三維測量儀Blisk CMM，航空發(fā)動機葉盤智能制造解決方案

以下內(nèi)容由深圳市金億智能有限公司提供：

航空發(fā)動機的典型零件包括葉片、葉盤、機殼、管道等。其中，葉身為自由曲面，型面及相關(guān)參數(shù)的加工和評價比較復(fù)雜，一直是一個難點。航空發(fā)動機的制造和測試點；由葉片組成的葉盤簡化了航空發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，省去了傳統(tǒng)連桿方式中使用的榫頭、榫槽和鎖緊裝置，減輕了發(fā)動機的重量，提高了推重比，但在同時半封閉空間結(jié)構(gòu)的葉盤加工難度大，葉片薄，扭曲，氣流腔復(fù)雜。，端面連桿采用特殊齒輪，對質(zhì)量控制提出了新的要求。

一、檢測難點

工件種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜：葉盤廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、壓縮機和船舶等行業(yè)，結(jié)構(gòu)形式繁多。

全尺寸檢驗要求：葉盤通常要求全尺寸檢驗，葉片截面多，檢驗項目多，測量時間長。它包括葉片輪廓和厚度、葉尖和內(nèi)流道輪廓、前緣輪廓等。

復(fù)合檢驗要求：通常需要進行復(fù)合評估，包括葉片幾何參數(shù)如厚度、刃口半徑等，以及波紋度、粗糙度等。

高精度檢測要求：葉盤是精密復(fù)雜的零件，對檢測精度和效率要求很高。

掃描性能要求高：95%以上的測量項目需要掃描，對掃描精度和性能提出了嚴格的要求。

沒有通用的檢測標準：目前國內(nèi)外缺乏一個整體葉盤檢測的通用標準，不同廠家需要定制不同的檢測標準。從坐標系建立方式、檢驗項目、評價方式到報表樣式等定制化需求。

難以檢測特殊表面

葉盤的葉片為自由曲面（包括狹窄的流道），葉片扭曲嚴重，變形大，測針配置復(fù)雜，檢測困難；刀刃前緣和后緣半徑小，容易導(dǎo)致空掃，檢測過程容易出錯甚至停機。

內(nèi)腔無法檢測：接觸測針無法有效測量焊接后葉盤的內(nèi)腔；

檢驗成本高：需要先進的檢驗設(shè)備來滿足葉盤的高檢驗要求，擁有成本高；

檢測過程復(fù)雜，需要大量編程時間和專業(yè)操作人員，人工成本高。

計量報告格式單一：無法滿足企業(yè)定制化需求，后期處理優(yōu)化困難。

缺乏數(shù)據(jù)信息管理：檢測數(shù)據(jù)和檢測人員信息無法有效存儲和后續(xù)處理，無法準確追溯。

“信息孤島”：無法對設(shè)計、制造、檢測數(shù)據(jù)進行有效統(tǒng)一的分析，從而實現(xiàn)生產(chǎn)制造過程的閉環(huán)和質(zhì)量監(jiān)控，進而實現(xiàn)全面的質(zhì)量管理體系。企業(yè)。

二、Blisk智能制造解決方案

本項目提供的葉盤解決方案，基于針對葉片復(fù)雜的三維表面特性的專業(yè)測量設(shè)備和權(quán)威測量軟件，加上配備轉(zhuǎn)臺的超高精度葉盤檢測機，定制開發(fā)裝夾和檢查。、結(jié)果判定、定制報告等一體化解決方案，實現(xiàn)各種葉盤全尺寸測量和檢測過程智能化，領(lǐng)先于競爭對手。

A. 程序使用

【適用行業(yè)】航天工業(yè)

