Sans inspection et maintenance régulières, les machines CNC perdent progressivement leur précision de positionnement et introduisent des erreurs dans le temps.Pour traiter des composants de fuselage complexes et de grande valeur, BAE Systems utilise le système de ballbar sans fil pour fournir les machines-outils nécessaires Données de diagnostic pour maximiser la qualité et la productivité du produit.
Contexte
La fabrication de composants de fuselage pour avions modernes a des exigences strictes en matière de précision et de constance de qualité. La durée de vie des composants du fuselage doit correspondre à la durée de vie de l'avion, assurant ainsi la qualité de production et la fiabilité des usinages. C'est très important.
Aube de Chypre Aéroport Akrotiri, le 11 e Escadron d'un avion de chasse Typhoon prêt à décoller (photo avec l'aimable autorisation de BAE Systems)
la défense, la sécurité et la société aérospatiale BAE Systems produit une variété de composants de cellule critiques pour le chasseur Eurofighter Typhoon (un bimoteur, la mise en page de l'aile delta de combat multi-rôle). Cet avion très manoeuvrable en service depuis 2003, a été inclus dans séquence air force dans de nombreux pays du monde.
Blackburn Royaume-Uni Samlesbury près de l'aéroport avancé usine de fabrication, BAE Systems de plus de 80 machines-outils CNC sont à grande vitesse, la production d'une variété de composants de fuselage à haute valeur requise pour les combattants de Typhoon et d'autres avions.
Afin d'assurer une qualité constante des pièces, de minimiser les déchets et d'augmenter la productivité, le maintien des performances et du rendement des machines-outils à cinq axes est devenu l'une des principales responsabilités des ingénieurs de ligne de l'entreprise.
En conséquence, l'inspection régulière des machines-outils CNC et les inspections d'étalonnage sont primordiales. "BAE Systems a utilisé le système de diagnostic de machine à balles QC10 Renishaw il y a longtemps, et depuis lors, pour améliorer la flexibilité et la facilité d'utilisation, Commencé la deuxième génération de système de ballbar sans fil.
Système de ballbar QC20-W
Si le positionnement des machines-outils CNC pour atteindre l'état souhaité, puis dans toute combinaison à deux axes, l'interpolation circulaire sera définie exactement la même trajectoire circulaire.Circuit sans fil QC20-W peut fournir une trajectoire plus réaliste et définir la trajectoire Méthode, afin de déterminer s'il y a une erreur.
Ballon sans fil Renishaw QC20-W pour le diagnostic de machines-outils
L'instrument de barre de boule contient des capteurs linéaires de haute précision, chaque extrémité a une boule de précision, respectivement, fixée dans le bol magnétique de deux précision: un bol magnétique monté sur la table de machine, et l'autre installé sur la broche. Dans la disposition, lorsque la machine CNC fonctionne sur un chemin circulaire défini, le ballbar peut mesurer des changements subtils de rayon.
Eurofighter Typhoon chasseur (Photo Copyright: BAE Systems) Vol
Le traitement du signal au sein du ballbar, les données transmises via une connexion sans fil à une acquisition de données par ordinateur personnel est utilisé pour calculer la précision de positionnement (écart de circularité de circularité) Méthode de calcul de la performance globale, conformément aux normes internationales et leur Renishaw normes de rapports analytiques.
données numériques Ballbar est représentée graphiquement sous deux formes, la machine peut en outre aider à diagnostiquer l'erreur. assemblage Ballbar comprenant un 50 mm, 150 mm et 300 mm barres d'extension, il peut être utilisé pour le diagnostic de diverses tailles de machines-outils à commande numérique.
défi
Quel que soit le type, la taille, la charge de travail et l'utilisation de la machine, la précision de positionnement peut se dégrader avec le temps, même sans les meilleures machines-outils à commande numérique, ce qui entraîne des erreurs d'usinage. Des dommages, des erreurs d'installation et même des changements dans la vibration du socle et la température ambiante peuvent affecter la précision.
Il est très coûteux de trouver un problème de machine-outil après que les pièces ont été usinées, et un grand pourcentage des composants de la carrosserie fabriqués par BAE Systems sont en alliage de titane, haute résistance, léger, résistant aux hautes températures Les matériaux métalliques corrosifs sont chers et de plus en plus rares et doivent être réservés auprès des fournisseurs un an à l'avance afin de protéger l'approvisionnement.
En plus de la perte causée par les matériaux coûteux mis au rebut, la perte de temps d'usinage causée par des erreurs de machine est encore plus difficile à récupérer.
Un assemblage complexe de corps en alliage de titane nécessite typiquement 40 heures d'usinage, et la production répétée de composants en fin de vie peut avoir un impact sérieux sur la productivité.
Un exemple typique est que les ingénieurs de fabrication de BAE Systems ont constaté que sur l'une des nombreuses machines-outils, la précision de l'une des machines-outils décline lentement et que les opérateurs perdent confiance en leurs performances. , La machine à problèmes est progressivement inactive et sa charge de travail d'origine a été détournée vers d'autres machines-outils.
Pour faire face à ces défis par la nécessité de vérifier les performances des machines-outils CNC sur une base régulière. Garder la machine en termes de précision de positionnement est essentiel pour assurer l'efficacité de la qualité et de la production.
