航空发动机是航空航天装备的核心部件,被认为是飞行器的“心脏”,发动机中叶片质量的优劣直接影响着整个飞机的性能。叶片长时间高速旋转且处于高温高压的环境中,可能产生裂纹,裂纹是危害飞行安全的重要因素之一。为了避免此类情况的发生,则需要定期对叶片进行检查修理。因此通过提高发动机叶片的维修质量来维持航空发动机整体性能,是今后航空发动机维修技术发展的趋势,其中对发动机叶片裂纹的视觉测量和铣削修复是主要修复技术之一。本文针对这两方面重点研究了叶片裂纹图像矢量化算法和叶片铣削修复刀位轨迹规划方法,同时基于单目视觉研究了裂纹的三维坐标点测量算法。主要工作内容如下:首先,对叶片裂纹图像进行预处理和分析。针对图像中的噪声点利用多种滤波算法来去除,然后进行阈值化处理获得二值图像,再利用Canny算子提取边缘和腐蚀膨胀强化特征,最后提取处理后图像中叶片和裂纹的像素坐标点。完成了对叶片裂纹图像的预处理和坐标信息提取。其次,对预处理后的叶片裂纹图像进行矢量化算法研究。首先要将裂纹像素坐标点利用边缘提取算法获取裂纹的边缘点,并对这些无序的边缘点排序,得到一条连续封闭曲线的坐标点,将其进行NURBS曲线拟合并用IGES文件格式输出完成矢量化图形输出。然后,基于单目视觉的三维裂纹测量算法研究。将处理后的裂纹二维坐标,利用单目视觉算法理论获得其三维坐标。其中利用坐标变换、相机标定理论和相对位姿测量算法来完成整体的三维裂纹测量。最后,进行叶片铣削修复刀位轨迹规划及实验研究。先通过上步研究得到完整叶片包含裂纹的三维模型,对其需要铣削修复加工的区域进行刀位轨迹规划。然后对刀位轨迹规划生成的数据进行后置处理得到数控加工程序代码,并在VERICUT上进行加工仿真模拟,在确保正常的情况下在实验室机床上进行实际加工。