Ohne regelmäßige Inspektion und Wartung verlieren CNC-Maschinen nach und nach ihre Positioniergenauigkeit und stellen im Laufe der Zeit Fehler dar. Um komplexe, hochwertige Flugzeugrumpfkomponenten zu bearbeiten, stellt BAE Systems das drahtlose Ballbarsystem für die benötigten Werkzeugmaschinen zur Verfügung Diagnosedaten zur Maximierung der Produktqualität und Produktivität.
Hintergrund
Die Herstellung von Rumpfkomponenten für moderne Flugzeuge hat hohe Anforderungen an Genauigkeit und Qualitätskonstanz. Die Lebensdauer von Rumpfkomponenten muss der Lebenserwartung des Flugzeugs entsprechen und somit Produktionsqualität und Zuverlässigkeit bei der Bearbeitung von Metallen und Verbundwerkstoffen gewährleisten Es ist sehr wichtig.
Am tyrrhenischen Akrotiri-Flughafen in der Morgendämmerung ist ein Taifun-Kämpfer des 11. Luftwaffengeschwaders startbereit (Foto mit freundlicher Genehmigung von BAE Systems)
BAE Systems, ein weltweit tätiges Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrt- und Sicherheitsunternehmen, stellt eine Reihe wichtiger Rumpfkomponenten für den europäischen Taifunjäger, einen zweiflutigen Deltaflügel-Mehrzweckjäger, her, der seit seinem Dienst im Jahr 2003 aufgenommen wurde Luftwaffe in vielen Ländern der Welt.
In der hochmodernen Produktionsstätte am Somersbury Airport in der Nähe von Blackburn, Großbritannien, sind mehr als 80 CNC-Werkzeugmaschinen von BAE Systems im Einsatz, um die hochwertigen Rumpfkomponenten herzustellen, die für Typhoon-Kampfflugzeuge und andere Flugzeuge benötigt werden.
Um eine konstante Teilequalität sicherzustellen, Materialverschwendung zu minimieren und die Produktivität zu steigern, ist die Aufrechterhaltung der Leistung und der Ertrag von Fünf-Achsen-Werkzeugmaschinen zu einer der Hauptaufgaben der Linieningenieure des Unternehmens geworden.
Daher sind regelmäßige Inspektionen und Kalibrierungsinspektionen von CNC-Werkzeugmaschinen von größter Bedeutung. "BAE Systems hat das QC10-Diagnosesystem von Ballastern von Renishaw schon vor langer Zeit eingesetzt, um seitdem die Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen. Begann die zweite Generation von drahtlosen Ballbar-System.
QC20-W Ballbar-System
Wenn die Positionierung von CNC-Werkzeugmaschinen den gewünschten Zustand erreicht, dann wird die Kreisinterpolation in jeder Zwei-Achsen-Kombination genau auf die gleiche kreisförmige Trajektorie eingestellt.QC20-W drahtlose Ballbar kann eine realistischere Trajektorie bereitstellen und die Trajektorie einstellen Methode, um festzustellen, ob ein Fehler vorliegt.
Renishaw QC20-W drahtlose Ballbar für die Diagnose von Werkzeugmaschinen
Ball bar Instrument enthält hochpräzise lineare Sensoren, jedes Ende hat eine Präzisionskugel, beziehungsweise fixiert in den zwei Präzisionsmagnetschüsseln: eine magnetische Schale, die auf dem Maschinentisch montiert ist, und die andere, die auf der Spindel installiert ist. Wenn im Layout die CNC-Maschine auf einer festgelegten Kreisbahn fährt, kann die Ballbar feine Änderungen im Radius messen.
Europäischer Taifunjäger im Flug (Foto: BAE Systems)
Die Signalverarbeitung findet innerhalb der Ballbar statt und die Daten werden über eine drahtlose Verbindung an den PC übertragen. Die gesammelten Daten werden verwendet, um die Gesamtleistung der Positioniergenauigkeit (Rundheit und Rundheitsabweichung) nach internationalen Standards und Renishaws eigenen zu berechnen Analyse des Standardberichts
Die Ballbar-Daten werden zusätzlich grafisch und digital zur Diagnose von Maschinenfehlern angezeigt. Die Ballbar-Baugruppe umfasst 50 mm, 150 mm und 300 mm Verlängerungsstangen zur Diagnose von CNC-Werkzeugmaschinen aller Größen.
