航空葉輪制造商使用雷尼紹產(chǎn)品縮短加工時(shí)間

霍尼韋爾航空航天集團(tuán)是商用與民用工程領(lǐng)域的大型跨國(guó)公司霍尼韋爾(Honeywell)旗下的企業(yè)之一，主要生產(chǎn)商用飛機(jī)使用的多種葉輪和葉盤。

葉輪實(shí)質(zhì)上就是輻流式壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī)的組合。在加工葉輪的過程中，必須始終保證工件基準(zhǔn)位置正確無誤，這樣才可確保加工出合格的產(chǎn)品。

如果工件基準(zhǔn)位置發(fā)生偏差，加工出的葉輪將達(dá)不到規(guī)格要求，這時(shí)只能對(duì)其進(jìn)行返工或維修，甚至有可能完全報(bào)廢。

為了保持加工過程中的精度，霍尼韋爾向工程技術(shù)領(lǐng)域的跨國(guó)公司雷尼紹求助，后者為其加工中心提供了RMP600高精度機(jī)床測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng)以及基于計(jì)算機(jī)的Productivity+?工件測(cè)量軟件?；裟犴f爾現(xiàn)在可利用雷尼紹產(chǎn)品完成加工過程的序前測(cè)量及序中軸向位移檢測(cè)。

背景

霍尼韋爾在位于墨西哥奇瓦瓦市的工廠內(nèi)制造葉輪。該工廠裝備有最新的機(jī)械設(shè)備，可完成零件磨削、銑削、車削和鉆孔等加工作業(yè)。

這里生產(chǎn)的葉輪直徑從14英寸到17英寸不等，大多數(shù)葉輪采用鈦合金材料制造，只有一種葉輪由鋁合金材料制造。

奇瓦瓦工廠加工出的產(chǎn)品會(huì)被送到霍尼韋爾位于美國(guó)亞利桑那州鳳凰城的裝配工廠，那里的主要作業(yè)是裝配和測(cè)試航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪。

如果發(fā)現(xiàn)成品件的工件基準(zhǔn)位置偏離中心，則必須將其提交到產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門，由設(shè)計(jì)師檢查葉輪并確定是否合格。

每個(gè)工件的每次分析成本大約花費(fèi)66，900美元，這同時(shí)還使得整體制造時(shí)間延長(zhǎng)。每個(gè)葉輪僅加工時(shí)間（包括在機(jī)床內(nèi)的裝夾時(shí)間）可能就需要長(zhǎng)達(dá)60個(gè)小時(shí)，并且要用到約130種刀具。

在霍尼韋爾，單個(gè)葉輪的生產(chǎn)時(shí)間計(jì)劃為兩周。如果工件在加工后發(fā)現(xiàn)偏離中心，則需要多花一周時(shí)間進(jìn)行必要的分析，這將導(dǎo)致機(jī)床停機(jī)和生產(chǎn)過程延遲，因此將給生產(chǎn)時(shí)間和制造成本帶來負(fù)面影響。

挑戰(zhàn)

“在葉輪加工過程中，霍尼韋爾發(fā)現(xiàn)工件基準(zhǔn)在軸線方向上經(jīng)常出現(xiàn)偏離，這可導(dǎo)致工件的加工時(shí)間延長(zhǎng)，”雷尼紹墨西哥子公司銷售總監(jiān)RaúlBarriga說道。

原始中心點(diǎn)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(dǎo)致。

解決方案

在完成第一批葉輪的制造后，霍尼韋爾的生產(chǎn)工程師LuisAdrianGallegos與其他質(zhì)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(zhǔn)偏差問題。

“第一個(gè)生產(chǎn)周期完成后，我們知道必須要改進(jìn)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(lián)系，商討是否可以使用高精度超小型觸發(fā)式測(cè)頭，并且結(jié)合雷尼紹軟件，在加工開始之前測(cè)量工件，檢測(cè)任何基準(zhǔn)偏差，以便提前對(duì)其進(jìn)行修正?！?/p>

“在評(píng)估了雷尼紹的測(cè)頭產(chǎn)品系列后，我們決定購買采用無線電信號(hào)傳輸?shù)腞MP600機(jī)床測(cè)頭。這款測(cè)頭具備自動(dòng)工件找正的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，并且能夠測(cè)量復(fù)雜3D工件的幾何特征，比如我們的葉輪。”

在加工過程中，雷尼紹測(cè)頭可從各個(gè)位置觸測(cè)工件，以確定是否存在任何誤差或準(zhǔn)直偏差。

“該測(cè)頭能夠幫助我們?cè)谌毕輰?shí)際發(fā)生之前檢測(cè)出所有潛在問題，”Gallegos補(bǔ)充道，“以前，直到16個(gè)小時(shí)的加工過程和一個(gè)多小時(shí)的測(cè)量過程結(jié)束之后，我們才能夠發(fā)現(xiàn)任何問題?，F(xiàn)在，我們可以立即從測(cè)頭得到工件尺寸及位置偏差的報(bào)警信息，并采取必要的修正措施，因此可以避免浪費(fèi)寶貴的加工時(shí)間和資源?！?/p>

“除了測(cè)頭外，霍尼韋爾還為其加工中心購買了基于計(jì)算機(jī)的工件測(cè)量軟件Productivity+。該軟件為霍尼韋爾提供了一個(gè)簡(jiǎn)單易用的編程環(huán)境，方便將工件檢測(cè)測(cè)頭程序以及序中修正程序集成到加工循環(huán)中。Productivity+有助于簡(jiǎn)化工件找正和檢測(cè)過程，可在核心加工環(huán)節(jié)發(fā)揮作用：工件的識(shí)別和找正以及刀具的識(shí)別和對(duì)刀。Productivity+還有助于生成序后報(bào)告，它可收集已完成的制程信息，并幫助為后續(xù)加工過程提供決策，”Barriga評(píng)論道。

結(jié)果

“自從我們開始使用RMP600觸發(fā)式測(cè)頭以及Productivity+工件測(cè)量軟件以來，我們?cè)谏a(chǎn)中再也沒有出現(xiàn)過工件超差、返工或報(bào)廢等問題，”Gallegos說道，“該軟件可在加工過程中協(xié)助執(zhí)行控制任務(wù)，比如根據(jù)測(cè)頭收集的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)刀具的狀態(tài)、更新刀補(bǔ)并完成適應(yīng)性加工。”

“借助雷尼紹的測(cè)頭和軟件，霍尼韋爾可以確保加工過程不會(huì)發(fā)生偏差。在引入雷尼紹的新技術(shù)之前，機(jī)床操作人員必須首先在機(jī)床上固定工件，手動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，然后將直徑和各表面位置數(shù)據(jù)輸入控制器。如果這些信息出現(xiàn)任何遺漏或錯(cuò)誤，或者夾具損壞，那么最終加工出的產(chǎn)品都將是不合格的?，F(xiàn)在，我們可以通過進(jìn)行序前檢測(cè)杜絕任何缺陷的發(fā)生?！?/p>

“雖然在加工后難免有一些工件由于各種原因需要返工，但這確實(shí)會(huì)給企業(yè)帶來額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。接收來自雷尼紹機(jī)內(nèi)測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，我們便能夠根據(jù)測(cè)頭的反饋來調(diào)整加工過程，這有助于最大程度降低相同問題在多個(gè)工件上反復(fù)出現(xiàn)的幾率。雷尼紹的設(shè)備幫我們改善了加工制程，縮短了機(jī)床停機(jī)時(shí)間，為我們‘一次性成功’加工出現(xiàn)代航空航天工業(yè)使用的葉輪打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，”Gallegos總結(jié)道。