檢測大批量複雜工件的關鍵尺寸不僅難度大而且耗時, 尤其是必須對生產出的所有工件進行檢測時更是如此.
Europea Microfusioni Aerospaziali — 一家總部位於意大利阿韋利諾省Morra De Sanctis市鎮的渦輪葉片製造企業, 如今使用雷尼紹PH20五軸測座來執行這些檢測. 與使用三軸系統相比, 檢測周期縮短達50%.
Vittorio Caggiano, Marco Iannuzzi和Maurizio Rullo在EMA的測量室
背景
Europea Microfusioni Aerospaziali (EMA) 是Rolls-Royce集團的下屬企業之一. 該集團是全球推進系統的領先製造商, 主要為民用和軍用飛機, 船舶, 潛艇以及(用於生產工業能源的)渦輪機製造推進系統.
EMA的測量室
EMA在Morra De Sanctis的生產設施包括一座佔地20,000平方米的工廠, 專門為民用和軍用高, 中, 低壓段航空渦輪機生產超高精度特種合金定子和轉子葉片. 該公司還為發電用工業渦輪機生產葉片.
EMA的多葉片零件AEREO
EMA超過三分之二的產品供應給意大利和世界各地航空工業的知名客戶, 其中包括母公司Rolls-Royce, AgustaWestland, Ansaldo Energia, Avio, Turbocare, Siemens, MAN和Snecma. 全球約25%的軍用飛機安裝了Rolls-Royce發動機, 在這些發動機中, 很多都使用EMA產品.
'自從引進雷尼紹PH20測座, 我們大幅減少了測量時間以及檢測周期內執行測針交換的次數. 使用MODUS™軟體還減少和優化了編程時間. 我們已設法將檢測周期縮短30-50%, 在某些情況下甚至超過50%. '
Europea Microfusioni Aerospaziali(意大利)
挑戰
渦輪機和航空發動機葉片採用能夠承受極高溫度和壓力的超耐熱合金製成. 它們的形狀一般比較複雜, 以便最大限度提高效率並減少應力和疲勞現象. 然而, 這些葉片採用人類最傳統的製造技術之一 — 鑄造技術生產而成.
EMA完善了各種微鑄造技術, 其中包括生產金屬合金單晶葉片所使用的技術. 公司還專長於失蠟微鑄造工藝, 該工藝首先建立從金屬模具獲得的蠟模.
接著使用耐高溫陶瓷材料對這些蠟模進行塗層. 然後除蠟, 使陶瓷型殼形成用於超耐熱合金的模具. 鑄件固化冷卻後, 對其進行熱處理和拋光, 並通過超聲波, X射線和液體滲透測試檢查所有工件的尺寸精度和結構完整性.
由於工件複雜的幾何形狀和100%檢測要求, 設計一個高效的工藝過程來檢查渦輪機和航空發動機葉片的尺寸精度具有一定的挑戰性.
解決方案
質量控制經理Vittorio Caggiano說, '我們必須找到一種解決方案, 以針對單位時間內測量的工件數量來提高尺寸檢驗過程的效率. '
為此, EMA可以選擇購買新測量設備, 或縮短測量時間, 從而提高公司現有測量設備的測量能力.
'直到幾年前, 我們的坐標測量機才配備了PH10三軸可重複定位測座, 但是在移動和測針交換時間方面存在一些限制. ' Caggiano說. 這些限制是由於工件的複雜性造成的, 每次測量迴圈都需要若干次測針交換.
'我們與雷尼紹技術人員密切合作, 尋找更好的解決方案. 我們還將工件送到雷尼紹設在都靈的機構進行檢測. 經過測試, 我們認為最好的解決方案是購買更加靈活高效的全新PH20五軸測座, 以及MODUS測量軟體. 雷尼紹將新測頭改造到我們現有的坐標測量機上, 並且雷尼紹SpA員工在為我們進行培訓期間現場編寫了五十個測量程序. '
結果
'最終結果令人非常滿意, ' 坐標測量機程序員Maurizio Rullo補充道. '自從引進雷尼紹PH20測座, 我們大幅減少了測量時間以及檢測周期內執行測針交換的次數. 使用MODUS軟體還減少和優化了編程時間. 我們已設法將檢測周期縮短30-50%, 在某些情況下甚至超過50%!'
Maurizio Rullo正在使用Equator比對儀
EMA還購買了雷尼紹Equator™比對儀, 可以快速, 高效地測量大批量工件的幾何尺寸和形狀.
'得益於雷尼紹Equator比對儀, 我們能夠在某些部件上集中進行所有必要測量;而以前, 需要使用多台測量儀器才能完成這些檢測. 因此, 大批量工件的檢測時間明顯縮短, ' Rullo先生總結道.
雷尼紹PH20和MODUS軟體
PH20獨特的 '測座碰觸' 可以僅通過移動測座而不是坐標測量機結構, 來採集測量點. 只需使用測座的快速旋轉運動, 即可更快地採集測量點, 並獲得更高的精度和重複精度. 此外, 五軸聯動可省去測座旋轉定位時間.
PH20的無級定位功能確保實現最佳特徵測量, 最大限度地減少測針交換次數. 五軸同步運動減少了測座在工件周圍旋轉定位所需的空間, 允許在坐標測量機上測量更大的工件. PH20自動與工件坐標系對齊, 可避免測針碰撞, 而且無需精密夾具.
為PH20開發的獨特 '推論標定' 技術可一次確定測座方向和測頭位置, 從而實現以任意測座角度完成後續測量.
PH20正在檢測EMA的多葉片零件AEREO
PH20能夠自動與工件坐標系對齊: 既無碰撞危險又省去了複雜夾具.
獨有的快速標定系統功能可一次確定測座和測頭的方向, 實現在任意角度進行測量.
MODUS測量軟體簡化了複雜的測量應用並縮短了測量周期. 該軟體具有測頭路徑的類比, 碰撞檢測和屏幕檢測功能, 支援在CAD上離線編程. MODUS的上述特性有助於減少機器停機時間;編寫的程序可載入到機器上, 供隨時使用, 僅需少量測試甚至完全不需要測試.
編譯自Ernesto Imperio發表在Tecnologie Meccaniche上的原創文章
詳情請訪問 www.renishaw.com.cn/ema