在线测量技术在航空制造领域的应用.doc

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1、在线测量技术在航空制造领域的应用摘要：该文对应用于航空发动机零件制造中的在线测量系统构成、测头选择方法、测量数据处理等技术进行研究与试验。工艺试验结果表明,在线测量技术是保证零件质量、提高生产效率的一个重要手段。关键词：在线测量测头数据处理中图分类号：TP206文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)04(c)-0026-01在线测量技术是指通过在线测量系统实现零件加工后保持位置不变、直接对零件进行测量的技术。其优势在于可以减少零件返修周期，保证产品制造过程中的质量稳定。在线测量可应用于零件加工之前，进行工件、

2、工装的自动定位测量、工件坐标系的自动建立、工件尺寸的自动测量；零件加工过程中，工件关键尺寸和形状的自动检测，刀具补偿值的自动修正,加工超差报警；零件加工结束后，工件尺寸和形状的自动检测、加工超差报警。对于航空发动机零部件的生产而言，复杂的结构、高精度的加工要求、难切削的材料加工特性以及昂贵的制造成本都需要对零件进行全制造周期的监控，在线测量技术就成了保证零件质量、提高生产效率的一个重要手段。1在线测量系统构成在线测量系统主要由软件系统和机床系统两部分组成。软件系统主要由测量程序生成与测量数据处理两部分组成。测量程序生成主要是

3、通过提取产品数学模型中的主要参数，建立产品结构化参数模型，根据产品结构特点，合理规划测量路径、进而生成测量程序，再经过与机床对应的后置处理器的处理形成机床可识别的测量程序；测量数据处理是对测头系统采集的数据进行处理与分析，并生成工艺需求的检测分析报告。机床系统可被看作为整个测量系统的执行部分，它将软件系统生成的测量程序由机床控制系统向各运动轴系发放指令，并由机床伺服系统驱动运动部件执行程序指令，最终实现测头系统在零件表而的数据采集，数据再经过数控系统的通信接口传递给软件系统，进行处理与分析。该系统的优势在于通过DNC方式可快

4、速、准确地将测量数据传输至制定PC机，进行数据的分析与评价。以实现在不拆卸零件的情况下发现并解决问题。2测头的选择高精度的机内测头是在线测量结果可靠的基本保证，对测头的要求是在测量时测尖在与整体叶盘表曲接触的瞬间，测头系统就应感知到，并向控制系统发出信号，锁存住各轴的光栅读数，进而获得各轴的坐标参数，完成一次测量。测头的延迟反应时间越短，则说明测头越灵敏，测量的精度也越高。由于整体叶盘结构复杂，口尺寸与形位精度要求严格，因此对测头的要求相对较高。一般加工屮心所配机内测头采用的是传统的触发式传感装置，其灵敏度受到触发传感机构的

5、限制，不是很高，当测头的测杆的长度超过其设计值时，其测量准确度急剧下降，精度无保证，测量结果无效。RMP600高精度机内测头与普通测头在触发传感机构上差异很大，它采用了最新的应变片传感机构，使其灵敏度人为提高，对较长的测杆（200mm）也可适用。RMP600的信号非常简单，在测尖在与整体叶盘表面接触后，由信号接收装置RMI接收,RMI再向控制系统840D发出一个中断信号oRMP600的信号传输采用特殊的跳频无线电信号传输，传输距离达15hi,测头信号不容易被遮挡，易于使用。通过在加工中心上的测试，分析标准球和典型件的测量结果

6、，可以认为RMP600测头的精度符合在线测量的要求，测量结果可信。3测量程序设计检测处标系是检测工程开始的前提，对检测工程尤为重要。测量程序的设计主要从以下儿个方面进行考虑：定义测头、工件特征确认、测量点选取及工件加工坐标系的设定。测头的定义包括测头几何参数的设置与技术参数的设置两部分。几何参数包含红宋石球直径、测杆长度、测杆直径，为了提高检测的安全性，防止测杆与叶片发生干涉，可适当将测杆直径增大。检测坐标系选定一般与零件的加工基准重合。同时，测量数据还需耍与结构化参数模型进行分析比较，这就要求结构化模型的坐标系也要与零件的

7、坐标系一致。因此，零件的设计基准、工艺基准和测量基准要保持一致。在每个测量过程中，测头的运动分为两个阶段。第一阶段为普通运动,宝石球与被测点的距离大于系统设定的接近距离（一般为6mm）,数控系统认为在此阶段内测头不应与任何物体相接触，若出现接触，数控系统认为发生了碰撞，系统立即停止运动，进入保护状态，各轴被锁定，通过操作盒不能移动测头。要解除这种状态，需在主操作面板上，发“M110”命令（测量系统无效），仔细检查后，可让测头脱离接触，再发“Mill”命令（测量系统有效）。第二阶段为测量运动，宝石球与被测点的距离小于系统设定的

8、接近距离，测头移动速度已降低，以保证测量的准确性。当宝石球或测杆与任何物体相接触后，数控系统停止移动；自动采点，并回退，完成一次测量。4测量数据处理与分析选用高精度标准件及具有复杂曲面结构的整体叶盘进行在线测量试验。测试方案：分别选用100mm和200mm长的测杆对直径为①15mm>①30