Высокоскоростное измерение лопаток

Лопатки вентиляторов и турбин в реактивных двигателях последнего поколения — это впечатляющее достижение с точки зрения дизайна и конструкции. Но их сложность является серьезной проблемой для традиционных технологий контроля лопаток. Как п равило, современные лопатки вентиляторов и турбин имеют композитный профиль из углеродного волокна с передней кромкой из титанового сплава. Современные технологии производства позволяют создавать эффективные с точки зрения аэродинамики лопатки из композитных материалов, имеющие профиль сложной формы с тонким поперечным сечением, участками различной толщины и малыми радиусами кромок.

Получаемые в результате этого конструкции обеспечивают такие преимущества в работе, как уменьшенный вес и потребление топлива реактивного двигателя, а также его повышенную долговечность. Но при этом лопатки имеют такую сложную форму, что это может стать препятствием при измерениях с высокой пропускной способностью, особенно если при этом необходимо обеспечивать жесткие допуски.

Достижение баланса

Баланс между скоростью и высокой точностью, тем не менее, может быть достигнут благодаря правильному сочетанию оптического и контактного датчиков. Контактный датчик должен быть достаточно точным чтобы выполнять критически важное выравнивание хвостовика лопатки, которое является основой всех последующих измерений. Он также должен измерять сильно наклоненные поверхности хвостовиков в форме шеврона или «ласточкиного хвоста», доступ к которым нелегко обеспечить с помощью оптического датчика. Сканирующий датчик HP-S-X1C компании Hexagon сочетает в себе точность и гибкость, позволяя измерять как в последовательном поточечном, так и непрерывном сканирующем режиме, что делает его идеальным для данной задачи.

Датчик белого света, в свою очередь, должен позволять измерять все виды матовых и отражающих материалов, включая углеволокно. Кроме того, важно увеличить зону охвата и гибкость контроля, выбирая оптический датчик, горизонтально зафиксированный по оси Z.

Контактный и оптический датчики должны использоваться вместе с координатно-измерительной машиной, настроенной на получение прецизионных измерений крупногабаритных деталей, например, Leitz Reference BX, от Hexagon, которая является специализированной КИМ для измерения лопаток вентиляторов и турбин высотой до 900 мм.

Улучшенный захват профиля

Оптический датчик белого света Precitec S3 от Hexagon лидирует на рынке бесконтактных измерений лопаток; он совместим с Leitz Reference BX. Помимо измерения всех видов поверхностей, как матовых, так и отражающих, PRECITEC S3 позволяет быстро и с высокой детализацией обрабатывать профили даже с очень малыми радиусами передней и задней кромок лопаток вентиляторов или турбин авиационного двигателя. Это достигается за счет объединения способности сканирования в 4 осях, горизонтального выравнивание датчика и большого диапазона измерения, равного 3 мм, что все вместе обеспечивает хороший доступ ко всем точкам профиля лопатки.

В результате, PRECITEC S3 может сократить время измерительного цикла до 50% в сравнении с традиционным измерением контактным способом. Отчасти такое становится возможным благодаря отсутствию непосредственного контакта с деталью, который ограничивает максимальную скорость сканирования, что позволяет выполнять сканирование в 4 осях, максимально используя динамические свойства КИМ. При этом, имея скорость получения измерений при сканировании до 1000 точек в секунду, PRECITEC S3 обеспечивает высокую плотность точек. Время измерения также сокращается, поскольку контроль лопатки оптическими методами требует только одного сканирования сечения профиля в сравнении с двумя сканированиями в случае измерений контактным способом.

Для дальнейшего увеличения производительности при переключении с оптических на контактные датчики, важно иметь в распоряжении полностью автоматический интерфейс смены датчиков. SENMATION SX от Hexagon позволяет менять оптические и контактные датчики менее чем за 30 секунд, а система автоматической идентификации датчиков означает отсутствие необходимости повторной калибровки.

Сочетая КИМ Leitz Reference BX с точностью, скоростью и гибкостью контактного датчика HPS-X1C и оптического датчика PRECITEC S3, а также автоматической сменой датчиков, обеспечиваемой SENMATION SX, производители лопаток могут существенно увеличить пропускную способность измерений без ущерба точности.