螺旋桨是船舶动力机械的关键部件,船舶推进的效率、振动和噪声等与螺旋桨的制造精度和叶片的表面质量有很大的关系。提高螺旋桨叶片的加工精度和表面质量能提高螺旋桨的推进效率、减少空泡的产生,且对于螺旋桨寿命的提高也有至关重要的作用。螺旋桨叶片是由复杂空间曲线组成的工件,其型面属于大型复杂曲面。螺旋桨的直径较大[4](可达数米),且重量能达到几顿或者几十吨,是一种典型的大尺寸、难加工零件。螺旋桨叶面粗加工采用多轴数控机床完成,而精加工仍采用手工打磨、反复抛光的方法,这样不仅效率低,还不能保证螺旋桨表面加工质量。砂带磨削是一种兼有磨削、研磨和抛光等多种作用的复合加工工艺,能在去除螺旋桨多余余量的同时获得良好的表面质量。同时,为了保证螺旋桨的加工精度,在螺旋桨加工过程需要对其进行检测,传统的离线测量不仅效率低,还会产生二次装夹的误差。针对以上问题,本文开展了螺旋桨的在机检测装置的研究,主要工作如下:①分析螺旋桨加工检测需求,给出螺旋桨在机检测装置的总体方案、检测机构选择和结构设计,选用西门子840D系统为控制核心,构建螺旋桨在机检测装置控制系统的硬件平台。②对螺旋桨曲面测量轨迹规划进行研究,包括截面线的确定、测量采样点分布策略和测量路径的优化等三方面内容,并对测头半径的补偿方法进行讨论。③研究控制系统人机界面的开发方法,结合控制系统需求,规划控制系统功能模块。利用西门子提供的HMI-Environment环境下应用VB、VC分别完成人机界面的设计和语言动态链接库的创建,并将开发的界面嵌入西门子840D中,最后完成HMI与NCK/PLC通讯。④在机床上验证系统运行界面,并验证螺旋桨叶片在机检测控制系统的可行性。