汽轮机叶片的设计加工质量直接决定了汽轮机能量转换的效率,它是汽轮机的“心脏”零部件。由于目前国内数控加工工艺系统的稳定性及加工精度还无法达到汽轮机叶片设计质量的要求,因此在汽轮机叶片生产制造过程中需要通过CMM测量进行及时的反馈调整。这对进行汽轮机叶片批量生产的叶片生产制造商CMM检测的能力提出了考验。本文致力于探索通过技术改进手段在企业现有CMM检测资源不变的情况下提高其CMM检测的能力,为此主要进行的研究内容有:(1)设计正交试验探究并确定特定三坐标测量机的DCC(direct computer control直接计算机控制)参数最优组合,在保证检测精度的同时尽可能提高CMM检测效率,对实际批量叶片CMM检测起指导作用。(2)将汽轮机方钢叶片的几何特征依据其CMM检测时采用的测头类型、测头角度以及检测依附平面进行归类分组。运用多色集合理论建立汽轮机方钢叶片CMM检测全局路径规划的约束模型。以此约束模型为基础对汽轮机方钢叶片的待测几何特征进行排序,得到最优排列组合;按叶身型线曲率变化提取检测点并运用等截面法对叶身型面CMM检测路径进行规划。(3)从汽轮机方钢叶片参数化文件中提取叶片设计过程中采用的所有参数,并用它们表示经过优化后的CMM检测点的三维理论坐标值及方向向量。驱动生成参数化表示的测量路径经过优化的方钢叶片CMM检测程序,实现汽轮机方钢叶片设计测量一体化。(4)采用迭代法建立方钢叶片CMM测量粗坐标系;设计开发CMM批量检测夹具将方钢叶片测量粗坐标系转移并固定于三坐标测量机上;运用最近邻点迭代匹配算法将建立的测量粗坐标系与方钢叶片理论(设计)坐标系进行对齐调整;设计重复对比试验探究与验证CMM检测夹具定位实现方钢叶片批量CMM测量的精度与稳定性。在以上研究的基础上,完成叶片信息CMM检测管理数据库的创建,运用PC-DMIS的二次开发技术以及ADO.NET数据库访问技术,通过C#设计开发方钢叶片CMM测量控制系统,实现叶片CMM测量数据的自动拼接、分析与测量报告的自动保存,变方钢叶片手动交互测量方式为全自动测量。实现方钢叶片的批量快速CMM自动检测,提高方钢叶片CMM检测的效率。