渦輪葉片檢測(cè)速度提高50%
2018-5-18 來源：雷尼紹 作者：-
檢測(cè)大批量復(fù)雜工件的關(guān)鍵尺寸不僅難度大而且耗時(shí)，尤其是必須對(duì)生產(chǎn)出的所有工件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)更是如此。
Europea Microfusioni Aerospaziali — 一家總部位于意大利阿韋利諾省Morra De Sanctis市鎮(zhèn)的渦輪葉片制造企業(yè)，如今使用雷尼紹PH20五軸測(cè)座來執(zhí)行這些檢測(cè)。與使用三軸系統(tǒng)相比，檢測(cè)周期縮短達(dá)50%。
背景
Europea Microfusioni Aerospaziali (EMA) 是Rolls-Royce集團(tuán)的下屬企業(yè)之一。該集團(tuán)是全球推進(jìn)系統(tǒng)的領(lǐng)先制造商，主要為民用和軍用飛機(jī)、船舶、潛艇以及（用于生產(chǎn)工業(yè)能源的）渦輪機(jī)制造推進(jìn)系統(tǒng)。
EMA在Morra De Sanctis的生產(chǎn)設(shè)施包括一座占地20,000平方米的工廠，專門為民用和軍用高、中、低壓段航空渦輪機(jī)生產(chǎn)超高精度特種合金定子和轉(zhuǎn)子葉片。該公司還為發(fā)電用工業(yè)渦輪機(jī)生產(chǎn)葉片。
EMA超過三分之二的產(chǎn)品供應(yīng)給意大利和世界各地航空工業(yè)的知名客戶，其中包括母公司Rolls-Royce、AgustaWestland、Ansaldo Energia、Avio、Turbocare、Siemens、MAN和Snecma。全球約25%的軍用飛機(jī)安裝了Rolls-Royce發(fā)動(dòng)機(jī)，在這些發(fā)動(dòng)機(jī)中，很多都使用EMA產(chǎn)品。
“自從引進(jìn)雷尼紹PH20測(cè)座，我們大幅減少了測(cè)量時(shí)間以及檢測(cè)周期內(nèi)執(zhí)行測(cè)針交換的次數(shù)。使用 MODUS™軟件還減少和優(yōu)化了編程時(shí)間。我們已設(shè)法將檢測(cè)周期縮短30-50%，在某些情況下甚至超過 50%。”Europea Microfusioni Aerospaziali（意大利）
挑戰(zhàn)
渦輪機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片采用能夠承受極高溫度和壓力的超耐熱合金制成。它們的形狀一般比較復(fù)雜，以便最大限度提高效率并減少應(yīng)力和疲勞現(xiàn)象。然而，這些葉片采用人類最傳統(tǒng)的制造技術(shù)之一 — 鑄造技術(shù)生產(chǎn)而成。
EMA的多葉片零件AEREO_
EMA完善了各種微鑄造技術(shù)，其中包括生產(chǎn)金屬合金單晶葉片所使用的技術(shù)。公司還專長(zhǎng)于失蠟微鑄造工藝，該工藝首先創(chuàng)建從金屬模具獲得的蠟?zāi)！?/font>
接著使用耐高溫陶瓷材料對(duì)這些蠟?zāi)＿M(jìn)行涂層。然后除蠟，使陶瓷型殼形成用于超耐熱合金的模具。鑄件固化冷卻后，對(duì)其進(jìn)行熱處理和拋光，并通過超聲波、X射線和液體滲透測(cè)試檢查所有工件的尺寸精度和結(jié)構(gòu)完整性。
由于工件復(fù)雜的幾何形狀和100%檢測(cè)要求，設(shè)計(jì)一個(gè)高效的工藝過程來檢查渦輪機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的尺寸精度具有一定的挑戰(zhàn)性。
解決方案
質(zhì)量控制經(jīng)理Vittorio Caggiano說，“我們必須找到一種解決方案，以針對(duì)單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量的工件數(shù)量來提高尺寸檢驗(yàn)過程的效率。”
EMA的測(cè)量室
為此，EMA可以選擇購買新測(cè)量設(shè)備，或縮短測(cè)量時(shí)間，從而提高公司現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備的測(cè)量能力。
“直到幾年前，我們的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)才配備了PH10三軸可重復(fù)定位測(cè)座，但是在移動(dòng)和測(cè)針交換時(shí)間方面存在一些限制。”Caggiano說。這些限制是由于工件的復(fù)雜性造成的，每次測(cè)量循環(huán)都需要若干次測(cè)針交換。
