Wenzel測量機(jī)在過渡段系列零件的掃描應(yīng)用

陳鳳江 宋振

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽110043）

Wenzel測量機(jī)在過渡段系列零件的掃描應(yīng)用

陳鳳江 宋振

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽110043）

本文以燃機(jī)燃燒室過渡段在Wenzel L15-12測量機(jī)掃描為例，闡述了過渡段系列零件在Wenzel測量機(jī)上的掃描應(yīng)用，包括測量機(jī)掃描傳感器簡介、零件型面的分析、零件裝夾設(shè)計和零件掃描參數(shù)設(shè)定幾個環(huán)節(jié)。

掃描；過渡段；測量機(jī)；數(shù)據(jù)

1 引言

燃機(jī)燃燒室過渡段是中航工業(yè)黎明生產(chǎn)的美國GE能源公司家族類產(chǎn)品，需要掃描的件號有十幾種，產(chǎn)量大，是工廠的主要創(chuàng)匯產(chǎn)品之一。該零件上﹑下半瓢在校型后，經(jīng)過組合焊接結(jié)合后，使用三坐標(biāo)（以下簡稱CMM）對該零件表面進(jìn)行掃描，掃描的數(shù)據(jù)導(dǎo)出VDA格式，再導(dǎo)入到UG模型中觀察零件的成型，掃描數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量控制。本文通過對零件的分析設(shè)計和掃描參數(shù)的設(shè)定，將Wenzel測量機(jī)掃描功能應(yīng)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(jī)驗(yàn)證掃描數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，最后將此方法推廣于其他零件的掃描。

2 Wenzel測量機(jī)掃描傳感器及目前的困難

Wenzel測量機(jī)使用的傳感器為TP20，TP20傳感器為觸測式傳感器，設(shè)置搜索，測量，回退三種距離后再設(shè)置掃描點(diǎn)間距才可以進(jìn)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(shù)。

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

TP20傳感器特點(diǎn)：輕便快速，適用于較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的空間尺寸的采集。

2.2 Wenzel測量機(jī)掃描存在的困難

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

3 過渡段零件掃描的應(yīng)用

3.1 過渡段零件型面分析

過渡段結(jié)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(fù)雜，小弧度截面變化快，對編程要求難度大，很容易采點(diǎn)“撞車”停機(jī)。

3.2 零件裝夾的設(shè)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(jī)平臺上的螺紋孔相對應(yīng)，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(jù)零件裝夾的高度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，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(jù)過渡段零件的實(shí)際長度具體調(diào)節(jié)，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(diào)節(jié)支撐圓口的兩個支柱的高度，從而調(diào)節(jié)零件與平臺之間的角度。

3.3 零件掃描參數(shù)的設(shè)定

掃描參數(shù)分為測量機(jī)設(shè)置和掃描模塊設(shè)置。測量機(jī)設(shè)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(shè)置包括參考方式﹑點(diǎn)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(rèn)3.0000mm，搜索距離默認(rèn)也是3.0000mm，但是過渡段零件型面復(fù)雜，為避免撞車，我們將測量距離設(shè)定為5.0000mm，搜索距離設(shè)定為5.0000mm，回退距離設(shè)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(jù)我們實(shí)際零件的試驗(yàn)，我們把定位加速度設(shè)定為80%，定位速度設(shè)定為60%，測量加速度設(shè)定為70%，測量速度設(shè)定為60%。

掃描模塊設(shè)置：參考方式分為兩種，一種為平均化測量點(diǎn)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(shè)定的，另一種為測量點(diǎn)到參考平面的距離，這種方法適合于點(diǎn)數(shù)少的截面掃描。根據(jù)工藝規(guī)程要求和實(shí)際零件試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)平均化測量點(diǎn)到參考平面這種方法適合過渡段零件掃描。點(diǎn)間距設(shè)置是測量點(diǎn)之間的距離，距離過大會導(dǎo)致因型面不規(guī)則而撞車，距離過小直接影響掃描效率， 經(jīng)過現(xiàn)場選取截面進(jìn)行掃描試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)點(diǎn)間距設(shè)定為3-5mm最為適合過渡段零件。掃描方向根據(jù)掃描效率設(shè)定為從下向上掃描。

4 掃描數(shù)據(jù)驗(yàn)證及推廣

通過以上零件裝夾的設(shè)計和掃描參數(shù)的設(shè)定，完成零件掃描程序的編制，經(jīng)過對掃描數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，掃描程序可行有效，成功的將Wenzel測量機(jī)掃描功能應(yīng)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(jié)語

三座標(biāo)測量機(jī)在工業(yè)上的使用非常廣泛，其空間擬合測量與掃描功能的應(yīng)用，使得許多常規(guī)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(yōu)化測量過程，提高生產(chǎn)效率成為了一個與企業(yè)競爭力最為相關(guān)的話題。

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

[2]機(jī)械設(shè)計手冊[Z]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998．

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