葉片測量的發(fā)展

過去税产，大多數(shù)的葉片測量我們通常采用的是傳統(tǒng)的裁切樣板法辐益，通過比較實(shí)際葉型和樣板的差異來檢測葉片是否合格。當(dāng)時(shí)的迭代對齊的方式是很復(fù)雜的肄满，不僅僅是用空間的6點(diǎn)來進(jìn)行對齊谴古，有時(shí)也會(huì)用到葉型的中點(diǎn)或者通過掃描局部高點(diǎn)區(qū)域獲取的擬合點(diǎn)。

隨著坐標(biāo)測量技術(shù)的發(fā)展沛专，坐標(biāo)測量機(jī)逐步代替了專用量具來進(jìn)行檢測葉片尖蚪，這得益于以下幾點(diǎn)：

● 坐標(biāo)測量機(jī)很靈活，編程后就可以測量許多不同的零件讯翎；

● 傳統(tǒng)的專用檢具檢測嫉簿，由于零件的每一個(gè)檢測項(xiàng)目就需要一個(gè)獨(dú)立的專用檢具，這樣就需要大量的檢具最勤，每個(gè)專用量具都需要維護(hù)封鹦、存儲(chǔ)和校準(zhǔn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力坚矢；

● 最重要的是晾游，行業(yè)普遍要求每次測量都需要數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。傳統(tǒng)樣板檢測中的 GO/NOGO 或主觀判斷已變得不被接受翁纵。如果需要丽信，數(shù)字報(bào)告也可以輕松存檔以備將來作參考。

余弦誤差示意圖

從事葉片測量領(lǐng)域的工程師都知道葉片等輪廓上的測量點(diǎn)的問題沐恨，并且非常了解諸如“測球半徑誤差”等問題物忠。多年來，坐標(biāo)測量機(jī)軟件供應(yīng)商和坐標(biāo)測量機(jī)工程師已經(jīng)找到了精心設(shè)計(jì)的替代方案來解決這些已知的誤差問題，但隨著 3 軸甚至 5 軸連續(xù)接觸掃描已成為常態(tài)梳虽，那么替代方案在處理產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)以及當(dāng)實(shí)際表面偏離標(biāo)稱表面時(shí)掃描測頭有“位移”的問題時(shí)就會(huì)變得更加復(fù)雜址芯。

檢測方法

圓圈代表坐標(biāo)測量機(jī)測針球，我們真正要測量的點(diǎn)是 C 點(diǎn)窜觉，然后將其與標(biāo)稱的 D 點(diǎn)進(jìn)行比較谷炸。

讓我們簡單一點(diǎn)，想象一下用觸發(fā)式測頭來測量它禀挫。我們有兩種可能的方法：

我們可以在 2D 中移動(dòng)并接近點(diǎn) D（從左到右）旬陡，但是我們不是觸發(fā)點(diǎn) D，而是更早地觸發(fā)表面并實(shí)際記錄點(diǎn) E特咆，從而給出“X”的測球半徑誤差季惩。使用盡可能小的球可以減少這種影響，但它仍然存在腻格。

我們沿著向量 F 接近該點(diǎn)，但如果實(shí)際表面遠(yuǎn)離名義表面（如本例中）啥繁，我們會(huì)超調(diào)并記錄點(diǎn) B菜职，給出“X1” 測球半徑誤差。實(shí)際上我們記錄點(diǎn) A 并在矢量 F 和記錄點(diǎn) B 的方向上應(yīng)用測球半徑補(bǔ)償头熏。

如果您正在掃描該部分睬漩，則會(huì)出現(xiàn)類似的效果。如果表面“偏離”標(biāo)稱值转挽，掃描測頭會(huì)感應(yīng)到測針靜態(tài)壓力的下降漫诬，并指向表面以恢復(fù)到其標(biāo)準(zhǔn)測針靜態(tài)壓力。如果沒有任何進(jìn)一步的計(jì)算或修正届审，Z 軸值將會(huì)漂移胀垃，特別是對于扭曲和彎曲的葉片形狀。正如我之前提到的噪旭，熟練坐標(biāo)測量機(jī)的程序員可以在他的程序中應(yīng)用一些三角函數(shù)計(jì)算使測量的點(diǎn) B“接近”點(diǎn) C据滑。

使用 REVO 5 軸單曲線掃描解決方案和類似的解決方案，這些問題仍然會(huì)發(fā)生垢蔑，但其他方法將成為可能培晓，例如擺掃。

為此開發(fā)了擺描數(shù)據(jù)采集程序菩擦，（記錄測針球中心數(shù)據(jù)以消除測球半徑誤差問題）并將采集到的點(diǎn)云與剖面相交廓握。“位于”截面上的點(diǎn)的數(shù)量可能很少或者不一致嘁酿。然后隙券，軟件程序進(jìn)一步處理點(diǎn)云，將靠近剖面的點(diǎn)投影到理論平面上。這種方法大大加快了計(jì)算速度是尔，解決了與測球半徑誤差和余弦測量有關(guān)的問題殉了，盡管需要很大的計(jì)算量和近似值。

該方法也可用于激光掃描儀拟枚，但葉片表面反射率的高低決定了該方法的成敗薪铜。即使是中等光澤的表面也會(huì)出現(xiàn)問題（和測量不確定性），可以用粉末噴涂此類部件以解決反射率問題恩溅，這引起了另一個(gè)問題即粉末厚度和粉末厚度一致性隔箍，從而會(huì)再次引起不可預(yù)測的測量不確定性問題。