Herausforderung
Unabhängig von der Art, Größe, Auslastung und Auslastung der Maschine kann sich die Positioniergenauigkeit auch ohne die besten CNC-Werkzeugmaschinen im Laufe der Zeit verschlechtern, was zu Bearbeitungsfehlern führt. Schäden, Installationsfehler und sogar Änderungen der Sockelvibration und der Umgebungstemperatur können die Genauigkeit beeinträchtigen.
Es ist sehr teuer, ein Werkzeugmaschinenproblem zu finden, nachdem die Teile bearbeitet wurden, und ein großer Prozentsatz der von BAE Systems hergestellten Karosserieteile besteht aus Titanlegierungsmaterial, das hochfest, leicht und hochtemperaturbeständig ist Ätzende Metallwerkstoffe sind teuer und werden immer knapper und müssen ein Jahr im Voraus bei den Lieferanten gebucht werden, um das Angebot zu schützen.
Zusätzlich zu den Verlusten, die durch verschrottete teuere Materialien verursacht werden, ist der Verlust von CNC-Bearbeitungszeit aufgrund von Maschinenfehlern noch schwieriger zu beheben.
Eine komplexe Titanlegierungskörperanordnung erfordert typischerweise 40 Stunden maschinelle Bearbeitung, und die wiederholte Produktion von Komponenten am Ende der Lebensdauer kann eine ernsthafte Auswirkung auf die Produktivität haben.
Ein typisches Beispiel dafür ist, dass die Fertigungsingenieure von BAE Systems festgestellt haben, dass bei einer der vielen Werkzeugmaschinen die Genauigkeit einer der Werkzeugmaschinen langsam abnimmt und das Vertrauen der Händler in ihre Leistung abnimmt, da es immer schwieriger wird, die benötigten Teile herzustellen , Die Problemmaschine ist allmählich untätig und ihre ursprüngliche Arbeitslast wurde auf andere Werkzeugmaschinen umgeleitet.
Um diese Herausforderungen zu lösen, müssen Sie regelmäßig die Leistung von CNC-Werkzeugmaschinen überprüfen, um die Positioniergenauigkeit der Maschine zu gewährleisten, um Qualität und Produktionseffizienz sicherzustellen.
Lösung
Zur Unterstützung der regelmäßigen Leistungsdiagnose von CNC-Werkzeugmaschinen hat BAE Systems zuvor das QC10-Ballbar-System von Renishaw eingesetzt, um spezifische Leistungsfehler bei Werkzeugmaschinen zu identifizieren.
Renishaw QC20-W Kugelstange
BAE Systems verwendet jetzt die drahtlose Ballbar der Serie QC20-W der zweiten Generation und hat außerdem ein vorbeugendes Wartungsprogramm aufgelegt, das die gesamte Anlage abdeckt und regelmäßige Inspektionen von mehr als 60 CNC-Maschinen auf wöchentlicher, monatlicher und jährlicher Basis ermöglicht .
Durch die detaillierte Analyse QC20-W Diagnosedaten Trends aller Maschine entwickelte BAE Systems einen zuverlässigen Referenzfehlerbereich, wodurch die Leistung einer schnellen Überprüfung aller der Maschine und ermöglicht es dem Bediener zu einem machen ‚go / sollte nicht fortgesetzt werden‘ die Maschine benutzen Von der Entscheidung. Sobald die Positioniergenauigkeit der CNC-Maschine einen Rundheitsfehler größer als 30 μm hat, müssen Sie dies sofort untersuchen.
Er erhielt eine ballbar Ausbildung der Maschinenbediener kann effizient die QC20-W verwenden Diagnosetests ausführen, was bedeutet, dass diese Kontrollen verwendet werden können, die Produktionslücke zu füllen, die so gut wie keine Auswirkungen auf den Ertrag ist.
Gleichzeitig hat BAE Systems im Verhältnis 1:15 auch das optimale Verhältnis von Kugeltestbauteilen zu CNC-Werkzeugmaschinen ermittelt. Das heißt, irgendwann kann eine Kugelstange das Werk verlassen und zu einer professionellen Einrichtung für jährliche Kalibrierprüfungen gehen , Während andere Kugelmessgeräte gleichzeitig Leistungsüberprüfungen an verschiedenen Werkzeugmaschinen im Laden durchführen.
