面臨的挑戰(zhàn)：

來自?？怂箍档慕鉀Q方案：

整體精鍛葉片作為動力機械的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。精鍛葉片的型面非常復(fù)雜，對發(fā)動機性能影響大，設(shè)計研制周期長，制造工作量大。其加工、檢測一直被視為制造業(yè)中的難題之一，精鍛葉片加工過程中的全面質(zhì)量控制是精鍛葉片制造過程中的重要環(huán)節(jié)。

?？怂箍低瞥龅木懭~片解決方案，可以實現(xiàn)多種精鍛葉片的一鍵式測量。參數(shù)化檢測界面，全封裝的軟件編程，行業(yè)領(lǐng)先的專業(yè)算法和定制化圖形報告，為客戶帶來最簡易便捷的操作方案。

I. 行業(yè)檢測難點 

精鍛葉片與普通葉片的區(qū)別在于，精鍛葉片的葉形都留有余量，實際的葉形要大于理論的葉形，如果直接按照理論值或者CAD數(shù)模進行測量，測針會發(fā)生碰撞；同時，分析時也需考慮如何將實際余量剔除，以與理論值進行比對。

隨著風(fēng)扇轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇靜子葉片精密鍛造技術(shù)的發(fā)展，精鍛葉片的檢測也向數(shù)字化、自動化、精密化和高效化發(fā)展。葉片是自由曲面，型面輪廓以及相關(guān)參數(shù)的加工和評價較為復(fù)雜，要取得精確的葉身形面數(shù)據(jù)，已成為航空發(fā)動機制造和檢測的難點。

在精鍛葉片的制造過程中，經(jīng)常面臨以下難點：

? 難以建立準確基準

精鍛葉片上存在阻尼臺和流體飛邊，為檢測基準的建立帶來困難。

? 高精度檢測需求

精鍛葉片屬于精密復(fù)雜零部件，對檢測精度和效率要求很高。

? 高節(jié)拍檢測需求

精鍛葉片為粗加工產(chǎn)品，一般為批量檢測，生產(chǎn)節(jié)拍高，對檢測效率要求高。

? 專業(yè)的葉片分析需求

需要配合專業(yè)的葉片分析模塊進行全面、專業(yè)的葉片分析，并生成定制化報告。

? 檢測成本高

傳統(tǒng)的葉片電感儀專機專用，多種葉片需要配置多臺電感儀，擁有成本高；

檢測過程復(fù)雜，需要大量的建立坐標系時間和專業(yè)操作人員，人工成本高 。

? 數(shù)據(jù)信息管理缺失 

檢測數(shù)據(jù)及檢測人員信息無法有效存儲及后續(xù)處理，不能準確追溯。

? “信息孤島” 

設(shè)計、制造及檢測數(shù)據(jù)無法進行統(tǒng)一的有效分析，實現(xiàn)生產(chǎn)制造過程的閉環(huán)及質(zhì)量監(jiān)控，進而實現(xiàn)企業(yè)的綜合質(zhì)量管理系統(tǒng)。

II. 精鍛葉片智能制造解決方案

本項目是?？怂箍堤峁┑木懭~片解決方案，針對葉片復(fù)雜三維曲面特點，以專業(yè)的測量設(shè)備和權(quán)威的測量軟件為平臺，加之針對工件定制化開發(fā)的裝夾、檢測、結(jié)果判定、定制報告等一體化的解決方案，實現(xiàn)多種精鍛葉片的全尺寸測量及檢測過程的智能化，領(lǐng)先于競爭對手。

A. 方案用途 

適用行業(yè)：航空航天

適用零部件：各種形狀精鍛葉片

檢測項目：葉片輪廓度、厚度和扭轉(zhuǎn)等

系統(tǒng)功能：自動定位裝夾、自動建立坐標系、自動生成測量路徑、一鍵式檢測、自動識別合格件、定制化報告輸出

方案效益：

1） 高柔性

傳統(tǒng)精鍛葉片檢測采用電感量儀測量，專機專用，一種專機只能測量一種精鍛葉片。本方案兼容各種精鍛葉片工件的智能檢測，只需導(dǎo)入不同數(shù)據(jù)文件，即可自動生成對應(yīng)測量程序；

