工件在机测量在叶片、叶轮加工过程中的应用

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1、：。。。。Q。Q。：。。Q。：．．ii：i：!：．1i《liiL工件在机测量在叶片、叶轮加工出m&h一让：过程中的应用ApplicationofOn-MachineInspectioninProcessofMachiningBladeandImpeHer海克斯康测量技术(青岛)有限公司杨自科卞光耀中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司单英吉杨自科毕业于天津大学．工学和管理学学士．就职于海克斯康测■技术(青岛)有限公司．2007年开始从事在机谢■方面的工作。叶片、叶轮的加工制造历来都是一个难题．也是国内制造业亟待提高的领域。很多企业在生产工程中普遍会遇到

2、如下问题：加工基准很难快速、准确地确定，工装的重复定位精度和稳定性较难满足加工需求，现有方法使用量表和寻边器等找加采用在机测量系统，通过安装在机床上的测头和相应的软件测量系统就能实现加工基准快速、准确定位。每次装夹紧固之后的测量系统程序自动将测得的零点坐标值刷新到机床控制器中。通过在机测量方案的实施。能够快速、准确地进行工件定位。同时解决了以往使用传统工具费时、费力的问题。而且测量重复性往往在几个um以内。大大提高了加工的稳定性，也减少了对人的依赖。工基准费时、费力．操作人员的素质在加工质量的稳定性上占很大因素．制造过程不受控，二维的尺寸可以由操作员

3、通过卡尺等工具来进行简单判断，但是制造过程中无法对三维的尺寸进行自检，对于刀具磨损、变形等带来的三维加工误差无法快速做出判断；返工工作很难进行。不合格零件返工时重新找回加工基准更加困难，不可避免地有一些精度损失，返工往往也会占用大量的人力、物力。其中整体叶轮的机加工难度要远远大于单叶片的加工，该类加工主要在进口的高精度五轴数控加工中心进行，叶轮从机床上拆下后，如果出现局部超差情况，将很难重新进行二次定位、修复，报废率很高。同时，在没有过程检测数据之前，叶轮加工参数的调整也很难找到合适的参考。针对上述问题，本文主要采用了工件在机测量系统，结合工件特点制

4、定出解决方案，并对结果进行分析。工件在机测量组成曩工作原理在机测量是以机床硬件为载体，附以相应的测量工具，在机床上实现工件或刀具尺寸的测量。根据被测2011年第2l期·航空制造技术103—审}宁‘图1叶轮的在机测量特征的不同可以分为两大类：T件在机测量和刀具在机测量，本文主要讨论工件在机测量。图1所示即为叶轮的在机测量。工件在机测量其测量工具分为硬件和软件两部分。硬件即测头，根据信号传输方式的不同主要分为红外线测头和无线电测头。软件根据其功能特点主要分为2D测量程序和3D测量软件。1测头的工作原理测头系统分为两大部分：测头和接收器。测头一般来说是安装

5、在主轴上使用的，如图2所示。我们常说，它“相当于”一把加工_l{j的刀具，只不过刀具是用来加丁工件的，而测头是用来测量工件的。测头在触测到工件时，需要产生信号传输到机床．而机床感知这种信号就是通过接收器来进行的。接收器根据需要安装在能够正常与测头进行通信的部位，后端通过电缆与机床控制器相连接。在测头触测到工件时发出信号给接收器。接收器接到信号后，会把此信号输入机床控制器。南于主流的控制系统内部已经为在机测量开发并预留了这些功能，所以在接收到此信号时控制器会把当前机床测头的坐标值锁存下来。从而有了测量、计算和分析所需要的数据。具体的测量程序、路径、计算

6、和分析是通过软件部分来实现的。测头按其信号传输方式的不同分为2类：红外线测头和无线电测头。(1)顾名思义，红外线测头的信号传输方式是测头和接收器之间的信号通过红外线来传输。由于红外技术的一些特点：传输距离不能太长，否则收不到信号；发射器和接收器之间不能有不透明的物体阻挡，否则也会接受不到信号。所以红外线测头一般来说用在中小型的加丁中心和车床上，用在工件尺寸较小、T件形状不复杂的测量需求中。图3为装于机床上的红外触发测头。(2)无线电测头的测头和接收器之间的信号通过无线电来传输。图2安装于主轴上的测头104航牵制造技术·2011年第21期无线电技术传输

7、距离较大，可满足长达数十米的信号传输；另外，即使测头和接收器之前有不透明的物体阻挡也可以正常地进行信号的发送和接收。所以，无线电测头一般来说应用在中大型的：hn-r中心和车床上，用在工件尺寸比较大、形状复杂的图3装于机床上的红外触发测头测量领域。国家对无线电的应用是有管制的，海克斯康集团旗下德同m&h公司生产的无线电测头使用的是国家允许的民用频段，而且功率上也满足国家规定。2软件的工作原理软件根据其功能特点主要分为2D测量程序和3D测量软件。(1)2D测量程序是JH于测量工件二维特征的程序。能够测量的二维特征包括单点(非i维曲面点)、距离、夹角、圆心

8、坐标及直径等。这些一般来说是各大在机测量厂商或机床控制器厂商配合机床控制器所开发的可以直接在控制器上进行编辑