Mit den Kenntnissen und Erfahrungen, die durch den Einsatz der QC20-W-Kugelstange an verschiedenen Arten von Werkzeugmaschinen gewonnen wurden, kann BAE Systems nun tiefer in die oben beschriebene Werkzeugmaschine eintauchen, die tatsächlich den Produktionsablauf verlassen hat.
Unter Verwendung einer Kugelstange beobachtete BAE Systems einen XY-Rundheitsfehler von 200 μm unter Verwendung der Ballbar-Diagnosesoftware, um zu bestimmen, dass der Hauptfehlermodus der Maschine durch eine Fehlanpassung in dem Servo verursacht wurde, gefolgt von einer zweiten Fehlerquelle, die größer war Spielfehler Die BAE Systems-Wartungstechniker korrigierten das Servo-Mismatch-Problem, indem sie die Antriebsparameter der X-Achse optimierten, und prüften dann erneut mit der Ballbar, um die vorgenommenen Einstellungen zu quantifizieren.
Die erneute Inspektion zeigte jedoch, dass es einen ernsthaften Fehler in der Maschine gab, selbst nachdem die Servo-Fehlanpassung beseitigt worden war.Die Ingenieure prüften und maßen dann mit der Kugelleiste und herkömmlichen Messgeräten und stellten fest, dass der Fehler auf den Verschleiß der Kugelspindel auf der X-Achse zurückzuführen war Nach dem Nachrüsten der Kugelgewindetriebe und dem Zurücksetzen der Losekompensation erreichte die Maschine diesmal eine XY-Rundheit von 30 μm und schloss sich dem Produktionsablauf an.
Jim Walsh, BAE Systems 'spezialisierter Fertigungsingenieur, kommentierte: "Die Inspektion der Kugelstange zu einem integralen Bestandteil der Werkzeugmaschineninspektion zu machen, hilft nicht nur dabei, eine konstante Teilequalität sicherzustellen, sondern auch für Maschinen, die als ungeeignet für die Arbeit angesehen wurden. Die Ballbar kann uns auch helfen, uns zu verjüngen.
Er fuhr fort: ‚ballbar Diagnose-Software Verwenden Sie die Ergebnisse und Diagnosefehler automatisch analysieren, was bedeutet, dass Maschinenbediener nicht mehr benötigen, eine Formel auf der Grundlage der Prinzipien und mühelos ihre wahre Bedeutung der Daten berechnen, die Position des Auftretens des Problems zu ermitteln und Heilmittel zu finden Dies spart viel Zeit in der Produktion.
Ergebnisse
BAE Systems konfrontiert viele Herausforderungen bei der Verarbeitung von hochwertigen Flugzeugrumpfmontage und die QC20-W drahtlose ballbar Systeme in eine spezielle CNC-Werkzeugmaschinen vorbeugende Wartungsplan, ist die Antwort auf diese Herausforderungen nützlich Schritt getan.
Jim Walsh, ein Mitarbeiter von BAE Systems, verwendet die Renishaw QC20-W-Ballbar
Renishaw aktualisiert auch kontinuierlich die Funktionalität der Ballbar-Diagnose-Software: Mit der neuen Software wird BAE Systems proaktiv ein proaktives Wartungsprogramm durchführen, um Materialverschwendung zu reduzieren und die Produktionseffizienz zu steigern. Die Grundursachen von Maschinenfehlern müssen nicht überrascht werden, wenn das Problem tatsächlich auftritt.
In der Vergangenheit führten langwierige und kostspielige Maschineninspektionen und -reparaturen zu erheblichen Maschinenstillstandszeiten, die für das Unternehmen unerschwinglich waren. Die Fehlerdiagnose von BAE Systems kann jetzt nahezu augenblicklich durchgeführt werden, was zu einer erheblichen Verringerung der Ausfallzeiten führt. Mit den Ballbar-Diagnosedaten verlassen sich Unternehmen nicht mehr allein auf den Service und Support des Werkzeugmaschinenherstellers, um das Problem zu lösen.
Mithilfe der Renishaw-Ballbar-Diagnose wurden wesentliche Verbesserungen bei der Wiederbelebung einer ausgefallenen CNC-Maschine sowie bei der Produktivität und der Qualitätskonformität des Shops erzielt, wovon BAE Systems profitiert hat.
Weitere Informationen finden Sie unter www.renishaw.de/kalibrierung