面临的挑战：

来自海克斯康的解决方案：

整体叶轮作为动力机械的关键部件，广泛应用于航空航天等领域。叶轮叶片的型面非常复杂，对发动机性能影响大，设计研制周期长，制造工作量大。其加工、检测一直被视为制造业中的难题之一，叶轮加工过程中的全面质量控制是叶轮制造过程中的重要环节。

海克斯康推出的叶轮解决方案，可以实现多种叶轮的全尺寸一键式测量。参数化检测界面，全封装的软件编程，行业领先的专业算法和定制化图形报告，为客户带来最简易便捷的操作方案，领先于所有竞争对手。

目前，已有多种行业的制造商购买叶轮解决方案，针对不同客户的定制化方案，助力其达到制造行业内的领先地位，获得专业鉴定机构的认证，其产品获得其客户的高度认可。

I. 行业检测难点

整体叶轮作为动力机械的关键部件，广泛应用于航空航天等领域。叶轮叶片的型面非常复杂，对发动机性能影响大，设计研制周期长，制造工作量大。其加工、检测一直被视为制造业中的难题之一，叶轮加工过程中的全面质量控制是叶轮制造过程中的重要环节。
叶轮主要检测位置有叶片、流道和前缘等。检测项目有叶片轮廓度和厚度、叶尖和内流道轮廓度、前缘轮廓度等。

在叶轮的制造过程中，经常面临以下难点：

• 工件种类多，结构复杂
叶轮广泛应用于航空航天、汽车、压缩机和船舶等多种行业，种类繁多，结构千差万别。
• 全尺寸检测需求
叶轮通常要求全尺寸检测，检测项目较多。包含有叶片轮廓度和厚度、叶尖和内流道轮廓度、前缘轮廓度等。
• 复合式检测需求
通常要求复合式评价，包括叶片几何参数例如最大厚度、边缘半径等，也包含波纹度、粗糙度等。
• 高精度检测需求
叶轮属于精密复杂零部件，对检测精度和效率要求很高。
• 扫描性能要求高
95%以上的测量项目需要扫描，对扫描精度和性能提出了严格的要求。
• 没有通用的检测标准
国内、国际目前没有一个关于叶轮检测的统一标准，不同生产厂家需要定制不同的检测标准。从坐标系建立方法、检测项目、评价方法到报告样式等方面的定制化需求。
• 特殊型面检测困难
叶轮叶片属于自由曲面( 包括窄流道)，叶片扭曲严重，曲率变化大，常规配置难以到达检测位置；
叶轮叶片边缘前尾缘半径较小，易导致空扫描，检测过程易出现错误甚至停机。
• 检测成本高
需要使用先进检测设备满足叶轮的高检测需求，拥有成本高；
检测过程复杂，需要大量的编程时间和专业操作人员，人工成本高 。
• 测量报告格式单一
测量报告格式单一，无法满足企业定制化的需求，后期处理优化困难。
• 数据信息管理缺失
检测数据及检测人员信息无法有效存储及后续处理，不能准确追溯。
• “信息孤岛”
设计、制造及检测数据无法进行统一的有效分析，实现生产制造过程的闭环及质量监控，进而实现企业的综合质量管理系统。

II. 叶轮智能制造解决方案
本项目是海克斯康提供的叶轮解决方案，以专业的测量设备和权威的测量软件为平台，加之针对工件定制化开发的装夹、检测、结果判定、定制报告等一体化的解决方案，实现多种叶轮的全尺寸测量及检测过程的智能化，领先于竞争对手。

A. 方案用途
适用行业：航空航天行业、汽车行业、压缩机行业、船舶行业
适用零部件：各种类型叶轮，包括单片、双片，左旋、右旋
检测项目：叶片分度，叶片轮廓度、厚度和步距误差，流道轮廓度和跳动，前缘轮廓度等
系统功能：自动定位装夹、自动建立坐标系、自动生成测量路径、一键式检测、自动识别合格件、定制化报告输出
方案效益：
1）高柔性
兼容各种叶轮工件的智能检测，只需输入不同参数，即可自动生成对应测量程序；
2）从“不能”到“能”
传统方式检测方式无专业测量程序，本方案可同时实现不同叶轮的一键式测量，无需重新编程，编程效率提升10倍以上；
3）提升测量效率
本方案采用四轴联动扫描，1根探针即可完成叶片上的全部测量任务，相较于普通的测量方式，测量效率提高70%以上；
参数化的界面大大简化了用户的编程工作，检测时间由原来的8小时，缩短为2小时，实现了效率的飞跃。
4）减少人工及设备成本
人工成本：叶轮的曲面类编程十分复杂，采用本方案后，编程时间从至少两天缩短至1小时左右，大幅降低编程人工和时间成本；
时间成本：普通测量方式，无变速扫描，无法兼顾效率和精度，本方案采用四轴联动，最大化的节约了测量时间，降低了时间成本
5）定制化报告
提供定制化报告，满足各种个性化需求。

