[发明专利]基于计算机视觉的扇形段叶片表面缺陷测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于计算机视觉的扇形段叶片表面缺陷测量装置及方法，测量装置包括分度盘，角度位移台，直线位移台，微型视觉探头，带动探头进行z方向移动的探头端位移台和带动微型视觉探头实现一维转动的旋转位移台。所述的微型视觉探头，包括底座，与底座固定连接的线激光器，探头短臂，探头长臂，微型相机和反光镜，其中，反光镜，固定于探头长臂，用于将线激光反射至叶片表面，并将叶片表面的图像反射到微型相机上；微型相机，固定于微型视觉探头短臂，用于对通过反光镜反射到镜头中的叶片表面图像进行采集；待测扇形段叶片被斜向固定，便于探头长臂和反光镜的伸入叶片内。

技术领域

本发明涉及压气机扇形段叶片非接触测量领域，特别是一种基于计算机视觉的叶片表面缺陷测量装置。

背景技术

在航空发动机中，发动机叶片长期工作在高温、高腐蚀等极端环境中，在服役的过程中非常容易产生裂纹、凹痕、划痕、裂口等表面缺陷，严重影响设备安全。目前主流航空压气机叶片在研制过程中，每次试验之后需进行故障检测，压气机扇形段叶片数量大，每级叶片多达数十甚至上百片，检测项目多，压气机静子叶片在叶盘上处于高密度分布状态，叶片间距仅10mm左右，测量空间极其狭小，且缺陷本身的尺度小、形态差异大，检测过程极易受环境及零件结构本身影响，特征提取非常困难，因此叶片表面缺陷检测及判定一直是叶片故障检测过程中的难点。传统叶片裂纹等表面缺陷检测的方法需要把叶片从发动机中取出，拿到实验室中进行微晶分析，这种检测方法需要对叶片进行破坏，属于有损检测。现有的检测方法多依赖人工，由检测人员手持检测设备实现检测，然而现有的检测设备尺寸较大，无法伸入叶片间隙中从而实现对深处叶片表面的扫描，此外，依赖人工手持探头进行叶片扫描检测，易受检测人员经验影响，出现漏检的情况。因此，检测仪器设备的小型化，自动化是目前的重要问题。

传统的无损检测主要有X射线检测、红外热图检测和超声检测等，X射线检测能直观检测出叶片内部裂纹，容易对检测人员身体产生危害，红外热图检测一般由检测人员手持红外探头进行叶片扫描，对检测人员的要求高，而超声检测检测设备轻，易于实现自动化，但是不适于复杂曲面叶片的表面检测。针对可以拆卸的自由叶片，可以依赖于双目立体视觉进行叶片的三维重建，但是扇形段叶片间隙狭小，双目结构等常规的视觉检测系统体积较大，无法检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种扇形段叶片表面缺陷的无接触式在线测量装置及方法，设计微型视觉探头，基于改进的反射式激光三角法，实现对扇形段叶片表面瑕疵的精确在线识别和测量。解决传统方法无法在狭小空间内实现叶片表面缺陷检测的问题，减小叶片表面瑕疵漏检率，提升叶片表面瑕疵测量精度。技术方案如下：

一种基于计算机视觉的扇形段叶片表面缺陷测量装置，包括分度盘，角度位移台，直线位移台，微型视觉探头，带动探头进行z方向移动的探头端位移台和带动微型视觉探头实现一维转动的旋转位移台，其特征在于，

分度盘，用于固定待测扇形段叶片并带动待测扇形段叶片旋转，实现不同叶片的测量工位切换，分度盘固定在角度位移台上；

角度位移台，用于进行固定在分度盘上的待测扇形段叶片与微型视觉探头的角度微调，角度位移台固定在叶片端直线位移台上；

叶片端直线位移台，用于带动角度位移台运动，实现待测扇形段叶片的径向方向的扫描；

所述的微型视觉探头，包括底座，与底座固定连接的线激光器，探头短臂，探头长臂，微型相机和反光镜，其中，

反光镜，固定于探头长臂，用于将线激光反射至叶片表面，并将叶片表面的图像反射到微型相机上；

微型相机，固定于微型视觉探头短臂，用于对通过反光镜反射到镜头中的叶片表面图像进行采集；

待测扇形段叶片被斜向固定，便于探头长臂和反光镜的伸入叶片内。

1.利用权利要求1所述的装置实现的扇形段叶片表面缺陷测量方法，其特征在于，包括下列步骤：