【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及渦輪葉片表面質量檢測，具體涉及一種渦輪葉片生產用模態分析系統。
技術介紹
1、渦輪葉片是航空發動機、燃氣輪機等高溫、高壓環境下工作的關鍵零部件，其表面質量直接影響著發動機的性能和使用壽命，隨著航空工業的快速發展以及對節能減排需求的不斷提高，渦輪葉片的制造技術也在不斷進步，傳統上，渦輪葉片的表面質量檢測主要依賴于人工目視檢查或者借助簡單的測量工具，這種檢測方法效率低下且易受主觀因素影響，難以滿足現代制造業高精度、高效率的要求，近年來，隨著自動化技術、圖像處理技術和人工智能算法的發展，自動化的渦輪葉片表面質量檢測系統逐漸成為可能，這些系統通常結合先進的傳感技術和計算機視覺算法，能夠實現對葉片表面缺陷的快速識別和定位，然而，現有的檢測系統大多只關注表面粗糙度這一單一指標，忽略了其他重要的表面特性，這限制了它們對葉片整體質量的全面評估能力。
2、目前市場上已有的渦輪葉片表面質量檢測技術主要包括光學檢測法、接觸式檢測法以及非接觸式檢測法，其中，光學檢測法通過使用光學顯微鏡或激光掃描儀等設備來采集葉片表面圖像，并通過軟件進行圖像分析，從而獲取表面粗糙度指標，雖然這種方法能提供較為準確的數據，但對于復雜曲面的檢測仍存在局限性，接觸式檢測法則通過探針直接接觸葉片表面，記錄探針的位移變化來計算表面粗糙度，盡管這種方法可以獲得精確的表面形貌數據，但在檢測過程中容易對葉片造成損傷，并且檢測速度較慢，而非接觸式檢測法則利用紅外線、超聲波等非接觸式傳感器獲取葉片表面信息，這種方法可以避免對葉片的物理接觸，減少損傷風險，但其精度受
3、為了解決上述現有技術中存在的問題，本專利技術提出了一種渦輪葉片生產用模態分析系統及其方法。該系統采用了多種先進的表面質量評估技術，不僅能夠測量常見的算數平均粗糙度，還能同時獲取均方根粗糙度和最大高度等多個粗糙度指標，從而實現對葉片表面質量的全面評估，此外，系統還集成了自動化壓力監測與閉環控制模塊，能夠實現設備施加壓力的實時監測和自動調整，確保葉片成型過程中的壓力值穩定在最佳范圍內，大大提高了生產效率和產品質量，通過收集不同壓力水平下生產的葉片的表面粗糙度數據，并對其進行相關性分析，進一步優化生產過程中的壓力設置，實現智能化決策，本專利技術提出的渦輪葉片生產用模態分析系統及其方法不僅克服了現有技術的局限性，還能夠有效地提高渦輪葉片的生產質量和效率，降低廢品率，為渦輪葉片制造行業帶來了顯著的技術進步。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其核心技術原理在于綜合運用了多指標表面質量評估技術、自動化壓力監測與閉環控制系統以及數據分析與智能化決策模塊，具體而言，在表面質量評估方面，系統采用了算數平均粗糙度、均方根粗糙度和最大高度等多個指標，通過精密傳感器獲取渦輪葉片表面輪廓數據，并計算出相關指標，從而全面評估表面質量，包括微觀和宏觀特性，為了保證生產過程中壓力的一致性和穩定性，本專利技術集成了高精度的壓力傳感器，并通過閉環控制系統動態調整模具對葉片施加的壓力，確保其保持在最佳范圍內，此外，系統還自動記錄每次檢測過程中的表面質量指標和相應的生產條件(如壓力)，并將這些數據存儲在數據庫中，通過對收集到的數據進行統計學方法和機器學習算法的分析，系統能夠識別不同生產條件下表面質量的變化規律，并據此提出優化建議，比如推薦最合適的生產壓力范圍，以獲得最佳的表面質量，綜上所述，本專利技術通過上述技術原理的應用，能夠實現對渦輪葉片表面質量的精確控制與高效檢測，有效提升渦輪葉片的生產效率和質量水平，這對于提高渦輪葉片制造行業的競爭力具有重要意義。以解決上述背景中問題。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種渦輪葉片生產用模態分析系統，包括圖像采集處理模塊、壓力監測分析模塊、相關性分析模塊和閉環控制模塊；
4、圖像采集處理模塊用于采集葉片表面圖像；
5、對葉片表面圖像進行處理，提取得到葉片表面的形態特征；
6、其中，形態特征包括葉片表面的均方根粗糙度、最大高度和算數平均粗糙度；
7、對葉片表面的形態特征進行處理，得到葉片表面粗糙度得分，生成葉片表面合格和不合格信號；
8、壓力監測分析模塊基于葉片表面不合格信號，獲取設備施加的壓力值；
9、對壓力值進行處理，生成壓力正常和異常信號；
10、相關性分析模塊基于葉片表面不合格信號和壓力異常信號，對葉片表面粗糙度與設備施加的壓力之間的相關性進行分析；
11、閉環控制模塊基于葉片表面粗糙度與設備施加的壓力之間的相關性，進行閉環控制。
12、作為本專利技術進一步的方案：葉片表面的形態特征的獲得過程為：
13、在渦輪葉片生產過程中，采集渦輪葉片的葉片表面圖像；
14、對葉片表面圖像進行處理，將葉片表面圖像內所有像素點映射到平面坐標系中；
15、獲取每個像素點的灰度值i，按照均值計算公式對所有像素點的灰度值進行處理，得到葉片表面圖像的平均灰度值ij；