B. 专业的叶轮检测方案
a) 全尺寸检测与评价
• 实现叶轮全尺寸的自动检测与评价
• 叶片、流道、前缘等均支持单点、扫描(四轴)两种测量方

b) 超高速四轴联动扫描
• 叶轮叶片检测的难点在于扭曲的复杂型面，Hexagon超高速四轴扫描完美地解决了这个问题
• 测量软件根据叶片扭曲间隙自动计算出每个测量点的转台角度和测针进出叶片安全点的位置，节约了大量的编程时间

c) 一键式操作界面
• 参数化检测界面，只需输入不同工件参数，即可一键式完成自动化测量，操作简单。
• 全部编程封装化，适用不同尺寸工件，大幅减少编程调试的时间和人工成本
• 操作简单，所有测量点安全路径，转台角度，报告自动生成，即使是车间工人也可以在极短时间内轻松检测。

C. 定制化检测报告
• 叶片轮廓度和厚度检测报告
- 用户可以自由选择叶片编号
- 支持三种测量方式：单点、单线四轴扫描和全曲面四轴扫描
- 自由输入叶型和厚度公差
- 支持6个自由度方向的最佳拟合和最佳拟合旋转量
- 输出检测坐标点为TXT文件

• 流道检测报告

• 前缘检测报告

D. 方案组成
a) 检测专机
专为解决最复杂的计量问题而设计，具有有效扫描功能的活动桥式测量机。
独特的TRICISIONTM式（精密三角梁）横梁设计，提供了良好的刚性质量比。轻合金桥架，与传统设计相比较刚性提高了25％，X向导轨重心降低50％，从而保证了平稳、精确的运动。移动桥上轴承跨距更宽，降低了由于桥架自转而引起的误差，从而保证了整机空间精度更高，降低了重复性误差，提高了加速和减速性能，使得测量效率更高。
经过精密加工的整体燕尾型导轨，提高了机器的精度和重复性。非接触式光栅尺避免了摩擦，装配时一端固定，另一端可随温度变化而调整，光栅热膨胀系数获得PTB认证。
适用于测量箱体类工件，包括各种形状以及对叶片、齿轮和螺旋转子等复杂几何元素的测量，同时还包括了自由曲面。
技术特色：
① 超强刚性的全铝结构并配以TRICISION桥架设计
② 花岗石工作台，配以燕尾形导轨
③ 各轴预应力空气轴承
④ 高分辨率钢光栅尺，具有PTB认证的热膨胀系数
⑤ 模块化设计的微处理器控制系统，并获CE认证
⑥ 三轴方向可同时高速扫描测量的三维矢量测头
⑦ 伺服电机并配以强化同步带传动，降低高速扫描时的机器振动
⑧ 设置模式下提供探测系统的防撞保护
⑨ 各轴及工件的自动温度补偿系统
控制系统
① 是一种优质高效的直流伺服系统。
② 采用了高速运动控制芯片，使得测量机的各轴运动形成了独立的闭环系统，在高效运作的同时保持高精度。
③ 模块化设计的微处理器控制系统，并获CE认证
探测系统
① 采用固定式模拟扫描的测头，专为高速、高精度测量机设计而成。
② 此测头系统的每个轴均由高精度的LVDT（线性可变微分传感器）组成，从而允许携带长达800 mm以及重达650 g的探针和加长杆。其探测模式包括单点触发测量、自定中心和高速扫描，可完成各种复杂的测量任务，包括复杂轮廓和外形的扫描。
③ 能够兼容各种附件，包括各种探针、加长杆、连接座和关节，从而可完成任何测量任务。能够直接通过具备高度重复性的探针吸盘更换测针，而不需重新校正，仍保持测量精度。
超高速四轴联动转台
回转体类零件的检测难点在于扭曲的复杂型面，Hexagon高精度转台完美地解决了这个问题，实现高速联动扫描
测量软件根据叶片扭曲间隙自动计算出每个测量点的转台角度和测针进出叶片安全点的位置，节约了大量的编程时间
b) 专业测量软件
海克斯康集团拥有功能强大的计量软件。基于特征进行检测，程序编辑直观，人机良好互动，适合各种操作水平的测量人员使用。支持最新的Windows 10操作系统，具有CAD功能，I++接口，嵌入式界面和可订制的用户界面，便捷的操作，给操作者带来简单明了的操作体验。
目前世界上功能最强大的计量软件之一，其基本测量特征包括点、线、圆弧、椭圆、抛物线、平面、球、圆柱、圆锥、双曲面、椭球、抛物面等。可以对测量元素进行相交投影等多种处理。根据ISO几何产品规范进行形位公差的评价，提供图文并茂的检测报告。
① 所有标准几何元素的测量和处理
② 联机/脱机自动生成元素探测点
③ 自由编制子程序和循环
④ 用户自定义区域的图形化软件包
⑤ 形状和位置误差评定(按ISO R1101的标准，包括最大实体原则处理)
⑥ 3D数模导入，IGES和STEP格式，在CAD几何特征上生成测量点
针对专业的计量需求，开发出了多种类型的可选配的测量模块，可完成包括齿轮、齿轮刀具、蜗轮蜗杆、凸轮及凸轮轴、叶片、螺纹、螺旋压缩机转子、齿条等在内的多种复杂形状工件的检测。海克斯康测量软件在专业计量领域，具有难以比拟的经验优势。
c) 叶轮检测应用模块
海克斯康专业的叶轮模块，实现叶轮叶片的智能化监测，并可根据客户需求进行开发定制，成本低且十分灵活。
基于海克斯康强大的计量检测软件，融合叶型三维矢量算法等，有效解决叶轮叶片前缘边缘的检测难题，满足叶轮测量高精度、全扫描和复合式测量的检测需求。
特殊开发的人性化的软件操作界面，无需CAD数模，避免了编程的繁琐和麻烦，将复杂的测量程序进行封装，只需键入工件参数，支持单点测量和扫描两种方式，无需人工编程，一条指令即可完成坐标系、测量、评价和报告输出整个过程,并可根据企业标注选择需要评价的特征，有效节省人工、提高产能，是叶盘检测、数据管理分析的一体化解决方案，解决了国内叶轮的测量难题。
d) 装夹系统
高质量自定心三爪卡盘，适用于多种尺寸工件的装夹。
工件支撑高度可通过增加或减少转接立柱进行调整，适应不同工件的测量要求；
夹具与底板之间可通过球锁快速定位锁紧，可实现多种工件夹具的快速更换。

