非接觸式測量技術(shù)已經(jīng)逐漸盛行。激光掃描和其他光學(xué)測量方法對(duì)許多航空航天制造商來說是至關(guān)重要的,可以滿足他們更徹底地檢查更多零部件的愿望。也許沒有什么飛機(jī)零部件和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片一樣重要。受到嚴(yán)格的FAA檢查的要求,渦輪葉片的檢查標(biāo)準(zhǔn)比任何其他航空部件都要更高。新一代引擎已被設(shè)計(jì)出來,比之前的幾代省油得多。事實(shí)上,隨著最大燃料消耗的減少,即使是最保守的估計(jì),預(yù)計(jì)未來10年噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制造將呈指數(shù)增長。在這么大的生產(chǎn)需求下,質(zhì)量負(fù)擔(dān)也同樣具有挑戰(zhàn)性。精度的價(jià)值高于一切,但對(duì)實(shí)施測量技術(shù)來說,檢測速度已成為一個(gè)重要的決定因素。
下面談?wù)劶す鈷呙鑳x。基于激光掃描儀的三角測量有多種構(gòu)型,范圍從關(guān)節(jié)臂式安裝系統(tǒng)到嵌入式光學(xué)器件。定位器是承載探針的測量裝置,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的精度至關(guān)重要。這為購買者帶來了一個(gè)經(jīng)得起真正實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)的測量系統(tǒng)——坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)。沒有激光掃描儀定位器提供可重復(fù)性,準(zhǔn)確性和自動(dòng)化,而這些對(duì)渦輪葉片的生產(chǎn)檢驗(yàn)是至關(guān)重要的。
長久以來,三坐標(biāo)測量機(jī)對(duì)渦輪葉片的檢驗(yàn)一直非??煽俊_@些年來,已經(jīng)出現(xiàn)了多種觸覺檢查方法。通過允許一個(gè)CMM程序來設(shè)置檢查路線,自動(dòng)重復(fù)的旋轉(zhuǎn)探頭可以幫助簡化檢測過程,且根據(jù)已有定義的CAD文件來檢查各種名義點(diǎn)和幾十個(gè)沿著機(jī)翼特定部分高度的點(diǎn)。模擬觸覺掃描探針幫助簡化了此過程,卻又不僅僅是簡單;觸覺掃描探針給檢測過程中帶來了完整的光環(huán)。使用點(diǎn)掃描的普通觸覺探針是有效的,但每秒鐘這些探頭通常會(huì)在幾個(gè)檢查點(diǎn)達(dá)到極限。模擬觸覺掃描探針每秒能夠檢測成百上千個(gè)點(diǎn),為后面分析各種刀片特點(diǎn),例如開頭和結(jié)尾的邊緣厚度、最大厚度、弦長、彎曲、傾斜及扭曲等,提供了一個(gè)更加準(zhǔn)確的翼剖面示意。
激光掃描和接觸探測最近都取得了一些重大進(jìn)步。激光掃描器發(fā)展的一般趨勢是已經(jīng)看到有用先進(jìn)的傳感器陣列制造探頭,該傳感器陣列能夠掃描通常難以掃描的表面,如黑暗的或者有光澤的表面。這些先進(jìn)的傳感器,也可以通過軟件和固件的開發(fā)來增強(qiáng),以減少偽反射的效果,在老一代激光掃描儀中這往往是掃描儀噪音的一大來源。
這些先進(jìn)的傳感器,也可以通過軟件和固件的開發(fā)來增強(qiáng),以減少寄生反射的效果,這往往在老一輩激光掃描儀中是掃描儀噪音的一大來源。直接到CMM控制器的同步掃描儀不僅對(duì)于利用CMM的誤差補(bǔ)償數(shù)據(jù)來獲取最大精度至關(guān)重要,而且通過高幀速率的同步,可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù),完全消除基于CMM的激光掃描儀速度的先入為主的觀念。僅在過去的10年里,市場上供應(yīng)的基于CMM的激光掃描儀最大幀速率已經(jīng)從專用的25Hz到超高速的75Hz。三倍的增長意味著一臺(tái)掃描儀可以用三分之一的時(shí)間從A點(diǎn)掃描到B點(diǎn),或者掃描相同的距離卻收集3倍多的掃描數(shù)據(jù),反過來提供了一個(gè)零件表面輪廓更精確、更完整的定義。
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