GE Aviation, 发动机叶片测量, 从stereoSCAN到b-inspect, 自动化的非接触式三维光学测量
概述:
结合批量质量检验技术(3D QAC)和功能强大的检测软件可以简便快速准确可靠地获取被测物体表面完整的3D数据及与物体的数据模型进行各种对比计算。可以快速简单精确地检测到整体及局部变形,变形的位置及变形量。变形可能来自老化,或其 它原因产生。从测量到给出完整的检测分析数据仅用几分钟时间,可以方便指导下一步的生产,保证按CAD图的要求生产出精密合格的部件。
3D QAC的主要应用和优点
. 整个表面全部检测,这种检测关注整体,而非特定区域及其细节,使得检验结论更完整可靠。
. 识别偏差,对其进行定位和定量分析。
. 对已入库合格件进行再次3D几何尺寸检查(如首件检验合格及生产过程中抽检合格后入库)。
. 对由于材料物理性能等产生的质量问题,由于材料老化,生锈和过度使用等质量问题产生的偏差进行记录后给出是否 合格的结论。
. 通过对首件检验及改进生产,大幅度减少了生产过程中质量检验时间。
. 通过快速准确可靠的检验使得人们及早发现并排除问题,大幅度提高了产品质量和生产效率。
客户
GE Aviation 是军用飞机,商用飞机,喷气飞机,舰载飞机,电站发动机和各种风机用等所有发动机生产商的领航者。
测量原理
拓扑几何:利用基于灰度编码和相位移技术的微结构光投影技术,三角测距和2D图像处理中的边缘检测技术。
技术数据
测量范围: 175mm
精度: ± 10μm
数字相机: 2 x 5兆像素
光源:卤素灯/LED光源
工作距离: 880mm
传感器重量: 6kg
测量时间: < 1 sec / scan
执行标准: VDI/VDE Guideline 2634-2/3
测量目标
波音747飞机推进装置叶片
材料: 钛
尺寸: 175x43x32mm
测量系统
博尔科曼 stereoSCAN-HE和turntiltUNIT-15
转台/摆动单元: 承载能力: 15kg
转角范围: 360°,
俯仰摆动角度: 60°
工作过程
整个检测对比过程分为两个主要步骤。利用博尔科曼的3D扫描数字化系统 stereoSCAN -HE 和带摆头功能的转台Turntilt UNITGE-15转台,通过软件 OPTOCAT自动完成扫描产生叶片的3D数据。通过检测软件, Geomagic 或者Polyworks自动完成测量数据与模型数据的对比,给出是否合格的结论。
1. 扫描和数据处理
. 把叶片固定在转台 turntiltUNITGE-15上,然后利用博吕曼公司的 stereoSCAN 3D-HE 系统自动完成扫描测量和数据 储存工作。利用博吕曼公司的OPTOCAT软件完成叶片几何尺寸的测量和数字可视化工作。然后把3D数据转换成与对 比软件所接收的数据格式相匹配的STL 或 PLY 格式 。
2. 质量辨识
. 调入CAD 模型数据。
. 确定检测部位和检测内容:边缘切线和叶片厚度。
.确定要调入的检查数据:边缘,扭曲角度和叶片根部位置。
. 调入所得到的测量数据。
. 自动辨识对比过程,包括生成测量报告和存档。
以2D和3D彩色偏差图进行图示,以表格形式给出理论值,测量值和偏差值等。
结论
使用博吕曼公司最先进的3D扫描数字化系统stereoSCAN3D-HE和转台turntiltUNITGE-15和强大的匹配检测软件可以对物 体表面进行全自动质量检测。代替了传统可靠但费时地检测方式。尽管全面检验增加了储存数据,但大幅缩短检验时间,检验结果更加完整准确可靠。检验结果反过来用于指导生产过程,大大提高了产品质量和生产效率。
检测案例已经完成,但故事还在继续。就像奥林匹克的口号一样,在工业领域,人们也一样要求, 更快,更精确,更简便。2009年11月, 博吕曼公司,GE Aviation和美国国防装备部联合发起了一个研发项目,b-inspect, 全自动化的专业三维光学叶片测量设备。
它要满足一下要求,
精度可以满足叶片检测的需求0.005英寸
单个叶片检测时间不超过5分钟
对反光的叶片也可以进行直接扫描(镜面式的反光除外)
可以测量很小的R角,0.1毫米
可以吗? 也许可以,来自德国南部的Breuckmann公司的技术人员带着德国人的保守,当时这样回答。到了2010年10月,新一代叶片测量机b-inspect面世了,满足了所有美国国防装备部的验收标准。
测量精度一直是Breuckmann公司三维扫描仪的优势,完全按照VDI2634标准!测量时间,因为加入了库卡机械臂,全自动扫描,一个叶片5分钟!
另外两个要求,就要归功于GE Aviation的两个专利软件模块,hotspot和Edgelight.
Hotspot主要用于消除叶片本身由于角度形成的反射干扰信号。Edgelight用于消除三维光学扫描不能得到锐利边缘的劣势。
其中,Breuckmann运用了GE和美国空军国防部两个重要的专利!
B-inspect优点:
完全自动化的测量过程,减少人为的误差
不必在被测量物上粘贴标志点,不必喷显像剂
针对目标的快速工作流程
快速掌握,简单易用,一键化操作
在大量工作时亦有出众的绝对准确度
实现真正意义上的批量检测,甚至是达到全检
超密的点云,使叶片边缘数据完美体现
扫描结束后,自动生产专业的检测报告
设备可以放在办公室内使用,无污染,无噪音
运用GE的两大专利
与传统的CMM比较后,时间效率都有明显提高
在与其他设备,包括传统卡尺,三坐标,其他三维扫描仪进行详细比较:
如果您想了解更多的信息,请联系,xiaobin.zhou@breuckmann.com
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