校企合作毕业设计

深微孔三维光场测量系统设计

“优秀设计”优胜奖

资助企业: 奕目(上海)科技有限公司

企业导师: 李浩天

指导教师: 施圣贤、李浩天

项目成员: 赵雨萌、万昊明

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项目简介

项目概述

航空发动机朝更高推重比、更高涡轮进口温度方向发展,气膜孔冷却是保证2100K以上涡前燃气温度的关键技术。而气膜孔的加工误差所导致的相关几何参数变化,会极大改变气膜孔冷却效率,缩短高温部件寿命,威胁发动机运行安全。经与合作企业现场交流,气膜孔当前采用芯棒测量为主,存在测不准、测的慢的问题光场相机通过微米透镜阵列、仿生昆虫复眼,单相机实现三维成像。本项目利用此技术开发微深孔三维光场测量系统,在保证精度的同时,大幅提升效率。


项目目标

1.系统搭建:搭建线激光、复杂构件多自由度调节机构系统和超景深光场成像测试系统; 

2、算法开发:开发超景深光场三维点云融合算法及气膜孔三维特征参数提取算法,开发轨迹规划算法以及基于多视角三维点云融合算法,开发稀疏点云与稠密点云融合算法。

3、精度验证:针对标准圆形、异形气膜孔,对比显微共聚焦,开展精度验证实验;

4、实物测量:在以上任务的基础上,测量某真实样件气膜孔。


项目成果

1.搭建三维光场测量系统,测量在保证精度的同时大幅提升效率:测量效率满足单孔测量时间500ms~5s之间,测量精度满足∆d<10um,∆ϑ=1°。对比芯棒测量,解决了测不准,测得慢的现实问题;对比显微共聚焦测量,测量精度略有降低的同时,测量效率提高20倍以上。

2.测量结果获企业认可并计划推广应用:该项目与120厂,608所和624所展开合作,对火焰筒、火焰盘和涡轮叶片上的气膜孔展开了测量,并深入现场考察、交流,为实际设计与生产提供了重要的参数指导,并持续推进车间实时测量应用。


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