新工具引领航空业数字化转型

刘哲

GOM高慕光学测量技术（上海）有限公司 上海 200120

数字化对于航空业意味着安全、效率和降低成本。对于飞机制造商和系统供应商来说，数字化转型是大势所趋。GOM公司在航空测量领域有着前沿的技术和丰富的经验。

1 光学检测技术助力航空业的数字化转型

“数字孪生”是数字化阶段必须完成的目标，GOM的光学三维扫描仪可以实现产品的几何数字化孪生。通过扫描，快速创建被测零件的准确三维模型，建立“孪生数模”，用于仿真模拟、零件尺寸检测、零件缺陷检测和趋势分析等，以帮助改进设计以及生产工艺。

2 GOM为航空领域产品提供测量解决方案

随着航空航天技术的不断发展，涉及的零部件的种类和结构越来越多且复杂，对加工工艺的要求也越来越高，对检测精度、检测速度及易用性全方位的提升已经成为这个行业新的追求。

航空发动机中叶片的加工质量直接决定发动机的性能，但其形状复杂，尺寸变化大，对检测的要求很高。GOM近年推出了专门针对航空业的ATOS 5 for Airfoil（见图1），拥有更强大的蓝光光源，可在短时间内对物件表面进行全域扫描，提供最小细节的高精度3D扫描数据，从而实现对发动机叶片型面和进、排气边的快速精密测量，彩虹图直观显示三维扫描结果，如图2所示。另外，光学测量在针对叶片边缘、涂层厚度及气膜孔的测量方面也非常有优势，搭配GOM自主研发的一体化检测软件GOM Blade Inspect Pro，可以在几分钟之内提供表面比较、截面形状和位置检查以及精确的叶片尺寸测量结果，如图3所示。值得一提的是，其扫描数据也可直接用于自适应加工。

图1 ATOS 5 for Airfoil（用于叶盘检测）

图2 彩虹图直观显示三维扫描结果

图3 GOM Blade Inspect Pro用于叶片轮廓分析

GOM针对航空领域的检测包括手动和自动化方案。对于自动化方案，GOM自主研发了搭载于ScanBox自动化测量室的ScanBox BPS批量处理系统（见图4），可以实现零部件的自动上下料，无需操作人员干预。目前，越来越多的企业配备了GOM的自动化测量室，搭配GOM虚拟测量室（VMR）软件，设备可以帮助用户自动规划、优化测量路径和刷新报告等，最大化减少编程时间，排除人员干预和环境干预，实现自动化测量设备的一键式操作。

图4 ScanBox自动化测量室搭载BPS批量处理系统

目前，GOM的研究侧重在两个方向：一是要推出更加灵活的自动化方案来兼容不同结构和尺寸的零件；二是要使用更新的技术来兼容尺寸极小、表面极光滑的工件。虽然GOM近年推出的ATOS 5 for Airfoil可以在无需喷粉的条件下扫描所有的涡轮机铸造叶片，以及大部分锻造、机械加工压气机叶片，但是航空发动机设计生产企业针对提效减碳的目标，在设计上也不断地挑战极限，很多压气机叶片表面很光亮，同时在排气边上只有0.1mm以下的半径，这给光学测量带来了很大的挑战，也是GOM研发团队全力以赴的方向。