【適用部位】各類葉盤，包括風(fēng)扇葉輪、壓縮機葉輪等。

【測試項目】葉片分度、葉片輪廓、厚度和步距誤差、內(nèi)腔、前緣輪廓等。

【系統(tǒng)功能】自動定位夾持、自動建立坐標系、自動生成測量路徑、一鍵檢測、自動識別合格零件、定制報告輸出

計劃福利

1）靈活性高：兼容各種葉盤工件的智能檢測，只需輸入不同的參數(shù)即可自動生成相應(yīng)的測量程序；

2）從“不能”到“能”：傳統(tǒng)的檢測方法沒有專業(yè)的測量程序。該方案可實現(xiàn)不同葉盤同時一鍵測量，無需重新編程，編程效率提高10倍以上；

3）提高測量效率：本方案采用四軸聯(lián)動掃描，與普通測量方式相比，測量效率提高70%以上；

4）獨特的內(nèi)腔測量：焊接后葉盤的內(nèi)腔無法通過接觸式測針有效測量，但?？怂箍蹈呒壧筋^可以有效到達測量部位，實現(xiàn)對內(nèi)腔的測量。獨特有效的航空發(fā)動機雙層葉盤工件、內(nèi)腔大尺寸高精度測量解決方案，整體葉盤檢測效率提升95%；

5）降低人工和設(shè)備成本

人工成本：葉盤曲面的編程非常復(fù)雜。采用該方案后，編程時間從至少兩天縮短到一小時左右，大大降低了編程人力和時間成本；

時間成本：普通的測量方法，沒有變速掃描，無法兼顧效率和準確性。本方案采用四軸聯(lián)動，大大節(jié)省了測量時間，降低了時間成本；

6）定制報表：提供定制報表，滿足各種個性化需求。

B.專業(yè)葉盤檢測方案

a) 全面檢查和評估

適用于各類葉盤的測量，包括風(fēng)機、壓縮機等；實現(xiàn)了葉盤全尺寸的自動檢測和評估。

b) 超高速四軸聯(lián)動掃描

葉片圓盤葉片檢測的難點在于其扭曲和復(fù)雜的輪廓。?？怂箍党咚偎妮S掃描完美解決了這個問題；測量軟件根據(jù)刀片扭轉(zhuǎn)間隙自動計算出各測量點的轉(zhuǎn)盤角度和測針進出刀片安全點。位置，節(jié)省大量編程時間

c) 獨特的非接觸式流明檢測

在焊接葉盤的空腔內(nèi)，觸針無法進行有效測量。Hexagon非接觸式光學(xué)探頭的延伸光可以有效到達測量部位，實現(xiàn)腔體的測量。目前該方案是航空發(fā)動機雙層葉盤工件內(nèi)腔精密測量的解決方案。

非接觸式測量：保護零件免受任何機械損壞一鍵測量儀，避免測針磨損，零件不需要任何噴痕。對于涂層刀片，非接觸式測量可保持刀片涂層完好無損；減少機械探測的限制，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)采集，并提供更快的掃描速度。例如，要檢測葉盤的尖端，直接掃描所有葉片的尖端，轉(zhuǎn)盤可以勻速旋轉(zhuǎn)；空間分辨率高，可完成倒角、劃痕等小細節(jié)甚至微觀尺寸的測量。

該解決方案將成為復(fù)雜航空零部件高效精密測量的最佳解決方案。刷新了精密測量的歷史記錄，整體葉盤檢測效率提升95%。

d) 一鍵式操作界面

參數(shù)化檢測界面，只需輸入不同的工件參數(shù)，即可一鍵完成自動測量，操作簡單；所有編程打包，適用于不同尺寸的工件，大大減少編程調(diào)試的時間和人力成本；操作簡單，所有測量點安全路徑、轉(zhuǎn)盤角度、報告自動生成，即使是車間工人也能在很短的時間內(nèi)輕松檢測到。