Solution
Pour aider le diagnostic régulier de la performance machine CNC, BAE Systems précédemment utilisé système QC10 Ballbar pour identifier une erreur de performance de la machine spécifiques.
Renishaw QC20-W Ballbar
BAE Systems commencent maintenant en utilisant la deuxième génération Ballbar QC20-W sans fil, nous avons lancé une installation complète couvre programme d'entretien préventif hebdomadaire prescrit, chaque mois et chaque année plus de 60 machines-outils CNC ont effectué des inspections régulières .
En interprétant en détail les tendances des données de diagnostic QC20-W sur toutes les machines-outils, BAE Systems a développé un benchmark robuste de la plage d'erreur pour vérifier rapidement les performances de toutes les machines-outils et permettre aux opérateurs de continuer à utiliser des machines-outils De la décision.Une fois la précision de positionnement de la machine CNC toute erreur de circularité supérieure à 30 um, vous devez immédiatement enquêter.
Les opérateurs de machines formés aux outils ballbar utilisent le QC20-W pour effectuer des tests de diagnostic de manière efficace, ce qui signifie que ces inspections peuvent être effectuées avec des écarts de production avec peu ou pas d'impact sur le débit.
Dans le même temps, BAE Systems a également déterminé le rapport optimal des composants de test ballbar aux machines-outils CNC, à un rapport de 1:15, ce qui signifie qu'à un moment donné, un ballbar peut quitter l'usine et se rendre dans un établissement professionnel , Alors que d'autres jauges à billes effectuent des contrôles de performance sur différentes machines-outils dans l'atelier en même temps.
Grâce aux connaissances et à l'expérience acquises lors de l'utilisation du ballbar QC20-W sur différents types de machines-outils, BAE Systems est maintenant en mesure de creuser plus profondément dans la machine-outil décrite ci-dessus qui a réellement quitté la séquence de production.
En utilisant un ballbar, BAE Systems a observé une erreur de circularité XY de 200 μm en utilisant le logiciel de diagnostic ballbar pour déterminer que le mode de défaillance principal de la machine était dû à une discordance dans le servo, suivi d'une seconde source d'erreur plus grande Erreur de jeu. Les ingénieurs de maintenance de BAE Systems ont corrigé les problèmes de discordance d'asservissement en optimisant les paramètres d'entraînement de l'axe X, puis ils ont vérifié à nouveau avec le ballbar pour quantifier les ajustements effectués après les ajustements.
Cependant, vérifiez encore une fois les résultats ont montré que, même non-concordance servo a été éliminé, il y a encore une erreur grave de la machine, les ingénieurs puis à nouveau un club d'instruments traditionnels et les indicateurs ont été examinés et mesurés et l'erreur est due à l'usure de vis à billes axe X il a causé. après rénovation pourvu de vis à la fois la compensation du jeu, la machine nécessaire pour atteindre la rondeur XY de 30 um, et de rejoindre la séquence de production.
BAE Systems est spécialisé dans la fabrication de Jim Walsh ingénieur a commenté: « le club a cytométrie devenir partie intégrante de l'état de la machine contrôle, ce qui permet non seulement d'assurer la qualité de partie stable et cohérente, pour ceux qui ne sont pas considérés comme la machine compétente, Le ballbar peut aussi nous aider à rajeunir.
Il a poursuivi: « Utiliser le logiciel de diagnostic Ballbar permet d'analyser automatiquement les résultats et erreur de diagnostic, ce qui signifie que les opérateurs de machines plus besoin d'une formule fondée sur les principes et calculer sans effort leur véritable signification des données, pour déterminer l'emplacement de l'apparition du problème et de trouver des remèdes Cela permettra d'économiser beaucoup de temps dans la production réelle.
Résultats
BAE Systems est confrontée à de nombreux défis dans la fabrication de composants de fuselage d'avions de grande valeur, et l'intégration du système de ballbar sans fil QC20-W dans un programme de maintenance préventive de machine CNC est une étape bénéfique pour relever ces défis.
Jim Walsh, un employé de BAE Systems, utilise le Ballbar Renishaw QC20-W
Renishaw caractéristiques Ballbar sont constamment mis à jour le logiciel de diagnostic, avec l'aide d'un nouveau logiciel, BAE Systems conçu pour réduire les déchets de matériaux et d'améliorer le plan de maintenance de l'initiative de l'efficacité de la production ajoutera une nouvelle vitalité. Vous trouverez dans le stade du bourgeon les causes profondes qui conduisent à des erreurs de la machine, ne pas être pris par surprise quand un problème se produit en réalité.
Dans le passé, l'inspection de la machine longue et coûteuse et les travaux d'entretien entraîneront beaucoup de temps d'arrêt de la machine se produit, de sorte que les entreprises insupportables, maintenant, BAE Systems d'erreur des outils de diagnostic peuvent être remplis presque instantanément, ce qui rend considérablement réduit plus de temps d'arrêt. avec les données de diagnostic Ballbar, les entreprises ne comptent plus uniquement sur le service du fabricant de la machine et de soutien pour résoudre les problèmes connexes.
diagnostic Renishaw Ballbar au moyen d'une panne de machine à commande numérique rajeuni, la productivité de l'usine et le respect de la qualité a également fait des progrès significatifs, ce qui a fait BAE Systems bénéficient beaucoup.
Pour plus d'informations, visitez www.renishaw.com/calibration