Инновационная система контактной 3D-оцифровки Renishaw SPRINT преобразует фрезерный станок с ЧПУ в высокоточную координатно-измерительную машину цехового уровня. В отличие от дискретных триггерных щупов, датчик SPRINT непрерывно скользит по поверхности детали на рабочей подаче. При этом система считывает до тысячи пространственных точек в секунду. В нашей практике непрерывный замер в цикле программы сокращает время межоперационного контроля лопаток турбин в пять раз.

Принцип непрерывного контактного сканирования датчиком SPRINT

Аналоговый сканирующий щуп SPRINT оснащен миниатюрным трехкоординатным оптическим интерферометром внутри корпуса датчика, который с микронной точностью измеряет вектор отклонения измерительного наконечника. Непрерывное перемещение осей станка синхронизируется с данными датчика через высокоскоростной оптоволоконный интерфейс. А специализированный алгоритм фильтрует динамические вибрации станины станка непосредственно в потоке данных.

Преимущества непрерывного координатного замера перед дискретными измерениями:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  • Мгновенный сбор миллионов координатных точек по непрерывной траектории движения.
  • Высокая скорость съема геометрических данных с рабочей подачей до десяти метров в минуту.
  • Возможность контроля формы профиля, волнистости и отклонения криволинейных поверхностей.

Технология открывает путь к полной автоматизации контроля сложных 5-осевых деталей.

Высокоскоростной съем тысяч точек профиля в секунду

Плотный массив измеренных координат позволяет строить детальные цифровые сечения деталей прямо на стойке ЧПУ за секунды. Измерительный наконечник с кремний-нитридным шариком непрерывно перемещается по замкнутым контурам отверстий или вдоль аэродинамических сечений. Наш цеховой опыт показывает, что система SPRINT мгновенно определяет овальность цилиндрических расточек с погрешностью менее одного микрона. Это исключает ручную перепроверку нутромерами.

Высокая плотность точек при непрерывном замере позволяет выявлять локальные микродефекты формы.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Частота дискретизации аналогового сигнала датчика Renishaw SPRINT составляет 1000 пространственных замеров в секунду.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Контроль геометрии пера лопаток турбин и формообразующих матриц

При изготовлении лопаток газотурбинных двигателей и моноколес (Blisk) технологически необходимо контролировать толщину кромки пера и форму выпукло-вогнутого профиля. Система SPRINT выполняет продольную и поперечную оцифровку пера лопатки за один непрерывный проход. При этом алгоритм сравнивает полученную 3D-полилинию с исходной CAD-моделью детали и визуализирует карту отклонений в цветовой шкале.

Расчет времени сплошного сканирования криволинейного контура пера лопатки:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

\[T_{scan} = \frac{L_{contour}}{v_{feed}} + \frac{N_{points}}{f_{sampling}}\]

где параметр \(L_{contour}\) обозначает длину измеряемого профиля, величина \(v_{feed}\) задает скорость перемещения щупа, а частота оцифровки составляет \(f_{sampling} = 1000\) Гц.

Тип измерительной системыСкорость сбора данныхВремя контроля профиля лопаткиРазрешающая способность
Триггерный щуп (дискретные точки)1 – 2 точки в секунду12 – 18 минут на пероОграниченный набор точек
Сканирующий щуп Renishaw SPRINT1000 точек в секунду45 – 70 секунд на пероНепрерывный 3D-сплайн профиля
Стационарная КИМ в лабораторииВысокая плотность точек2 – 4 часа с переустановкойЭталонная метрология

Адаптивная подгонка траектории обработки под форму отливки

По результатам быстрого предварительного координатного считывания заготовки система ЧПУ станка вычисляет фактическое пространственное положение припуска и автоматически трансформирует управляющую программу. Алгоритм адаптивного фрезерования (Adaptive Machining) выравнивает толщину снимаемого слоя металла по всей поверхности сложной отливки. А отсутствие неравномерных врезаний фрезы гарантирует стабильность усилий резания.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Преимущества адаптивного фрезерования по данным цехового 3D-сканирования:

Технологическая задачаЭффект адаптивной подгонки УП
Фрезерование поковок с перекосомАвтоматический разворот системы координат детали G54
Ремонтное наплавление кромок лопатокПостроение индивидуальной траектории чистового прохода

Технические критерии калибровки 3D-датчика и температурной компенсации

Высокая точность измерительного контакта поддерживается регулярной автоматической калибровкой щупа по прецизионной керамической сфере, закрепленной на столе станка. Калибровочный цикл определяет динамическую упругую задержку измерительного наконечника и термический дрейф координат осей станка. А непрерывный мониторинг температурных датчиков станины обеспечивает стабильность измерительных результатов в цеховой среде.

Практический порядок настройки контактного сканирования SPRINT на ЧПУ:

  1. Установка калибровочной сферы на рабочем столе и индикаторная проверка ее фиксации.
  2. Запуск автоматического цикла динамической калибровки щупа на рабочей скорости сканирования.
  3. Загрузка CAD-модели детали и создание измерительной траектории в модуле Productivity+.
  4. Выполнение сканирования и генерация отчета геометрических отклонений в формате PDF.

Внедрение сканирующих систем выводит контроль качества непосредственно на рабочий стол станка.