“我們與雷尼紹技術(shù)人員密切合作，尋找更好的解決方案。我們還將工件送到雷尼紹設(shè)在都靈的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)過測(cè)試，我們認(rèn)為最好的解決方案是購買更加靈活高效的全新PH20五軸測(cè)座，以及MODUS測(cè)量軟件。 雷尼紹將新測(cè)頭改造到我們現(xiàn)有的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上，并且雷尼紹SpA員工在為我們進(jìn)行培訓(xùn)期間現(xiàn)場(chǎng)編寫了五十個(gè)測(cè)量程序。”
結(jié)果
“最終結(jié)果令人非常滿意，”坐標(biāo)測(cè)量機(jī)程序員Maurizio Rullo補(bǔ)充道。“自從引進(jìn)雷尼紹PH20測(cè)座，我們大幅減少了測(cè)量時(shí)間以及檢測(cè)周期內(nèi)執(zhí)行測(cè)針交換的次數(shù)。使用MODUS軟件還減少和優(yōu)化了編程時(shí)間。我們已設(shè)法將檢測(cè)周期縮短30-50%，在某些情況下甚至超過50%！”
PH20正在檢測(cè)EMA的多葉片零件AEREO
EMA還購買了雷尼紹Equator™比對(duì)儀，可以快速、高效地測(cè)量大批量工件的幾何尺寸和形狀。
Maurizio Rullo正在使用Equator比對(duì)儀
“得益于雷尼紹Equator比對(duì)儀，我們能夠在某些部件上集中進(jìn)行所有必要測(cè)量；而以前，需要使用多臺(tái)測(cè)量?jī)x器才能完成這些檢測(cè)。因此，大批量工件的檢測(cè)時(shí)間明顯縮短，”Rullo先生總結(jié)道。
雷尼紹PH20和MODUS軟件
PH20獨(dú)特的“測(cè)座碰觸”可以僅通過移動(dòng)測(cè)座而不是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)結(jié)構(gòu)，來采集測(cè)量點(diǎn)。只需使用測(cè)座的快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即可更快地采集測(cè)量點(diǎn)，并獲得更高的精度和重復(fù)精度。此外，五軸聯(lián)動(dòng)可省去測(cè)座旋轉(zhuǎn)定位時(shí)間。
Vittorio Caggiano、Marco Iannuzzi和Maurizio Rullo在EMA的測(cè)量室
PH20的無級(jí)定位功能確保實(shí)現(xiàn)最佳特征測(cè)量，最大限度地減少測(cè)針交換次數(shù)。五軸同步運(yùn)動(dòng)減少了測(cè)座在工件周圍旋轉(zhuǎn)定位所需的空間，允許在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上測(cè)量更大的工件。PH20自動(dòng)與工件坐標(biāo)系對(duì)齊，可避免測(cè)針碰撞，而且無需精密夾具。
為PH20開發(fā)的獨(dú)特“推論標(biāo)定”技術(shù)可一次確定測(cè)座方向和測(cè)頭位置，從而實(shí)現(xiàn)以任意測(cè)座角度完成后續(xù)測(cè)量。
PH20能夠自動(dòng)與工件坐標(biāo)系對(duì)齊：既無碰撞危險(xiǎn)又省去了復(fù)雜夾具。
獨(dú)有的快速標(biāo)定系統(tǒng)功能可一次確定測(cè)座和測(cè)頭的方向，實(shí)現(xiàn)在任意角度進(jìn)行測(cè)量。
MODUS測(cè)量軟件簡(jiǎn)化了復(fù)雜的測(cè)量應(yīng)用并縮短了測(cè)量周期。該軟件具有測(cè)頭路徑的模擬、碰撞檢測(cè)和屏幕檢測(cè)功能，支持在CAD上離線編程。MODUS的上述特性有助于減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間；編寫的程序可加載到機(jī)器上，供隨時(shí)使用，僅需少量測(cè)試甚至完全不需要測(cè)試。
編譯自Ernesto Imperio發(fā)表在Tecnologie Meccaniche上的原創(chuàng)文章
詳情請(qǐng)?jiān)L問 www.renishaw.com.cn/ema
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