Н.В. Барышников, Д.Г. Денисов, И.В. Животовский, В.Я. Менделеев
2
К таким изделиям относятся диски и лопатки турбин. Изготовление
дисков осуществляется методом изотермической раскатки титановых
сплавов при температурах до 1100 °С [1]. Серьезной проблемой при
изготовлении дисков турбин является получение равномерности про-
филя и толщины диска с точностью до 0,1…0,3 мм в процессе раскат-
ки. Если точность изготовления лопаток газотурбинных двигателей
IV поколения составляет приблизительно 0,1 мм, то для двигателей
V поколения она должна быть не ниже 0,03 мм [2]. Это, в свою оче-
редь, предъявляет требование к методам контроля формы лопаток с
точностью не ниже 0,01 мм. Важным фактором, определяющим экс-
плуатационные характеристики лопаток, является шероховатость по-
верхности в диапазоне значений параметра
Ra
≈
0,1…0,5 мкм. Кон-
троль такой шероховатости непосредственно в процессе изготовления
на роботах-станках также представляет серьезную проблему. Решение
этих проблем представляется возможным с помощью оптических ди-
станционных и неразрушаемых методов. Исследования и разработки в
этом направлении активно ведутся за рубежом [3, 4].
Применение триангуляционной системы измерения отмечено в
задачах восстановления трехмерной структуры объектов для много-
канальных систем регистрации с использованием структурирован-
ной подсветки [5]. Достигнутая погрешность измерения составляет
10 мкм на дальности 0,5 м. Поэтому задачи контроля изделий, име-
ющих сложную конфигурацию профиля, разработка методов и си-
стем контроля являются актуальными в различных отраслях про-
мышленности.
В настоящей работе проведено экспериментальное исследование
триангуляционного метода измерения профиля сложной формы по-
верхности технологического изделия типа лопатки газотурбинных
авиационных двигателей (рис.1,
а
).
В основе принципа работы лазерных триангуляционных измери-
телей лежит метод определения расстояния между лоцируемым объ-
ектом контроля и приемником излучения канала регистрации с ис-
пользованием тригонометрических соотношений в треугольнике, об-
разованном ветвями каналов подсвета и регистрации изображения, а
также расстоянием между ними — базой.
С этой целью в научно-исследовательской лаборатории спроек-
тирован лабораторный стенд прибора и проведены предварительные
измерения на эталонных образцах с параметром шероховатости
Rq
≈
≈
0,5 мкм. В результате экспериментальных исследований определе-
ны точностные границы триангуляционного метода измерения, раз-
работана лабораторная методика калибровки и юстировки системы,
что позволило повысить точность измерения профиля поверхности
изделия сложной формы.