C. 權(quán)威葉子分析

基于截面數(shù)據(jù)的計算方法，實現(xiàn)了葉片成品和成品的測量分析。

根據(jù)用戶需求，軟件包可提供多種評價方式：定制評價分析，用戶只需提供理論數(shù)據(jù)、評價參數(shù)及相應(yīng)的算法和公差要求，即可完成對具體要求的測量分析刀片：自定義圖形報表，根據(jù)客戶要求自動生成數(shù)據(jù)和圖形報表，輔助數(shù)據(jù)分析。

D. 定制測試報告

圖形化自定義報表報表：支持多種報表輸出格式：PDF、JPEG和HTML格式，也可直接打?。嚎芍苯訉⒃剌敵龅絈uindos：可按指定條件輸出（如超差）

E. 智能選擇和排列刀片

優(yōu)化解決葉片選型是業(yè)界公認的問題。在選型后的發(fā)動機裝配過程中，為了保證壓氣機轉(zhuǎn)子的平衡，需要根據(jù)轉(zhuǎn)子葉片固有頻率的重量力矩進行布置，以提高容錯率，提高效率。

?？怂箍抵悄苜|(zhì)量管理系統(tǒng)將葉片選型流程和排列系統(tǒng)相結(jié)合，應(yīng)用最優(yōu)解算法，最大限度地分解最優(yōu)組合，降低庫存率和人工選型的錯誤率，大大節(jié)省人工成本。3個人做3天的工作，采用這個方案只需要5分鐘。減少行業(yè)差異和特殊性，即使是不懂行業(yè)的新人，經(jīng)過簡單培訓(xùn)也能操作。

F. 節(jié)目構(gòu)成

a) 檢查平面

專為解決復(fù)雜的計量問題而設(shè)計，具有高效掃描功能的主動橋式測量機。獨特的 TRICISIONTM 型（精密三角梁）梁設(shè)計提供了良好的剛度質(zhì)量比。輕合金橋架比傳統(tǒng)設(shè)計剛性提升25%，X方向?qū)к壷匦慕档?0%，保證運動平穩(wěn)精準。移動橋上的承重跨度更寬，減少了橋架轉(zhuǎn)動帶來的誤差，從而保證了整機更高的空間精度，減少了重復(fù)性誤差，提高了加減速性能，使測量更高效。精密加工的整體燕尾導(dǎo)軌提高了機器精度和可重復(fù)性。非接觸式光柵尺避免摩擦，裝配時一端固定，另一端可隨溫度變化調(diào)節(jié)。光柵的熱膨脹系數(shù)通過PTB認證。適用于測量箱型工件，包括葉片、齒輪、螺旋轉(zhuǎn)子等各種形狀和復(fù)雜幾何元素，以及自由曲面。

檢測系統(tǒng)

固定模擬掃描測量系統(tǒng)：專為高速、高精度測量機設(shè)計。該探頭系統(tǒng)的每個軸都包含一個高精度 LVDT（線性可變差動傳感器），允許攜帶長達 800 毫米、重達 650 克的測針和延長桿。其檢測方式包括單點觸發(fā)測量、自定心和高速掃描，可完成各種復(fù)雜的測量任務(wù)，包括復(fù)雜輪廓和形狀的掃描。兼容各種附件，包括各種探頭、延長桿、適配器和接頭，以完成任何測量任務(wù)?？赏ㄟ^高度可重復(fù)的測針卡盤直接更換測針，無需重新校準，同時保持測量精度。

光學(xué)非接觸測量系統(tǒng)：基于調(diào)頻干涉光測距原理實現(xiàn)非接觸測量。光學(xué)探頭提供與接觸式掃描探頭相當?shù)木群涂煽啃?、更高的掃描速度、更大的測量范圍以及非接觸式測量的一般光學(xué)優(yōu)勢。當測量速度很重要并且使用觸覺探頭難以接近零件或觸發(fā)測量可能變形時，它是高精度觸覺測量的替代方案。

