有效控制质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量方法，尤其是涉及一种水轮机叶片的加工在线测量方法。
背景技术
水轮机叶片一种复杂的雕塑形空间曲面铸件，在加工过程中很难进行实时的监控测量，这样很难保证叶片的加工质量。目前通用的做法是通过测量叶片的壁厚与加工前的留量对比来保证加工型线的正确性。这种方法由于检测设备的误差等原因，测量出的误差较大，不能很准确地反映出叶片型线的加工误差，也不能发现整个加工过程中叶片位置是否发生了变动。另外检测的过程较为繁琐，不利于生产效率的提高。下图将说明现有的加工及质量控制方法。
叶片在加工前都会在正、反面间隔100~200mm均布测量点用于叶片毛坯型线的检测，并且根据软件拟合的结果可以看出每个点的具体加工余量值。通用的做法是完成局部区域加工后使用超声波对叶片加工局部进行壁厚测量，该部位的理论厚度值加反面的加工余量就可以确定该加工部位是否加工到理论尺寸。这种方法的缺点是很难确定某一个点相对应背面的具体加工余量，从而较难确定加工部位是否达到理论尺寸。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种方法简单独特、较好地监控叶片加工过程中位置是否发生了变化并可以准确地检测加工后叶片型线的正确性、达到有效控制质量的目的的一种水轮机叶片的加工在线测量方法。
为了实现发明目的，本发明通过如下方式实现：
一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
a.工装设计：根据水轮机叶片具体的型线和加工机床具体的加工范围及加工宽度和高度，将叶片在计算机内利用三维软件调整至所需的姿态，之后设计专用的工装并与叶片进行刚性连接，确保加工系统刚性，加工系统坐标原点设置到工装的拐角处，并使之与加工程序原点相同；
b. 检测：完成局部加工后利用机床在叶片的加工表面检验3~5个点并记录每个点的坐标值，将每个坐标值导入3D模型中可以得到检测点，此时我们经过测量该检测点与3D模型间的垂直距离就可以判断出该点的加工余量，如果为正值表示未加工到量，相反则表示加工过量。
所述在3D中测量的数值与理论加工余量大于3mm，说明整个工件系统可能发生了移动，需要重新对工件进行定位装卡；
所述加工时留有0.5mm左右的修磨余量；
所述专用的工装是由底板和其上的半封闭的随形立板组焊而成；
所述随形立板与所测量的叶片的形状相似。
本发明有如下效果：
1）方法独特：本发明提供的方法该方法包括如下步骤：a.工装设计：根据水轮机叶片具体的型线和加工机床具体的加工范围及加工宽度和高度，将叶片在计算机内利用三维软件调整至所需的姿态，之后设计专用的工装并与叶片进行刚性连接，确保加工系统刚性，加工系统坐标原点设置到工装的拐角处，并使之与加工程序原点相同；b. 检测：完成局部加工后利用机床在叶片的加工表面检验3~5个点并记录每个点的坐标值，将每个坐标值导入3D模型中可以得到检测点，此时我们经过测量该检测点与3D模型间的垂直距离就可以判断出该点的加工余量，如果为正值表示未加工到量，相反则表示加工过量。
2）较好地监控叶片加工过程中位置是否发生了变化并可以准确地检测加工后叶片型线的正确性：本发明在叶片的加工过程中已被很好地应用，很好地控制了加工过程的准确性，经过加工后对叶片型线的测量表明，加工表面的余量完全符合公差要求。
3）加工过程中可以方便地对型线进行测量，能较精确地保证加工表面的余量。
4）加工过程中可以对工件的装卡状态进行检测，可以及时发现过程中工件是否有所偏移，减少加工风险。
5）快速的检测手段可以减少在检测过程中对机床的占用，大大提高生产效率。
附图说明
图1 为本发明专用的工装结构示意图。
具体实施方式
一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
a.工装设计：根据水轮机叶片具体的型线和加工机床具体的加工范围及加工宽度和高度，将叶片在计算机内利用三维软件调整至所需的姿态，之后设计专用的工装并与叶片进行刚性连接，确保加工系统刚性，加工系统坐标原点设置到工装的拐角处，并使之与加工程序原点相同；
b. 检测：完成局部加工后利用机床在叶片的加工表面检验3~5个点并记录每个点的坐标值，将每个坐标值导入3D模型中可以得到检测点，此时我们经过测量该检测点与3D模型间的垂直距离就可以判断出该点的加工余量，如果为正值表示未加工到量，相反则表示加工过量。
所述在3D中测量的数值与理论加工余量大于3mm，说明整个工件系统可能发生了移动，需要重新对工件进行定位装卡。
所述加工时留有0.5mm左右的修磨余量。
如图1所示：专用的工装是由底板1和其上的半封闭的随形立板2组焊而成，所述随形立板2与所测量的叶片的形状相似。
工装由80mm厚底板1和半封闭的立板2组焊而成，这种结构可以很好地保证工装的刚性。底板和随形立板需根据不同的叶片的型线及尺寸进行重新设计，工装和叶片通过连接板进行焊接固定，焊接后需要对焊缝进行NDT检测，以保证连接牢固，从而确保调运及翻转过程中的安全。
Claims (5)
1.一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
a.工装设计：根据水轮机叶片具体的型线和加工机床具体的加工范围及加工宽度和高度，将叶片在计算机内利用三维软件调整至所需的姿态，之后设计专用的工装并与叶片进行刚性连接，确保加工系统刚性，加工系统坐标原点设置到工装的拐角处，并使之与加工程序原点相同；
b. 检测：完成局部加工后利用机床在叶片的加工表面检验3~5个点并记录每个点的坐标值，将每个坐标值导入3D模型中可以得到检测点，此时我们经过测量该检测点与3D模型间的垂直距离就可以判断出该点的加工余量，如果为正值表示未加工到量，相反则表示加工过量。
2.如权利要求1所述的一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：所述在3D中测量的加工余量数值与理论加工余量大于3mm，说明整个工件系统可能发生了移动，需要重新对工件进行定位装卡。
3.如权利要求2所述的一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：所述加工时留有0.5mm左右的修磨余量。
4.如权利要求2所述的一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：所述专用的工装是由底板（1）和其上的半封闭的随形立板（2）组焊而成。
5.如权利要求4所述的一种水轮机叶片的加工在线测量方法，其特征是：所述随形立板（2）与所测量的叶片的形状相似。
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