基于模型重構的變形葉片配準定位技術*

蔣利洋，陳志同，江澤鵬，趙名繪，田茂璟

（1.北京航空航天大學機械工程及自動化學院，北京 100191；2.秦川機床工具集團股份公司，寶雞 721009）

利用數字化檢測手段對零件進行快速檢測與重構，并進一步實現數字化檢測——模型重構——數控加工一體化的集成加工，是提高航空發動機葉片類零件的制造精度、加工效率和自動化水平的關鍵技術，稱之為葉片類零件自適應數控加工技術[1]。隨著葉片精密制坯技術的快速發展，該技術成為了葉片類零件批量生產的主要加工方式之一，同時也是實現葉輪、葉片修復及再制造加工的重要方法。但是，前期工藝都只是相當于完成零件的粗加工過程，更為嚴格的加工精度、形狀、位置要求需要最終的數控加工手段保證。無論是前期加工還是服役，都會使葉片產生變形和基準偏移，若利用葉片原始定位基準進行檢測定位會造成余量不均甚至余量不足或超差的情況，同時影響曲面重構精度，帶來加工誤差。因此，如何保證變形葉片毛坯的精確定位是葉片數控加工的核心問題[2]。

本文所提到的配準定位就是對葉片毛坯進行在機測量，利用葉片的測量數據和它的理論數模進行配準對齊，實現調姿定位和余量均勻分配的目的。Arun等[3]提出的迭代最近點（ICP）算法在曲面配準領域得到廣泛應用，但是，實際葉片毛坯型面測量點相較于理論模型發生了較大的變形，直接進行配準會產生較大誤差。Sun等[4]建立了有余量約束的數學模型并對單張曲面配準問題進行了試驗驗證。……