超高速四軸聯(lián)動轉(zhuǎn)盤

檢測旋轉(zhuǎn)體部件的難點在于扭曲和復(fù)雜的輪廓。?？怂箍蹈呔绒D(zhuǎn)盤完美解決了這個問題，實現(xiàn)了高速聯(lián)動掃描；測量軟件根據(jù)刀片扭轉(zhuǎn)間隙自動計算出各測量點的轉(zhuǎn)盤角度和測針的進出。刀片安全點的位置節(jié)省了大量的編程時間。

b) 專業(yè)測量軟件

集團擁有強大的計量軟件。基于特征的檢測，程序編輯直觀，人機交互性好，適合各種操作水平的測量人員。支持全新Windows10操作系統(tǒng)，具備CAD功能、I++界面、嵌入式界面和可定制的用戶界面，操作便捷，給操作者帶來簡單明了的操作體驗。其基本測量特征包括點、線、弧、橢圓、拋物線、平面、球體、圓柱、圓錐、雙曲面、橢球、拋物面等?？蓪y量元素進行相交投影等各種處理。根據(jù)ISO幾何產(chǎn)品規(guī)范進行幾何公差評估，并提供圖文并茂的檢測報告。

c) Blisk 應(yīng)用檢測模塊

專業(yè)葉盤模塊實現(xiàn)葉盤葉片智能檢測，可根據(jù)客戶需求開發(fā)定制，成本低，非常靈活?；趶姶蟮挠嬃繖z測軟件，集成葉片形狀三維矢量算法、各種葉片形狀分析擬合算法、專業(yè)喉部區(qū)域算法等，有效解決葉盤前緣檢測問題葉片，并滿足高精度和完整葉盤測量的要求。掃描和復(fù)合測量的檢驗要求。

專門開發(fā)的人性化軟件操作界面，無需CAD數(shù)字建模，免去編程的繁瑣和麻煩。它封裝了復(fù)雜的測量程序，只需要輸入工件參數(shù)。支持單點測量和掃描，無需手動編程。，坐標系、測量、評價、報告輸出全過程一個命令即可完成，可根據(jù)企業(yè)標簽選擇要評價的特征，有效節(jié)省人工，提高生產(chǎn)能力。它是葉盤檢測和數(shù)據(jù)管理分析的集成解決方案。解決了國產(chǎn)葉盤的測量問題。

d) 葉片分析模塊

Hexagon葉片分析模塊采用基于橫截面數(shù)據(jù)的計算方法，可以對未完成和已完成的葉片進行測量和分析。通過得到的2D或3D葉片截面數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)進行三維對比分析，進而得到葉片參數(shù)數(shù)據(jù)與理論值進行對比分析。

根據(jù)用戶需求，軟件包可提供多種評價方式。用戶只需要提供理論數(shù)據(jù)、評價參數(shù)以及相應(yīng)的算法和公差要求，即可完成對葉片具體要求的測量和分析。分析評估過程完成后，軟件包會根據(jù)客戶的要求自動生成數(shù)據(jù)和圖形報告，客戶可以判斷被檢葉片是否合格，快速發(fā)現(xiàn)不合格葉片制造過程中存在的問題產(chǎn)品，從而解決問題。

e) 葉片選擇和排列模塊

在發(fā)動機的早期研制過程中，經(jīng)常會發(fā)生振動，導(dǎo)致其零部件疲勞損壞，降低發(fā)動機的使用壽命。保證轉(zhuǎn)子葉片具有合格的固有頻率是保證壓氣機轉(zhuǎn)子平衡的前提。為了保證壓氣機轉(zhuǎn)子的平衡，需要根據(jù)轉(zhuǎn)子葉片組的固有頻率的重力矩來布置轉(zhuǎn)子葉片。

