Wenzel测量机在过渡段系列零件的扫描应用

陈凤江 宋振

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳110043）

Wenzel测量机在过渡段系列零件的扫描应用

陈凤江 宋振

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳110043）

本文以燃机燃烧室过渡段在Wenzel L15-12测量机扫描为例，阐述了过渡段系列零件在Wenzel测量机上的扫描应用，包括测量机扫描传感器简介、零件型面的分析、零件装夹设计和零件扫描参数设定几个环节。

扫描；过渡段；测量机；数据

1 引言

燃机燃烧室过渡段是中航工业黎明生产的美国GE能源公司家族类产品，需要扫描的件号有十几种，产量大，是工厂的主要创汇产品之一。该零件上﹑下半瓢在校型后，经过组合焊接结合后，使用三坐标（以下简称CMM）对该零件表面进行扫描，扫描的数据导出VDA格式，再导入到UG模型中观察零件的成型，扫描数据的准确性直接决定产品的质量控制。本文通过对零件的分析设计和扫描参数的设定，将Wenzel测量机扫描功能应用于过渡段系列零件，完成零件扫描程序的编制，然后采用不同的测量机验证扫描数据的准确性，最后将此方法推广于其他零件的扫描。

2 Wenzel测量机扫描传感器及目前的困难

Wenzel测量机使用的传感器为TP20，TP20传感器为触测式传感器，设置搜索，测量，回退三种距离后再设置扫描点间距才可以进行扫描，对型面变化大的零件需要分段扫描，在扫描过程中需要不断变换扫描参数。

TP20传感器：感应方向 ±X，±Y，±Z；单方向往返精度：0.5μm；XY平面预定行程变化：1.00μm；重量：22g；触发压力：XY平面-8g；Z轴-10g；

TP20传感器特点：轻便快速，适用于较复杂结构的空间尺寸的采集。

2.2 Wenzel测量机扫描存在的困难

由于Wenzel L15-12测量机是黎明公司第一台从Wenzel公司引进的桥式测量机，该测量机软件功能区和硬件功能区与此前所使用的海克斯康测量机完全不同，尤其是在扫描功能模块的不同导致工厂过渡段零件无法正常扫描。

3 过渡段零件扫描的应用

3.1 过渡段零件型面分析

过渡段结合前分为两个形状对称的上﹑下半瓢，一端为方口端面，一端为圆口端面，方口端面向圆口方向5-40mm处，型面极其复杂，小弧度截面变化快，对编程要求难度大，很容易采点“撞车”停机。

3.2 零件装夹的设计

零件装夹工具由两个的平板﹑四个圆柱形的支柱，一个有凹槽的挡板。两个平板的厚度约为30mm，面积约为30cm×50cm，平板上均匀分着螺纹孔，与测量机平台上的螺纹孔相对应，以固定平板和支柱；用来支撑圆口端的两个支柱的长度可以根据零件装夹的高度进行相应的调节，另外两个支柱用来放挡板，方口端面下边缘装夹在凹槽的挡板上。

测量前，将两个平板固定在平台上，两个平板之间的距离根据过渡段零件的实际长度具体调节，再将四个支柱固定在平板上，把挡板放在方口支柱上，挡板和支柱之间一定不能留下空隙，然后将零件放在夹具上，观察零件与平台之间的大致角度是否为60°，如果角度高于或者低于60°，可以调节支撑圆口的两个支柱的高度，从而调节零件与平台之间的角度。

3.3 零件扫描参数的设定

扫描参数分为测量机设置和扫描模块设置。测量机设置包括测量距离﹑搜索距离﹑回退距离﹑定位速度﹑定位加速度﹑测量速度﹑测量加速度。扫描模块设置包括参考方式﹑点间距﹑扫描方向。

测量距离是测针红宝石在零件前停顿的距离。这个距离一般默认3.0000mm，搜索距离默认也是3.0000mm，但是过渡段零件型面复杂，为避免撞车，我们将测量距离设定为5.0000mm，搜索距离设定为5.0000mm，回退距离设定为3.0000mm。

定位速度是指测头移动到测量距离之前的速度，测量速度是指从测量距离处到接触零件之前的速度。根据我们实际零件的试验，我们把定位加速度设定为80%，定位速度设定为60%，测量加速度设定为70%，测量速度设定为60%。

扫描模块设置：参考方式分为两种，一种为平均化测量点到参考平面的距离，这种方法以方口平面为参考平面，从参考平面到每个扫描截面的距离是可以设定的，另一种为测量点到参考平面的距离，这种方法适合于点数少的截面扫描。根据工艺规程要求和实际零件试验，我们发现平均化测量点到参考平面这种方法适合过渡段零件扫描。点间距设置是测量点之间的距离，距离过大会导致因型面不规则而撞车，距离过小直接影响扫描效率， 经过现场选取截面进行扫描试验，我们发现点间距设定为3-5mm最为适合过渡段零件。扫描方向根据扫描效率设定为从下向上扫描。

4 扫描数据验证及推广

通过以上零件装夹的设计和扫描参数的设定，完成零件扫描程序的编制，经过对扫描数据的验证，扫描程序可行有效，成功的将Wenzel测量机扫描功能应用于过渡段系列零件，最后将此方法推广于工厂其他零件的扫描。

结语

三座标测量机在工业上的使用非常广泛，其空间拟合测量与扫描功能的应用，使得许多常规尺表量具无法测量的尺寸与型面轮廓得到了很好的解决，在测量功能日益完善的今天，优化测量过程，提高生产效率成为了一个与企业竞争力最为相关的话题。

[1]Wenzel测量机操作手册[Z]．上海Wenzel仪器有限公司，2005．

[2]机械设计手册[Z]．北京：机械工业出版社，1998．

TH72

A