Wenzel測量機在過渡段系列零件的掃描應用

陳鳳江 宋振

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽110043）

Wenzel測量機在過渡段系列零件的掃描應用

陳鳳江 宋振

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽110043）

本文以燃機燃燒室過渡段在Wenzel L15-12測量機掃描為例，闡述了過渡段系列零件在Wenzel測量機上的掃描應用，包括測量機掃描傳感器簡介、零件型面的分析、零件裝夾設計和零件掃描參數設定幾個環節。

掃描；過渡段；測量機；數據

1 引言

燃機燃燒室過渡段是中航工業黎明生產的美國GE能源公司家族類產品，需要掃描的件號有十幾種，產量大，是工廠的主要創匯產品之一。該零件上﹑下半瓢在校型后，經過組合焊接結合后，使用三坐標（以下簡稱CMM）對該零件表面進行掃描，掃描的數據導出VDA格式，再導入到UG模型中觀察零件的成型，掃描數據的準確性直接決定產品的質量控制。本文通過對零件的分析設計和掃描參數的設定，將Wenzel測量機掃描功能應用于過渡段系列零件，完成零件掃描程序的編制，然后采用不同的測量機驗證掃描數據的準確性，最后將此方法推廣于其他零件的掃描。

2 Wenzel測量機掃描傳感器及目前的困難

Wenzel測量機使用的傳感器為TP20，TP20傳感器為觸測式傳感器，設置搜索，測量，回退三種距離后再設置掃描點間距才可以進行掃描，對型面變化大的零件需要分段掃描，在掃描過程中需要不斷變換掃描參數。

TP20傳感器：感應方向 ±X，±Y，±Z；單方向往返精度：0.5μm；XY平面預定行程變化：1.00μm；重量：22g；觸發壓力：XY平面-8g；Z軸-10g；

TP20傳感器特點：輕便快速，適用于較復雜結構的空間尺寸的采集。

2.2 Wenzel測量機掃描存在的困難

由于Wenzel L15-12測量機是黎明公司第一臺從Wenzel公司引進的橋式測量機，該測量機軟件功能區和硬件功能區與此前所使用的海克斯康測量機完全不同，尤其是在掃描功能模塊的不同導致工廠過渡段零件無法正常掃描。

3 過渡段零件掃描的應用

3.1 過渡段零件型面分析

過渡段結合前分為兩個形狀對稱的上﹑下半瓢，一端為方口端面，一端為圓口端面，方口端面向圓口方向5-40mm處，型面極其復雜，小弧度截面變化快，對編程要求難度大，很容易采點“撞車”停機。

3.2 零件裝夾的設計

零件裝夾工具由兩個的平板﹑四個圓柱形的支柱，一個有凹槽的擋板。兩個平板的厚度約為30mm，面積約為30cm×50cm，平板上均勻分著螺紋孔，與測量機平臺上的螺紋孔相對應，以固定平板和支柱；用來支撐圓口端的兩個支柱的長度可以根據零件裝夾的高度進行相應的調節，另外兩個支柱用來放擋板，方口端面下邊緣裝夾在凹槽的擋板上。

測量前，將兩個平板固定在平臺上，兩個平板之間的距離根據過渡段零件的實際長度具體調節，再將四個支柱固定在平板上，把擋板放在方口支柱上，擋板和支柱之間一定不能留下空隙，然后將零件放在夾具上，觀察零件與平臺之間的大致角度是否為60°，如果角度高于或者低于60°，可以調節支撐圓口的兩個支柱的高度，從而調節零件與平臺之間的角度。

3.3 零件掃描參數的設定

掃描參數分為測量機設置和掃描模塊設置。測量機設置包括測量距離﹑搜索距離﹑回退距離﹑定位速度﹑定位加速度﹑測量速度﹑測量加速度。掃描模塊設置包括參考方式﹑點間距﹑掃描方向。

測量距離是測針紅寶石在零件前停頓的距離。這個距離一般默認3.0000mm，搜索距離默認也是3.0000mm，但是過渡段零件型面復雜，為避免撞車，我們將測量距離設定為5.0000mm，搜索距離設定為5.0000mm，回退距離設定為3.0000mm。

定位速度是指測頭移動到測量距離之前的速度，測量速度是指從測量距離處到接觸零件之前的速度。根據我們實際零件的試驗，我們把定位加速度設定為80%，定位速度設定為60%，測量加速度設定為70%，測量速度設定為60%。

掃描模塊設置：參考方式分為兩種，一種為平均化測量點到參考平面的距離，這種方法以方口平面為參考平面，從參考平面到每個掃描截面的距離是可以設定的，另一種為測量點到參考平面的距離，這種方法適合于點數少的截面掃描。根據工藝規程要求和實際零件試驗，我們發現平均化測量點到參考平面這種方法適合過渡段零件掃描。點間距設置是測量點之間的距離，距離過大會導致因型面不規則而撞車，距離過小直接影響掃描效率， 經過現場選取截面進行掃描試驗，我們發現點間距設定為3-5mm最為適合過渡段零件。掃描方向根據掃描效率設定為從下向上掃描。

4 掃描數據驗證及推廣

通過以上零件裝夾的設計和掃描參數的設定，完成零件掃描程序的編制，經過對掃描數據的驗證，掃描程序可行有效，成功的將Wenzel測量機掃描功能應用于過渡段系列零件，最后將此方法推廣于工廠其他零件的掃描。

結語

三座標測量機在工業上的使用非常廣泛，其空間擬合測量與掃描功能的應用，使得許多常規尺表量具無法測量的尺寸與型面輪廓得到了很好的解決，在測量功能日益完善的今天，優化測量過程，提高生產效率成為了一個與企業競爭力最為相關的話題。

[1]Wenzel測量機操作手冊[Z]．上海Wenzel儀器有限公司，2005．

[2]機械設計手冊[Z]．北京：機械工業出版社，1998．

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