?？怂箍抵悄艿镀x擇分揀模塊集成刀片選擇流程和排列系統(tǒng)，應(yīng)用最優(yōu)解算法，最大化分解最優(yōu)組合，降低庫存率和人工選擇錯誤率，大大節(jié)省人工成本。原來的人工匹配需要3個人3天的工作，而采用這個方案只需要5分鐘。減少行業(yè)差異和特殊性，即使是不懂行業(yè)的新人，經(jīng)過簡單培訓(xùn)也能操作。

f) 夾緊系統(tǒng)

優(yōu)質(zhì)自定心三爪卡盤，適合夾持各種尺寸工件。工件的支撐高度可通過增加或減少傳送柱來調(diào)整，以滿足不同工件的測量要求；球鎖可在夾具與底板之間快速定位鎖定，可實現(xiàn)各種工件夾具的快速更換。

G. 先進技術(shù)

a) 葉片形狀三維矢量補償算法

對于大型扭曲葉片的 3D 掃描，采用 3D 空間補償和平滑算法來真正補償前緣和后緣的形狀。

b) 專業(yè)全面的葉片形狀計算分析，包括多種擬合算法：

通過最小二乘法計算的最佳擬合，帶約束的最小二乘法，向量擬合，全葉形擬合，MinMax尺寸法，利用葉形中線2點定義的區(qū)間內(nèi)的點進行最佳擬合計算

c) 專業(yè)的咽喉面積算法

發(fā)動機葉片的喉部面積是發(fā)動機裝配調(diào)試的重要參數(shù)。喉部面積的測量是刀片組件的關(guān)鍵。?？怂箍祵I(yè)的咽喉面積算法可以準確計算出盤面的“小通道”。喉部區(qū)域的流量與發(fā)動機的推力有關(guān)，是影響發(fā)動機性能的重要因素。葉片喉部面積測量工具確保葉片通道的排氣量均勻。

d) 多探頭技術(shù)

同時，它支持高速掃描和觸發(fā)式探測測量，并且可以通過自動更換設(shè)備在不同的探頭之間輕松切換，從而最大限度地提高靈活性和測量功能。

e) VHSS可變快速掃描技術(shù)

在掃描復(fù)雜幾何特征（如螺桿壓縮機）時，傳統(tǒng)的掃描方式需要手動調(diào)整掃描速度，以免丟失接觸點。采用VHSS技術(shù)，測量機可在已知幾何特征的情況下實時調(diào)整掃描速度，平滑直線零件的掃描速度快，降低彎曲和彎曲零件的掃描速度一鍵測量儀，實現(xiàn)優(yōu)化檢測效率和準確性。

f) 智能鎖掃描技術(shù)

對于小圓弧或邊緣曲線，曲率變化較大，常規(guī)測量容易出現(xiàn)較大誤差甚至停機。為此，引入了“智能鎖定掃描技術(shù)”來解決這個問題。

采用“智能鎖定掃描技術(shù)”，在掃描過程中自動校正和重新掃描掃描路徑，從而實現(xiàn)測量過程中“永不停歇”，并可實現(xiàn)無人值守的測量操作

g) 先進的模擬技術(shù)

該技術(shù)支持使用單個設(shè)備集中檢測編程活動，實現(xiàn)幾乎 100% 的離線編程檢測。實現(xiàn)一個中央設(shè)備的功能，對生產(chǎn)現(xiàn)場的所有設(shè)備進行管理。通過場景對現(xiàn)場設(shè)備（包括檢測設(shè)備、檢測系統(tǒng)、更換架、校準工具、轉(zhuǎn)盤、溫度傳感器、夾具、上下料系統(tǒng)、辦公設(shè)備、測量實驗室、工廠等）進行完整的模擬。檢驗程序可以在不同的場景下編寫和驗證，然后部署到不同的制造現(xiàn)場實施。

h) 多處理器并行評估和分析

大多數(shù)測量軟件按順序執(zhí)行指令，在處理大量數(shù)據(jù)時會浪費大量時間。多處理器并行處理——主 CPU 負責(zé)測量，并行 CPU 負責(zé)數(shù)據(jù)處理。

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