葉片的繪制

接觸式坐標(biāo)測量機(jī)數(shù)據(jù)的另一個(gè)問題是測量葉片后緣（對于薄葉片也包括前緣）時(shí)產(chǎn)生的誤差脚乡。在該區(qū)域蜒滩，曲線的矢量方向變化很快，特別是當(dāng)輪廓與標(biāo)稱形狀相距很遠(yuǎn)時(shí)奶稠，測球半徑補(bǔ)償變得不穩(wěn)定绍掂。

上圖中繪制的誤差圖非常典型，大多數(shù)使用坐標(biāo)測量渦輪葉片獲取報(bào)告的相關(guān)人員對此都很熟悉钟唯。

葉片的這個(gè)領(lǐng)域可能是最難按標(biāo)準(zhǔn)件制造的領(lǐng)域识俄，因此這類報(bào)告可能會(huì)讓人混淆，不知道這是制造誤差還是三坐標(biāo)測量的測球半徑補(bǔ)償誤差焚痰。

REVO5軸掃描方法

在上面描述的限制條件下纫蝗，使用REVO的5軸掃描方法可以解決這個(gè)問題。

擺掃的測量方法還產(chǎn)生了大量描述葉片完整形態(tài)的數(shù)據(jù)盯萄，這對工程非常有用仇韩，它甚至可以在沒有經(jīng)過切片過程的情況下檢測人員也能獲得他們想要的數(shù)據(jù)。

在溫澤用牲，我們的坐標(biāo)測量解決方案也存在同樣的問題和變通辦法塌纯，我們不得不說，對于許多零件而言理币，坐標(biāo)測量是最佳解決方案步嘹，尤其是在配備 REVO 5 軸掃描頭時(shí)。這絕對是葉盤聋亡、多葉片段和大型重型葉片的最佳解決方案肘习。

SOLUTION

單葉片測量解決方案

我們相信我們有更好的單葉片測量解決方案——從 1 英寸高到 80 英寸高的任何葉片。該解決方案是一種稱為 CORE 的光學(xué)高速掃描系統(tǒng)坡倔。CORE分為兩種漂佩，一種是CORE-D的五軸光學(xué)設(shè)備，另一種是測量范圍更大的CORE-M罪塔，它是六軸光學(xué)設(shè)備投蝉。

該設(shè)備配備的測頭由溫澤開發(fā)，可將高強(qiáng)度白光投射到零件上，然后測頭中的兩個(gè)攝像頭檢測光點(diǎn)中最強(qiáng)的點(diǎn)瘩缆。隨后关拒，軟件計(jì)算光點(diǎn)所在的位置。與其他光學(xué)系統(tǒng)相比庸娱，CORE 的主要區(qū)別在于它可以在高度拋光的表面上檢測着绊，并且可以在不噴涂的情況下測量具有任何光潔度的渦輪葉片。

CORE還可以測量高度拋光的標(biāo)準(zhǔn)件(如球體和量塊)熟尉，因此可以在ISO 10360的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定三坐標(biāo)測量機(jī)归露。

CORE-D五軸光學(xué)高速掃描系統(tǒng)

因此，CORE不但可以像普通三坐標(biāo)那樣實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的迭代對齊和掃描截面線坠街，還可以消除各種補(bǔ)償誤差种烫，消除的關(guān)鍵在于它的測球半徑為零，因此不會(huì)出現(xiàn)接觸式測量的測球補(bǔ)償問題墅失。

CORE的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)能保證設(shè)備在生產(chǎn)環(huán)境中的使用鼻御，與傳統(tǒng)坐標(biāo)測量機(jī)相比，它占地面積小灯趁，測量葉片的時(shí)間至少是任何其他坐標(biāo)測量機(jī)的一半裙靶。

綜上所述，渦輪葉片型線的檢測已經(jīng)使用三坐標(biāo)測量機(jī)測量了多年稼炉，并且已經(jīng)解決了“測球半徑補(bǔ)償”和“余弦補(bǔ)償”這兩個(gè)固有問題。擺掃描系統(tǒng)對于糾正這些問題大有幫助瓜释，但如果沒有大量的點(diǎn)操作和修正草嫉，就沒有足夠的數(shù)據(jù)支撐截面掃描的報(bào)告。

如果您需要一臺(tái)能夠準(zhǔn)確測量和報(bào)告實(shí)際輪廓而沒有測球半徑誤差和后續(xù)修正的設(shè)備险锻，該設(shè)備可以像傳統(tǒng)的坐標(biāo)測量機(jī)一樣通過 ISO 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證症慰，并且可以比工廠中的任何其他測量機(jī)更快地測量當(dāng)今復(fù)雜的葉片形狀，那么也許您應(yīng)該看看溫澤的 CORE 系列现喳。

CORE-M 六軸光學(xué)高速掃描系統(tǒng)

作者：Andy Woodward

          WENZEL America

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德國溫澤集團(tuán)是計(jì)量領(lǐng)域創(chuàng)新的先驅(qū)凯傲。溫澤多樣化的產(chǎn)品提供了三維測量、計(jì)算機(jī)斷層掃描嗦篱、光學(xué)高速掃描等多個(gè)行業(yè)的獨(dú)特解決方案冰单。溫澤集團(tuán)的技術(shù)解決方案在汽車、航空航天灸促、發(fā)電及醫(yī)療等眾多行業(yè)中有大量應(yīng)用诫欠。溫澤在全球范圍內(nèi)已交付安裝超過10,000臺(tái)測量設(shè)備。其子公司和業(yè)務(wù)伙伴在超過50個(gè)國家銷售產(chǎn)品浴栽，并提供售后服務(wù)以滿足客戶需求荒叼。

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