YP02型叶片测量仪控制系统的研制

　　叶片是汽轮机的币要组成零件，其制造精度的高低，直接影响到汽轮机的工作性能。叶片的测量方法很多，目前应用最广的是标准样板测量法和坐标测量法。前者一属于模拟检测法，测量的效率较高，但测量精度低，数据处理也不够灵活。坐标测量法是当今叶片型面测量的一个发展趋势，主要包括三坐标测量机测量和光电经纬仪测量，其测量精度、自动化程度都很高。但其成本高、测量效率低，日对环境的要求也比较苛刻，对十现场大量叶片的测量还有很多不足之处。目前很多汽轮机生产厂家将这两种方法结合起来使用，用样板测量法进行叶片加工过程中的土序间检测，而将三坐标测量机用于叶片的首检和抽检。

　　为了更好地解决叶片测量在测量精度、效率以及成本上的不足，哈尔滨工业大学与哈尔滨量具刃具集团有限责任公司合作开发了YP02型叶片令用测量仪，该测量机采用坐标测量方式，同时一继承了样板测量方法的一些优点，具有较高的测量效率，可同时用于工序间测量和成品测量。

　　1叶片测量仪的机械结构

　　叶片测量仪的机械部分实物及结构图如图1所示，测量仪有4个运动轴:径向滑板X轴、水平滑板Y轴、垂直滑架Z轴和回转轴C轴。叶片安装在回转轴上，并通过立柱上的顶尖将其顶紧，测头安装在径向滑板上。测量时一根据测头的触发信号锁存各轴的位置，以此获得叶片的型ICI数据。由十采用了4轴联动的测量方式，测量过程具有较高的测量效率。

　　2叶片测量仪的硬件系统组成

　　测量仪的硬件系统结构如图2所示，主要包括:主要算机、运动控制片, I/ 0接II片、驱动系统、反馈系统及辅助功能系统等，简要介绍如下。

　　2. 1主计算机

　　主要算机系统是整个硬件系统的核心部分，,它通过运动控制片和I/O接口卡控制系统的硬件部分的运

　　动与状态;此外还承担了分析计算以及人机交互(UI)等工作。

　　2. 2运动控制片

　　运动控制r.是运动控制部分的核心，其主要功能是控制各路伺服电动机的协调工作。本系统中采用的运动控制片为Adliuk公司的PCI8164，这是一块4轴控制的伺服/步进运动控制片，最大输出频率为6. 55MPPS(百万个像素/*)，对何个轴各提供了4个28位的计数器，允许对两个轴利用外部信号进行高速位置锁存操作，另外两个轴支持位置比较触发功能，卡上还提供了4k的FIFO(先进先出栈)。此外，该片还支持多片同步操作，最多可以扩展到12块片即48轴。

　　与运动控制r.相连的主要有伺服驱动系统、光栅反馈系统及触发式测头等。其中伺服运动系统采用安川伺服电动机，回转轴采用直接驱动电动机，避免了机械减速器中回差的影响;光栅反馈系统采用了雷尼绍反射式光栅，精度为0. 1 μm;对型线的测量采用雷尼绍3D触发式测头，测头信号作为外部触发信号接入运动控制片中，利用PCI8164提供的高速位置锁存功能实现实时数据采集。