16、通過公式計算得到葉片表面的均方根粗糙度rq；
17、其中，m是葉片表面圖像的寬度，n是葉片表面圖像的高度，i(x,y)是像素(x,y)的灰度值，ij是葉片表面圖像的平均灰度值；
18、獲取葉片表面圖像中的最大灰度值imax和最小灰度值imin；
19、將葉片表面圖像中的最大灰度值imax與葉片表面圖像中的最小灰度值imin進行差值計算，得到葉片表面圖像的最高點與最低點之間的最大垂直距離，記為最大高度rz；
20、通過公式計算得到葉片表面圖像所有像素點的絕對值的算數平均值，記為算數平均粗糙度ra。
21、作為本專利技術進一步的方案：得到葉片表面粗糙度得分的具體過程為：
22、通過公式ccd＝w1×rq+w2×rz+w3×ra計算得到葉片表面粗糙度得分ccd；
23、其中，w1為rq的權重系數，w2為rz的權重系數，w3為ra的權重系數。
24、作為本專利技術進一步的方案：生成葉片表面合格和不合格信號的過程為：
25、將葉片表面粗糙度得分與葉片表面粗糙度得分閾值進行比較；
26、若葉片表面粗糙度得分小于等于葉片表面粗糙度得分閾值，生成葉片表面合格信號；
27、若葉片表面粗糙度得分大于葉片表面粗糙度得分閾值，生成葉片表面不合格信號。
28、作為本專利技術進一步的方案：基于葉片表面不合格信號，對壓力值進行處理的過程為：
29、在葉片成型過程中，將監測周期劃分為若干等長的時間子單元；
30、獲取葉片成型過程中，每個時間子單元處于中間時刻時，設備施加的壓力值，記本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，包括圖像采集處理模塊、壓力監測分析模塊、相關性分析模塊和閉環控制模塊；
2.根據權利要求1所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，葉片表面的形態特征的獲得過程為：
3.根據權利要求2所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，得到葉片表面粗糙度得分的具體過程為：
4.根據權利要求3所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，生成葉片表面合格和不合格信號的過程為：
5.根據權利要求4所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，基于葉片表面不合格信號，對壓力值進行處理的過程為：
6.根據權利要求5所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，基于單元壓力值的標準比值，將單元壓力值的標準比值與單元壓力值的標準比值閾值進行比較；
7.根據權利要求6所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，基于葉片表面不合格信號和壓力異常信號，對葉片表面粗糙度與設備施加的壓力之間的相關性進行分析的具體過程為：
8.根據權利要求7所述的一
9.根據權利要求8所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，通過閉環控制策略對設備施加的壓力進行調控的具體過程為：
10.根據權利要求9所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，對設備施加的壓力進行調控后，繼續在生產過程中對葉片表面進行監測；
...【技術特征摘要】
1.一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，包括圖像采集處理模塊、壓力監測分析模塊、相關性分析模塊和閉環控制模塊；
2.根據權利要求1所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，葉片表面的形態特征的獲得過程為：
3.根據權利要求2所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，得到葉片表面粗糙度得分的具體過程為：
4.根據權利要求3所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，生成葉片表面合格和不合格信號的過程為：
5.根據權利要求4所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，基于葉片表面不合格信號，對壓力值進行處理的過程為：
6.根據權利要求5所述的一種渦輪葉片生產用模態分析系統，其特征在于，基于單元壓力值的標準比值...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李剛，邵晨希，
申請(專利權)人：江陰鑫寶利金屬制品有限公司，
類型：發明
國別省市：
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