新工具引領航空業數字化轉型

劉哲

GOM高慕光學測量技術（上海）有限公司 上海 200120

數字化對于航空業意味著安全、效率和降低成本。對于飛機制造商和系統供應商來說，數字化轉型是大勢所趨。GOM公司在航空測量領域有著前沿的技術和豐富的經驗。

1 光學檢測技術助力航空業的數字化轉型

“數字孿生”是數字化階段必須完成的目標，GOM的光學三維掃描儀可以實現產品的幾何數字化孿生。通過掃描，快速創建被測零件的準確三維模型，建立“孿生數模”，用于仿真模擬、零件尺寸檢測、零件缺陷檢測和趨勢分析等，以幫助改進設計以及生產工藝。

2 GOM為航空領域產品提供測量解決方案

隨著航空航天技術的不斷發展，涉及的零部件的種類和結構越來越多且復雜，對加工工藝的要求也越來越高，對檢測精度、檢測速度及易用性全方位的提升已經成為這個行業新的追求。

航空發動機中葉片的加工質量直接決定發動機的性能，但其形狀復雜，尺寸變化大，對檢測的要求很高。GOM近年推出了專門針對航空業的ATOS 5 for Airfoil（見圖1），擁有更強大的藍光光源，可在短時間內對物件表面進行全域掃描，提供最小細節的高精度3D掃描數據，從而實現對發動機葉片型面和進、排氣邊的快速精密測量，彩虹圖直觀顯示三維掃描結果，如圖2所示。另外，光學測量在針對葉片邊緣、涂層厚度及氣膜孔的測量方面也非常有優勢，搭配GOM自主研發的一體化檢測軟件GOM Blade Inspect Pro，可以在幾分鐘之內提供表面比較、截面形狀和位置檢查以及精確的葉片尺寸測量結果，如圖3所示。值得一提的是，其掃描數據也可直接用于自適應加工。

圖1 ATOS 5 for Airfoil（用于葉盤檢測）

圖2 彩虹圖直觀顯示三維掃描結果

圖3 GOM Blade Inspect Pro用于葉片輪廓分析

GOM針對航空領域的檢測包括手動和自動化方案。對于自動化方案，GOM自主研發了搭載于ScanBox自動化測量室的ScanBox BPS批量處理系統（見圖4），可以實現零部件的自動上下料，無需操作人員干預。目前，越來越多的企業配備了GOM的自動化測量室，搭配GOM虛擬測量室（VMR）軟件，設備可以幫助用戶自動規劃、優化測量路徑和刷新報告等，最大化減少編程時間，排除人員干預和環境干預，實現自動化測量設備的一鍵式操作。

圖4 ScanBox自動化測量室搭載BPS批量處理系統

目前，GOM的研究側重在兩個方向：一是要推出更加靈活的自動化方案來兼容不同結構和尺寸的零件；二是要使用更新的技術來兼容尺寸極小、表面極光滑的工件。雖然GOM近年推出的ATOS 5 for Airfoil可以在無需噴粉的條件下掃描所有的渦輪機鑄造葉片，以及大部分鍛造、機械加工壓氣機葉片，但是航空發動機設計生產企業針對提效減碳的目標，在設計上也不斷地挑戰極限，很多壓氣機葉片表面很光亮，同時在排氣邊上只有0.1mm以下的半徑，這給光學測量帶來了很大的挑戰，也是GOM研發團隊全力以赴的方向。