涡轮叶片服役于高温高压、高转速、交变载荷环境下,通常采用精密铸造工艺成型。受热应力分布不均、薄壁结构等因素影响,铸造过程叶片易产生弯扭变形,型面检测与质量控制极为重要,现有的接触式测量方式效率低下,数据处理过程复杂。本文以叶片线激光扫描测量装备为对象,研究线激光扫描转台标定、激光条纹中心线提取以及叶片截面数据处理等,主要包括:(1)采用激光跟踪仪与陶瓷双球板,建立了激光跟踪仪局部坐标系、线激光传感器局部坐标系的转换关系,推导了以空间标准球为参考物的旋转台中心轴线计算方程,通过最小二乘拟合求解了工件转台中心轴线与中心点的坐标;在实验室线激光测量平台上设计并完成了标定实验,标定后标准球直径测量误差控制在0.03mm以内。(2)分析了叶片前后缘区域中心条纹截面灰度分布不均现象,建立偏置高斯分布的数学模型,提出一种无偏移的亚像素中心线提取算法,该方法建立了基于曲面拟合的亚像素边缘点计算方程,以边缘点最小内切圆为约束,迭代求解得到中心线;生成条纹图像进行仿真实验,并在线激光测量平台上进行标准陶瓷球测量实验,结果显示像素误差在0.1像素以内,标准球直径误差在0.015mm以内。(3)在iCloud3D软件环境下完成叶片测量点云数据处理,包括测量数据导入、点云截面提取、设计模型截面提取、单截面点云排序、检测报告保存;研究基于k均值聚类的自动截面提取和基于凹包的外轮廓点云排序方法,实现了二维散乱点云到有序线模型的转换,稳定应用于点云匹配与误差计算。(4)以某型号涡轮叶片样件为对象,完成涡轮叶片多截面点测量与点云数据处理,包括截面提取、噪点删除、单截面点云排序、点云匹配、自动误差生成、检测报告生成;检测流程在2min之内完成,采用批处理可实现同类叶片检测自动化操作,相比企业现有人工处理效率提高70%以上。