[发明专利]一种航空发动机叶片修复的自适应定位方法

权利要求书

1.一种航空发动机叶片修复的自适应定位方法，其特征在于：所述的自适应定位方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)建立航空发动机叶片散斑视觉测量系统；所述的航空发动机叶片散斑视觉测量系统包括：两台工业相机(1)、计算机系统(2)、机床夹具平台(3)、待测叶片(4)、相机支架装置(5)和同步频闪控制装置(6)；其中：工业相机(1)为图像采集装置，并且两台工业相机(1)以呈夹角设置的方式固定在相机支架装置(5)上，用于采集待测叶片(4)的图像信息，并传送给计算机系统(2)；计算机系统(2)与两台工业相机(1)相连接，用于对工业相机(1)传送的图像信息进行处理；机床夹具平台(3)设置在工业相机(1)的下方，用于欠定位装夹待测叶片(4)，并且固定装夹在五轴机床的加工平台上；同步频闪控制装置(6)为图像采集同步控制装置，与工业相机(1)相连接，用于实现两台工业相机(1)的图像同步采集；

2)在机床夹具平台(3)的表面按照设定的距离和位置粘贴三个标志点，制作表面带有黑白相间的空间散斑点的航空发动机叶片作为待测叶片(4)并欠定位装夹在机床夹具平台(3)，利用上述散斑视觉测量系统非接触式在机测量得到初始标志点坐标系下各部位点云的空间坐标值；

3)利用散斑视觉测量系统得到上述标志点和五轴机床测头三个位置时的中心点空间坐标值；

4)利用机床夹具平台(3)上粘贴的三个标志点进行基于标志点的点云数据拼接；

5)分别建立机床测头坐标系以及机床坐标系，并得到初始标志点坐标系、机床测头坐标系以及机床坐标系三者之间的位姿解算关系，进而得到待测叶片 (4)整体点云数据在机床坐标系下的位置信息；

6)依据上述位姿解算关系，在CAM系统中构建模型，进而生成待测叶片(4)的修复路径，并且生成加工程序而进行待测叶片(4)加工修复的自适应定位。

2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片修复的自适应定位方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的待测叶片(4)是在航空发动机叶片表面喷制黑白哑光漆，由此在表面形成黑白相间的空间散斑点而制成。

3.根据权利要求1所述的航空发动机叶片修复的自适应定位方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的利用散斑视觉测量系统非接触式在机测量得到初始标志点坐标系下各部位点云的空间坐标值的具体方法如下：首先利用双目视觉测量系统的张正友棋盘格标定方法对上述散斑视觉测量系统中的工业相机(1)进行标定，得到其内外参数；然后利用五轴机床的加工平台旋转的方式通过机床夹具平台(3)带动待测叶片(4)进行旋转；之后通过散斑视觉测量系统中的两个工业相机(1)多角度采集待测叶片(4)各部位的图像，分别称为左图像和右图像，进而通过外极线约束条件匹配每部位左图像中散斑点在右图像中的同名散斑点，最后通过上述工业相机(1)的内外参数解算出待测叶片(4)上散斑点的空间坐标，采用点到投影线距离平方和最小作为优化目标L，并用非线性优化的方法对优化目标L求导，即可解算出待测叶片(4)的各部位点云的空间坐标值。

4.根据权利要求1所述的航空发动机叶片修复的自适应定位方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的利用散斑视觉测量系统得到上述标志点和五轴机床测头三个位置时的中心点空间坐标值的具体方法如下：

通过散斑视觉测量系统对上述采集的待测叶片(4)不同部位图像中的标志点图像进行包括灰度化、高斯平滑、阈值化处理、Canny边缘提取和椭圆质心提取在内的处理，得到标志点中心的坐标值；同时对标志点进行编号，依据编号对左右图像中的标志点分别进行匹配而得到同名标志点；通过工业相机(1)的内外参数即可解算出机床夹具平台(3)上三个标志点的空间坐标值；通过五轴机床控制测头移动，得到五轴机床测头环绕待测叶片(4)的三个特定位置，保证这三个位置构成直角三角形；利用上述得到机床夹具平台(3上标志点的方法得到这三个特定位置下五轴机床测头的中心点空间坐标值，同时记录下五轴机床测头的中心点空间坐标在机床坐标系下的坐标值。