2） 從“不能”到“能”

精鍛葉片存在飛邊，與數(shù)模的邊緣不一致。傳統(tǒng)檢測方式無法建立完整的坐標系，本方案采用迭代法準確建立坐標系，自動確認測量范圍，自動規(guī)劃測量路徑，實現(xiàn)自動測量；

3） 提供高精度測量

傳統(tǒng)精鍛葉片電感量儀精度低，本方案提供高精度全尺寸檢測，包括葉片輪廓度、厚度、扭轉(zhuǎn)等參數(shù)；

4） 全面、專業(yè)的葉片分析

本方案提供專業(yè)的葉片分析模塊，可以分析葉片參數(shù)，提供多達40種參數(shù)的全面分析；

5） 專業(yè)裝夾

定制化夾具系統(tǒng)，專門針對工件進行定位緊固，滿足特殊工件的專家需求；

6） 減少設(shè)備成本

傳統(tǒng)電感量儀測量專機專用，多個型號需要定制多個電感量儀，成本較高。

7） 檢測效率提升

高效編制測量程序，節(jié)省50%的編程時間。優(yōu)化的坐標系建立過程，每件節(jié)省30秒至2分鐘。全面準確的圖形分析報告，數(shù)據(jù)結(jié)果準確專業(yè)，最大程度減少人工計算分析的時間。

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B. 專業(yè)的精鍛葉片檢測方案 

a) 全尺寸檢測與評價

? 同時兼容多種類型精鍛葉片的測量。

? 檢測項目包含葉片輪廓度、厚度和扭轉(zhuǎn)等。

b) 建立完整坐標系

精鍛葉片上存在著阻尼臺，以及流體飛邊，給該葉片的基準建立帶來了困難。本方案采用迭代法提供完整的坐標系建立、葉型測量和數(shù)據(jù)分析功能。

c) 一鍵式操作界面

? 參數(shù)化檢測界面，只需輸入不同工件參數(shù)，即可一鍵式完成自動化測量，操作簡單。

? 全部編程封裝化，適用不同尺寸工件，大幅減少編程調(diào)試的時間和人工成本

? 操作簡單，所有測量點安全路徑，報告自動生成，即使是車間工人也可以在極短時間內(nèi)輕松檢測。

d) 權(quán)威的葉片分析 

基于截面數(shù)據(jù)計算方法，實現(xiàn)對未完成和已完成的葉片的測量分析。

? 根據(jù)用戶需求，軟件包可提供多種評價方式。

? 定制化評價和分析，用戶只需提供理論數(shù)據(jù)、評價參數(shù)以及相應(yīng)算法和公差要求即可完成對葉片特定要求的測量和分析評價。

? 定制化圖形報告，根據(jù)客戶要求自動生成數(shù)據(jù)和圖形報告，并協(xié)助進行數(shù)據(jù)分析。

e) 定制化檢測報告

? 圖形化定制報告報告

? 支持多種報告輸出格式：PDF，JPEG和HTML格式，也可以直接打印

? 可按照制定條件輸出（如超差）

f) 葉片智能化選配與排布

葉片選配求最優(yōu)解的這個行業(yè)內(nèi)公認的難題。

發(fā)動機在選配結(jié)束后進行裝配的過程中，為保證壓氣機轉(zhuǎn)子平衡，需要依據(jù)該組轉(zhuǎn)子葉片固有頻率的重量矩進行排布，以為提高容錯率，提高效率。

Hexagon智慧質(zhì)量管理系統(tǒng)將葉片選配工藝和排布系統(tǒng)進行了集成，應(yīng)用最優(yōu)解算法，最大化分解出最優(yōu)組合，降低庫存率及人工選配出錯率，大幅節(jié)省人工成本，原來人工選配需要3個人做3天的工作，采用本方案僅需要5分鐘。降低行業(yè)差別性和特殊性，即使不了解行業(yè)的新人，經(jīng)過簡單培訓(xùn)也可操作。

