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Zollern叶轮应用报告

Date:2015/4/6 0:30:10 Hits:6861

Zollern叶轮应用报告


应用报告

精密铸件的光学质量检测:三维涡轮盘

质量检测是对测量技术的挑战:精确到微米的铸件质量检测只能通过三维组件来实现。Zollern公司是在金属加工领域内居于领导地位的生产商,在300年的
发展历程中公司致力于铸造与加工技术的提升,使之达到领先水平,而这项技术对内部质量检测的要求同样不可小觑:感谢stereoSCAN3D-HE提供的高精度的
三维测量数据,使得模具、蜡模以及制作完成的铸造零件得以进行高效的检测。

检测目标及检测对象

Zollern叶轮应用报告“精密铸造”一词的概念已经指明了Zollern公司产品特性:重量介于1克与10千克之间,小而精密的铸件,如涡轮盘、搅拌机燃气轮机与喷嘴叶片。精密的铸造工艺为这些组件提供了完美的外观与构造,其他的铸造技术望尘莫及。它使技术方案与专业产品得以付诸实践,而用其他方法完全不可能,或需支付高昂的费用。

为使产品质量达到顶尖的标准,废气涡轮增压器的转动件必须以微米来定义:测量数据必须控制在极小的误差范围之内,并且在生产过程中必须再次核实。由于组件的复杂性不断增加,通过坐标测量机实现的接触式测量不能长久地保证时间与质量。

此外,坐标测量机的测量结果必须由专业的技术人员来解说。Zollern公司检测技术部的精密铸件尺寸控制协调工程师Jürgen Weber十分重视作检测报告时内容的简单易懂与形式的灵活多变,这样不仅公司内部人员可以接收详细讯息,公司的客户也能很好地理解。

检测系统与检测方案

在与生产同步的质量监测中,Zollern使用了Breuckmann公司生产的条纹投影检测系统stereoSCAN3D-HE。这项高性能检测系统不是将三维扫描仪立于放置架
上,而是呈现了高度的灵活性:基于项目准备测试与Breuckmann技术团队多年的实践经验可使测量范围、照明、摄影机的分辨率以及自动化水平都与Zollern的生产要求达到高度吻合。

针对精密铸件的检测任务十分多样化:除研究与发展的投入之外,三维扫描系统也在于生产同步的检测中得到应用。例如本文中提到的涡轮盘的蜡模使用了三维扫描,以便于目标数据与实际数据进行比对与校准或测量出模具零件的内部尺寸规格。

此外,高精度测量数据不仅应用于第一项模具检测的环节,在工具的校正中也同样有用。在大批量的生产过程中,精确的三维扫描对于保证标准质量起着至关重要的作用:抽样调查铸件的零部件(如涡轮盘的总直径或从轮毂到每一单独叶片的转变)是否走样。

操作流程

涡轮叶片的三维质量检测通过stereoSCAN3D-HE进行,小的扫描范围保证了符合项目要求的高标准且详细的分辨率。被检测的涡轮盘通过下列步骤实现数字化:当三维扫描仪、检测对象与转台设置完毕之后,传感器(即摄像头与投影仪)实现校准。

在实际的扫描过程中,首先,捕捉涡轮盘的数据并在Breuckmann OPTOCAT程序的帮助下实现制造、生成与统一的三角网格合并。若按照坐标测量器中平面光学传感器的标准角度,则不能够将深肋状纹理精确的记录下来。Breuckmann所生产的扫描仪以其灵活的传感器形态,从30°、20°、10°等多方测量角度接收数据,从而使得在各式大小的铸件中难以被捕捉到的区域得到扫描与测量。

第二步,通过检测软件(此处为Innovmetric Software公司生产的Polyworks/InspectorTM)对扫描数据作出评价,为的是对预先定义的检测参数(如标准的几何图案、截面以及变形)作出判定。为此,可运用详尽而不限形式的检测报告,导出二维或三维的错误颜色显示以及额定值、误差与截面的表格数据。

总结

简便而快速地得到扫描结果,便能及时地优化过程参数。由此Breuckmann公司的3D扫描仪帮助了Zollern公司以一贯的高效生产出质量一流的涡轮盘。费力的数据采集与坐标扫描器的应用已不再需要:运用三维数字化的涡轮盘不仅能够更快、更好、更有效地发现形状偏差,并且节省了时间与财力。

Jürgen Weber总结道:“相较于坐标测量仪,Breuckmann的三维扫描系统能够大大的节省时间,这样我们便可以快速地提取出有价值的数据。StereoSCAN3D-HE还为我们带来额外的收益,因为我们将三维数据运用于其他的铸件当中,例如同时进行20只涡轮叶片中陶瓷核心的精密测量。

通过结构的适当调节,Jürgen Weber将扫描系统运用到大型铸件的质量检测之中:对于这些组件,条纹投影系统也比坐标扫描仪或高端激光扫描仪能够提供精确到亚毫米的更优质的数据质量,更高的分辨率以及针对系统操作与数据评估的更简易的操作流程。由此Zollern得以始终生产出高质量的铸造产品。

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