[发明专利]一种面向叶片3D打印修复的检测系统与方法

说明书

本发明公开了一种面向叶片3D打印修复的检测系统与方法，涉及零件修复技术领域，采集待修复压气机叶片的图像数据，然后对采集的图像数据与运动模块形成的偏角进行标定，对标定后的图像数据进行预处理并拼接生成叶片截面轮廓点云数据，将叶片截面轮廓点云数据与相对应理论点云轮廓数据相匹配并生成检测叶片轮廓点云数据，对检测叶片轮廓点云数据进行打印系统原点标定生成检测叶片轮廓打印路径，将检测叶片轮廓打印路径与理论叶片轮廓打印路径相匹配生成待打印叶片轮廓数据，本发明可通过叶片图像采集、对采集的图像数据与运动模块形成的偏角进行标定等形成精准地待打印叶片轮廓数据，为3D打印修复叶片提供有效地数字化测量和加工数据支持。

技术领域

本发明涉及零件修复技术领域，特别涉及一种面向叶片3D打印修复的检测系统与方法。

背景技术

叶片是压气机的重要组成部分,由于其长期在高温、高压的严苛环境中工作,并有可能和外来异物发生碰撞,部分叶片会在到达服役寿命前产生磨损、变形、裂纹等缺陷而提前失效，影响整机性能。由于叶片制造工艺复杂且制造周期长,直接使用新的叶片替换破损叶片会产生高额的成本。目前使用3D打印来实现对叶片的修复，即将叶片损伤的部分切去，然后通过3D打印机重新构建被切去的部分从而实现对损伤叶片的修复。

若直接向3D打印机中导入已有叶片理论轮廓路径，会导致构建出来的叶片部分与原叶片的形状、尺寸等不匹配等情况，因此，在对叶片进行3D打印修复前需采集到叶片精准的图像轮廓数据信息，这样便可在后期对叶片进行3D打印等工艺环节提供必要的数字化测量、加工数据。

综上所述，目前亟需一种面向叶片3D打印修复的检测系统与方法，解决目前直接将已有的理论叶片轮廓数据导入3D打印机中会导致构建出来的叶片部分与原叶片的形状、尺寸等不匹配等情况的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种面向叶片3D打印修复的检测系统与方法，解决目前直接将已有的理论叶片轮廓数据导入3D打印机中会导致构建出来的叶片部分与原叶片的形状、尺寸等不匹配等情况的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明一方面提供了一种面向叶片3D打印修复的检测系统，包括：

运动模块，该运动模块包括支撑座、X轴、Y轴和Z轴，所述X轴、Y轴滑动连接在支撑座上，所述Z轴滑动设置在Y轴上，所述X轴和Y轴上安装有位移检测装置，所述X 轴上设置有工件台；

控制处理模块，该控制处理模块与所述运动模块和图像采集模块电性连接，该控制处理模块用于控制所述运动模块通过图像采集模块获得叶片的图像数据并生成检测叶片轮廓打印路径。

优选的，所述图像采集模块包括相机、双远心镜头和平面无影光源，所述相机和所述双远心镜头设置在Z轴上，所述双远心镜头处于所述相机下方，所述平面无影光源设置在所述双远心镜头下方。

优选的，所述位移检测装置为光栅尺。

优选的，所述工件台上安装有工件夹具。

优选的，所述X轴有效行程为0-300mm，Y轴有效行程为0-300mm，Z轴有效行程为0-30mm，X轴和Y轴的负载分别为0-25Kg和0-5Kg，所述X轴和Y轴的速度为0-0.16m/s，所述光栅尺的读数分辨率为0-0.5μm。

本发明另一方面提供了一种面向叶片3D打印修复的检测方法，应用于上述一方面提供的一种面向叶片3D打印修复的检测系统中，包括如下步骤：

S1、图像采集模块采集待修复压气机叶片的图像数据，然后控制处理模块对采集的图像数据与运动模块形成的偏角进行标定；

S2、控制处理模块对标定后的图像数据进行预处理并拼接生成叶片截面轮廓点云数据；