Vysokorychlostní měření lopatky

Pokud jde konstrukci a technické zpracování, jsou lopatky dmychadel a turbín nové generace tryskových motorů pozoruhodné. Jejich složitost však zároveň představuje problém pro konvenční technologie ke kontrole lopatek. Lopatky dnešních dmychadel a turbín kombinují kompozitní profily z uhlíkových vláken s náběžnými hranami ze slitiny titanu. Pokročilé výrobní technologie umožňují vytváření aerodynamicky účinných ploch kompozitních lopatek s komplexními trojrozměrnými volnými tvary, tenkými průřezy, oblastmi s proměnlivou šířkou a malými poloměry na hranách.

Výsledná konstrukce přináší provozní výhody, jako je nižší spotřeba paliva a hmotnost tryskových motorů a také vyšší odolnost motoru. Vede ale také ke komplexním tvarům lopatek, které mohou vytvářet překážku vysokorychlostnímu měření, zvláště ve spojení s potřebou splnit přísné tolerance.

Nalezení kompromisu

Rovnováhy mezi rychlostí a vysokou přesností lze dosáhnout kombinací správného optického snímače a dotekové sondy. Doteková sonda musí být dostatečně přesná, aby zvládla kritické vyrovnání na patce lopatky, které tvoří základ dalších měření. Také musí být schopna změřit výrazně nakloněné plochy „stromečkových“ nebo „rybinových“
patek, které jsou obtížně přístupné optickým snímačem. Skenovací sonda HP-S-X1C od společnosti Hexagon kombinuje přesnost a flexibilitu – měří jak v bodovém, tak nepřetržitém snímacím režimu, takže je pro daný úkol ideální.

Snímač bílého světla musí být zároveň schopen měřit všechny druhy matných a reflexních materiálů, včetně uhlíkového vlákna. Je také důležité zvýšit rozsah a flexibilitu kontroly, a to výběrem optického snímače, který je horizontálně upevněn na ose Z.

Sondu i optický snímač je třeba použít ve spojení se souřadnicovým měřicím strojem, který je seřízený a dimenzovaný pro přesné měření velkých součástí, jako je Leitz Reference BX, od společnosti Hexagon, což je SMS určený pro lopatky dmychadel a turbín o výšce až 900 mm.

Zachycení nejlepšího profilu

Optický snímač bílého světla Precitec S3 od společnosti Hexagon je jedničkou v oblasti bezdotykového měření lopatky a je kompatibilní se strojem Leitz Reference BX. Kromě měření všech druhů matných a reflexních ploch je snímač PRECITEC S3 navržený k rychlému zachycení detailního profilu, a to i u velmi malých zaoblení náběžných a výstupních hran lopatek dmychadel nebo turbín leteckých motorů. Toho se dosahuje snímáním ve 4 osách, horizontálním vyrovnáním snímačů a velkým měřicím rozsahem o 3 mm – to vše společně zajišťuje dobrý přístup k celému profilu lopatky.

Ve výsledku dokáže PRECITEC S3 zkrátit dobu měřicího cyklu ve srovnání s tradičním, pouze dotekovým měřením až o 50 %. To je možné částečně proto, že nedochází k žádnému přímému kontaktu se součástí, který by omezoval maximální rychlost snímání, takže optické snímání ve 4 osách může využít kompletní dynamiku SMS. A s rychlostí sběru dat o hodnotě 1000 bodů za sekundu zajišťuje snímač PRECITEC S3 vysokou hustotu bodů. Doba měření se zkracuje také díky tomu, že optická kontrola
lopatky vyžaduje na profilovou část pouze jedno snímání, zatímco u dotekového měření to jsou snímání dvě.

Za účelem dalšího zvýšení produktivity při přechodu mezi optickými snímači a dotekovými sondami je nezbytné zavést rozhraní s plně automatickou výměnou snímačů. Rozhraní SENMATION SX od společnosti Hexagon umožňuje výměnu mezi optickými a dotekovými snímači do 30 sekund a systém automatického rozpoznávání snímače znamená, že není zapotřebí žádná rekalibrace.

Zkombinováním SMS Leitz Reference BX, s přesností, rychlostí a flexibilitou sondy HP-S-X1C i optického snímače PRECITEC S3, a automatizované výměny snímačů nabízené rozhraním SENMATION SX mohou výrobci lopatek dosáhnout výrazného zlepšení, pokud jde o měřicí kapacitu bez kompromisů v přesnosti.