C. 方案組成

a) 檢測專機

專為解決最復(fù)雜的計量問題而設(shè)計，具有有效掃描功能的活動橋式測量機。 

獨特的TRICISIONTM式（精密三角梁）橫梁設(shè)計，提供了良好的剛性質(zhì)量比。輕合金橋架，與傳統(tǒng)設(shè)計相比較剛性提高了25％，X向?qū)к壷匦慕档?0％，從而保證了平穩(wěn)、精確的運動。移動橋上軸承跨距更寬，降低了由于橋架自轉(zhuǎn)而引起的誤差，從而保證了整機空間精度更高，降低了重復(fù)性誤差，提高了加速和減速性能，使得測量效率更高。 

經(jīng)過精密加工的整體燕尾型導(dǎo)軌，提高了機器的精度和重復(fù)性。非接觸式光柵尺避免了摩擦，裝配時一端固定，另一端可隨溫度變化而調(diào)整，光柵熱膨脹系數(shù)獲得PTB認證。

適用于測量箱體類工件，包括各種形狀以及對葉片、齒輪和螺旋轉(zhuǎn)子等復(fù)雜幾何元素的測量，同時還包括了自由曲面。

技術(shù)特色：

① 超強剛性的全鋁結(jié)構(gòu)并配以TRICISION橋架設(shè)計

② 花崗石工作臺，配以燕尾形導(dǎo)軌

③ 各軸預(yù)應(yīng)力空氣軸承

④ 高分辨率鋼光柵尺，具有PTB認證的熱膨脹系數(shù)

⑤ 模塊化設(shè)計的微處理器控制系統(tǒng)，并獲CE認證

⑥ 三軸方向可同時高速掃描測量的三維矢量測頭

⑦ 伺服電機并配以強化同步帶傳動，降低高速掃描時的機器振動

⑧ 設(shè)置模式下提供探測系統(tǒng)的防撞保護

⑨ 各軸及工件的自動溫度補償系統(tǒng)

探測系統(tǒng)

本測頭系統(tǒng)是高速、高精度的可分度三維掃描模擬測頭。它同時兼容觸發(fā)和掃描功能，支持所有標準的探測模式：單點測量、自定心測量和連續(xù)高速掃描測量，可完成各種復(fù)雜的測量任務(wù)，包括復(fù)雜輪廓和外形的掃描。由于采用觸發(fā)方式進行校驗，因而校驗所需的時間很短。

本測頭具備緊湊的結(jié)構(gòu)，直徑僅30mm,可最大限度的接近待測工件，并可深入工件內(nèi)部進行測量；配備自動分度測座，具有靈活高效的測量能力。 

測頭系統(tǒng)搭配M3螺紋探針，允許探針總長度范圍豎直方向在20-115mm，水平方向0-20mm之間?？梢赃x配自動更換架自動更換測頭，也可以選配自動探針更換架快速更換探針，無需重新校驗，仍可保持測量精度。

b) 專業(yè)測量軟件

?？怂箍导瘓F擁有功能強大的計量軟件。基于特征進行檢測，程序編輯直觀，人機良好互動，適合各種操作水平的測量人員使用。支持最新的Windows 10操作系統(tǒng)，具有CAD功能，I++接口，嵌入式界面和可訂制的用戶界面，便捷的操作，給操作者帶來簡單明了的操作體驗。

目前世界上功能最強大的計量軟件之一，其基本測量特征包括點、線、圓弧、橢圓、拋物線、平面、球、圓柱、圓錐、雙曲面、橢球、拋物面等。可以對測量元素進行相交投影等多種處理。根據(jù)ISO幾何產(chǎn)品規(guī)范進行形位公差的評價，提供圖文并茂的檢測報告。

① 所有標準幾何元素的測量和處理

② 聯(lián)機/脫機自動生成元素探測點

③ 自由編制子程序和循環(huán)

④ 用戶自定義區(qū)域的圖形化軟件包

⑤ 形狀和位置誤差評定(按ISO R1101的標準，包括最大實體原則處理)

