三坐標影像儀高效檢測發動機葉片

葉片在航空和陸用動力裝置上都起著十分重要的作用，其質量的好壞，會直接影響著葉片的氣動性能。同時，葉片也是機械制造業中最為復雜的零件之一，由于葉片的特殊造型，空間角度和尺寸參數多，技術要求也非常嚴格。因而葉片的檢測非常重要。

航空發動機上的葉片種類繁多，數量巨大。按照發動機的結構，葉片分為壓氣機葉片和渦輪葉片；按照工作條件分為高壓葉片和低壓葉片；按照工作狀態又分為轉子葉片（又稱工作葉片）和靜子葉片（又稱整流和導向葉片）。在葉片不同的加工階段，需要檢測的內容復雜多樣，例如葉型，截面厚度，葉身彎曲，截面扭轉，弦長和吼道尺寸等等。

ZEISS INSPECT Airfoil（以下簡稱ZIA）軟件覆蓋了葉片檢測的所有參數，且操作簡單，報告美觀。且該軟件通過每年不斷地迭代更新，不斷地滿足最先進的檢測要求，提高檢測分析速度。

本文將針對ZIA 2023版本中的一些更新升級內容進行講解。主要內容包含以下五個方面：

葉型截面上的大量實測點會影響中弧線的計算速度，并且后續許多的特性都與中弧線是相關的。

在ZIA 2023版本中，提升了中弧線的計算速度，尤其是對于實際測量點密度較大的葉型截面，計算中弧線所需時間只需不到1秒鐘即可完成。

新功能2：改善中弧線算法的穩定性
葉型前后緣的實際點分布會影響中弧線的計算結果，尤其當葉型前后緣因實際葉型長度偏差導致半徑補償問題或其他問題，出現了打結或其他錯誤情況時，中弧線會無法進行計算。

在ZIA 2023版本中，改善了中弧線的計算方式，尤其是對于異常的截面型線情況，也能穩定且準確的計算出中弧線。

新功能3：增加葉型弧度和厚度分布檢測功能
根據NACA標準，會有一系列的關鍵幾何特征，是關于整體的葉型弧度或厚度分布占比等。這些特征對于葉型的設計和逆向工程都有著至關重要的作用。

在ZIA 2023版本中，新增葉型弧度和厚度分布檢測功能，并且可以根據參考型線長度百分比，生成距離分布曲線圖。

新功能4：增加針對CMM Data的最佳擬合方式

如圖黑色箭頭代表了“截面名義法線方向”。假設要測量曲線，藍色的球為探針。（注意測量方向是在與工件表面法向相反的方向進行探測），黃色箭頭為“表面名義法線方向”。因此可以看出：“截面名義法線方向”和“表面名義法線方向”是不一致的。

在ZIA 2023版本中，針對三坐標數據提供了更加準確的形狀誤差計算方式，這就包括了：最佳擬合方式的計算為“名義到實際”，并且形狀偏差的計算方式為沿著“表面名義法線方向”。

這樣一來，計算形狀偏差時，結果會更加的準確，同時也更容易和市面上其他葉片測量軟件進行對標。

新功能5：對于高斯最佳擬合方式，增加了“考慮點分布”選項
在以前的版本中，葉型形狀和位置的最佳擬合方式是獨立于測量點密度，僅僅針對葉型整體進行擬合計算。這就意味著即使在葉型截面當中某一個區域的點密度比較高，也不會得到更高的計算權重。

但針對三坐標數據來說，實際會存在另一種情況是針對點密度分布權重的擬合（因為大部分情況來說，考慮到葉型前后緣的重要性和測量難度，在使用CMM測量時會分配更多的點數保證測量結果的準確性）。

在ZIA 2023版本中，對于高斯最佳擬合方式增加了“考慮點分布”選項框。針對點密度分布權重擬合計算，點密度越大的區域對結果的影響越大，也就是在擬合時，首先保證點密度高的區域偏差最小。