E. 先进技术
a) 叶型三维矢量补偿算法
对于大扭曲叶片的三维扫描，采用三维空间补偿、光顺算法，真实补偿出前后缘形状。
b) 多测头技术
同时支持高速扫描和触发式探测测量，配合自动更换设备可轻松切换不同的测头，从而最大程度实现灵活性和测量功能。
c) VHSS可变快速扫描技术
在进行复杂几何特征的扫描时（比如螺旋压缩机）传统的扫描方法需要手动调整扫描速度以避免丢失接触点，采用VHSS技术后，测量机可以在已知几何特征情况下实时调整扫描速度，平直的部位扫描速度快，曲面与弯曲部位扫描速度降低，实现了检测效率与精度的优化。
d) 智能锁定扫描技术
对于小圆弧或者棱边曲线，曲率变化较大，常规测量容易产生较大误差甚至停机，为此，海克斯康推出了“智能锁定扫描技术”来解决这个问题。
利用“智能锁定扫描技术”，在扫描过程中自动修正扫描路径并重新扫描，做到测量过程中“永不停机”，并能做到无人值守的测量操作
e) 先进模拟仿真技术
本技术可以使用一台设备进行编程活动的集中检测，几乎能实现100% 的脱机编程检测。实现一台中央设备管理所有生产现场的设备的功能。通过场景对现场的设备（包括检测设备、探测系统、更换架、校验工具、转台、温度传感器、夹具、上下料系统、办公设备、测量实验室、工厂等）进行完整的模拟仿真。可将检测程序在不同场景中进行编写和验证，然后分别布置到不同的制造现场进行实施。
f) 多处理器并行的评估和分析
大多数的测量软件顺序执行指令，在大量的数据处理时可能会浪费大量的时间。多处理器并行处理——主CPU 负责测量，并行 CPU 负责数据处理。

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