霍尼韋爾航空航天集團是商用與民用工程領域的大型跨國公司霍尼韋爾 旗下的企業之一, 主要生產商用飛機使用的多種葉輪和葉盤.
霍尼韋爾航空航天集團的生產工程師Luis Adrián Gallegos與雷尼紹的應用工程師Gilberto Ochoa
葉輪實質上就是輻流式壓縮機和軸流式壓縮機的組合. 在加工葉輪的過程中, 必須始終保證工件基準位置正確無誤, 這樣才可確保加工出合格的產品.
如果工件基準位置發生偏差, 加工出的葉輪將達不到規格要求, 這時只能對其進行返工或維修, 甚至有可能完全報廢.
為了保持加工過程中的精度, 霍尼韋爾向工程技術領域的跨國公司雷尼紹求助, 後者為其加工中心提供了RMP600高精度機床測頭測量系統以及基於計算機的Productivity+™工件測量軟體. 霍尼韋爾現在可利用雷尼紹產品完成加工過程的序前測量及序中軸向位移檢測.
背景
霍尼韋爾在位於墨西哥奇瓦瓦市的工廠內製造葉輪. 該工廠裝備有最新的機械設備, 可完成零件磨削, 銑削, 車削和鑽孔等加工作業.
加工後_成品葉盤
加工前_未切割的原始坯料
這裡生產的葉輪直徑從14英寸到17英寸不等, 大多數葉輪採用鈦合金材料製造, 只有一種葉輪由鋁合金材料製造.
奇瓦瓦工廠加工出的產品會被送到霍尼韋爾位於美國亞利桑那州鳳凰城的裝配工廠, 那裡的主要作業是裝配和測試航空發動機的渦輪.
如果發現成品件的工件基準位置偏離中心, 則必須將其提交到產品設計部門, 由設計師檢查葉輪並確定是否合格.
每個工件的每次分析成本大約花費66,900美元, 這同時還使得整體製造時間延長. 每個葉輪僅加工時間(包括在機床內的裝夾時間)可能就需要長達60個小時, 並且要用到約130種刀具.
在霍尼韋爾, 單個葉輪的生產時間計劃為兩周. 如果工件在加工後發現偏離中心, 則需要多花一周時間進行必要的分析, 這將導致機床停機和生產過程延遲, 因此將給生產時間和製造成本帶來負面影響.
挑戰
'在葉輪加工過程中, 霍尼韋爾發現工件基準在軸線方向上經常出現偏離, 這可導致工件的加工時間延長, ' 雷尼紹墨西哥子公司銷售總監Raúl Barriga說道.
原始中心點的軸向移位可能因不正確的工件找正而引起, 究其原因可能是操作人員失誤, 夾具損壞和/或前一道工序在工件上遺留毛邊所導致.
解決方案
在完成第一批葉輪的製造後, 霍尼韋爾的生產工程師Luis Adrian Gallegos與其他質控工程師坐在了一起, 討論如何能夠在加工過程中減少這類基準偏差問題.
雷尼紹RMP600高精度觸髮式測頭
'第一個生產周期完成後, 我們知道必須要改進加工過程, 但我們不希望投入過多的資金, ' Gallegos說道, '我們與雷尼紹聯繫, 商討是否可以使用高精度超小型觸髮式測頭, 並且結合雷尼紹軟體, 在加工開始之前測量工件, 檢測任何基準偏差, 以便提前對其進行修正. '
'在評估了雷尼紹的測頭產品系列後, 我們決定購買採用無線電訊號傳輸的RMP600機床測頭. 這款測頭具備自動工件找正的全部優點, 並且能夠測量複雜3D工件的幾何特徵, 比如我們的葉輪. '
在加工過程中, 雷尼紹測頭可從各個位置觸測工件, 以確定是否存在任何誤差或準直偏差.
'該測頭能夠幫助我們在缺陷實際發生之前檢測出所有潛在問題, ' Gallegos補充道, '以前, 直到16個小時的加工過程和一個多小時的測量過程結束之後, 我們才能夠發現任何問題. 現在, 我們可以立即從測頭得到工件尺寸及位置偏差的報警資訊, 並採取必要的修正措施, 因此可以避免浪費寶貴的加工時間和資源. '
'除了測頭外, 霍尼韋爾還為其加工中心購買了基於計算機的工件測量軟體Productivity+. 該軟體為霍尼韋爾提供了一個簡單易用的編程環境, 方便將工件檢測測頭程序以及序中修正程序整合到加工迴圈中. Productivity+有助於簡化工件找正和檢測過程, 可在核心加工環節發揮作用: 工件的識別和找正以及刀具的識別和對刀. Productivity+還有助於生成序後報告, 它可收集已完成的製程資訊, 並幫助為後續加工過程提供決策, ' Barriga評論道.
結果
'自從我們開始使用RMP600觸髮式測頭以及Productivity+工件測量軟體以來, 我們在生產中再也沒有出現過工件超差, 返工或報廢等問題, ' Gallegos說道, '該軟體可在加工過程中協助執行控制任務, 比如根據測頭收集的數據監測刀具的狀態, 更新刀補並完成適應性加工. '
'藉助雷尼紹的測頭和軟體, 霍尼韋爾可以確保加工過程不會發生偏差. 在引入雷尼紹的新技術之前, 機床操作人員必須首先在機床上固定工件, 手動進行測量, 然後將直徑和各表面位置數據輸入控制器. 如果這些資訊出現任何遺漏或錯誤, 或者夾具損壞, 那麼最終加工出的產品都將是不合格的. 現在, 我們可以通過進行序前檢測杜絕任何缺陷的發生. '
'雖然在加工後難免有一些工件由於各種原因需要返工, 但這確實會給企業帶來額外的經濟負擔. 接收來自雷尼紹機內測頭測量系統的即時數據, 我們便能夠根據測頭的反饋來調整加工過程, 這有助於最大程度降低相同問題在多個工件上反覆出現的幾率. 雷尼紹的設備幫我們改善了加工製程, 縮短了機床停機時間, 為我們 '一次性成功' 加工出現代航空航天工業使用的葉輪打下了堅實的基礎, ' Gallegos總結道.
改編自《Modern Machine Shop Mexico》雜誌, 已獲原刊編者正式授權
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