⑥ 3D數(shù)模導(dǎo)入，IGES和STEP格式，在CAD幾何特征上生成測量點

針對專業(yè)的計量需求，開發(fā)出了多種類型的可選配的測量模塊，可完成包括齒輪、齒輪刀具、蝸輪蝸桿、凸輪及凸輪軸、葉片、螺紋、螺旋壓縮機轉(zhuǎn)子、齒條等在內(nèi)的多種復(fù)雜形狀工件的檢測。?？怂箍禍y量軟件在專業(yè)計量領(lǐng)域，具有難以比擬的經(jīng)驗優(yōu)勢。

c) 精鍛葉片應(yīng)用模塊

?？怂箍祵I(yè)的精鍛葉片模塊，實現(xiàn)精鍛葉片的智能化檢測，并可根據(jù)客戶需求進行開發(fā)定制，成本低且十分靈活。

基于海克斯康強大的計量檢測軟件，整合葉型三維矢量算法、多種葉型分析擬合算法和專業(yè)喉道面積算法等，有效解決精鍛葉片難以建立檢測基準的難題，滿足精鍛葉片測量高精度、全掃描和高節(jié)拍的檢測需求。

特殊開發(fā)的人性化的軟件操作界面，將復(fù)雜的測量程序進行封裝，只需導(dǎo)入不同工件預(yù)處理數(shù)據(jù)，無需人工編程，即可完成坐標系、測量、評價和數(shù)據(jù)分析整個過程,并可根據(jù)企業(yè)標注選擇需要評價的特征，有效節(jié)省人工、提高產(chǎn)能，是精鍛葉片檢測、數(shù)據(jù)管理分析的一體化解決方案，有效精鍛葉片的制造質(zhì)量。

d) 葉片分析模塊 

Hexagon葉片分析模塊，應(yīng)用基于截面數(shù)據(jù)的計算方法，實現(xiàn)對未完成和已完成的葉片的測量分析。通過獲取的2D或3D葉片截面數(shù)據(jù)，與理論數(shù)據(jù)進行三維比較和分析，進而得到葉片各參數(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。用戶只需提供理論數(shù)據(jù)、評價參數(shù)以及相應(yīng)算法和公差要求即可完成對葉片特定要求的測量和分析評價。分析評價過程完成后，軟件包會自動根據(jù)客戶要求生成數(shù)據(jù)和圖形報告，客戶可據(jù)此判定所檢葉片是否合格，并迅速找到不合格品在制造中存在的問題點，從而解決問題。

e) 葉片選配和排布模塊

發(fā)動機在前期研制過程中，常常出現(xiàn)振動大的情況，使其零件產(chǎn)生疲勞損壞，降低發(fā)動機的使用壽命。而保證轉(zhuǎn)子葉片具有合格的固有頻率是保證壓氣機轉(zhuǎn)子平衡的先決條件，為保證壓氣機轉(zhuǎn)子平衡，需要依據(jù)該組轉(zhuǎn)子葉片固有頻率的重量矩進行排布。

Hexagon的智能化葉片選配及排序模塊將葉片選配工藝和排布系統(tǒng)進行了集成，應(yīng)用最優(yōu)解算法，最大化分解出最優(yōu)組合，降低庫存率及人工選配出錯率，大幅節(jié)省人工成本，原來人工選配需要3個人做3天的工作，采用本方案僅需要5分鐘。降低行業(yè)差別性和特殊性，即使不了解行業(yè)的新人，經(jīng)過簡單培訓(xùn)也可操作。

f) 定制化夾具系統(tǒng)

航空發(fā)動機葉片由于其結(jié)構(gòu)特點，在檢測時裝夾一般采用低端由專業(yè)夾具夾緊的方式。夾緊端工裝需要根據(jù)葉片根部榫齒形狀進行仿形設(shè)計，以保證定位準確和裝夾的剛性，如果客戶需要對多個葉片進行陣列（批量）檢測，我們也可以根據(jù)客戶需求特殊定制多工位葉片夾具，提高測量效率。 

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