雷尼紹PH20五軸測座在渦輪葉片制造業(yè)中的應(yīng)用介紹

檢測大批量復(fù)雜工件的關(guān)鍵尺寸不僅難度大而且耗時，尤其是必須對生產(chǎn)出的所有工件進(jìn)行檢測時更是如此。

Europea Microfusioni Aerospaziali — 一家總部位于意大利阿韋利諾省Morra De Sanctis市鎮(zhèn)的渦輪葉片制造企業(yè)，如今使用雷尼紹PH20五軸測座來執(zhí)行這些檢測。與使用三軸系統(tǒng)相比，檢測周期縮短達(dá)50%。

Europea Microfusioni Aerospaziali （EMA） 是Rolls-Royce集團(tuán)的下屬企業(yè)之一。該集團(tuán)是全球推進(jìn)系統(tǒng)的領(lǐng)先制造商，主要為民用和軍用飛機(jī)、船舶、潛艇以及（用于生產(chǎn)工業(yè)能源的）渦輪機(jī)制造推進(jìn)系統(tǒng)。

EMA的測量室

EMA在Morra De Sanctis的生產(chǎn)設(shè)施包括一座占地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(jī)生產(chǎn)超高精度特種合金定子和轉(zhuǎn)子葉片。該公司還為發(fā)電用工業(yè)渦輪機(jī)生產(chǎn)葉片。

EMA的多葉片零件AEREO

EMA超過三分之二的產(chǎn)品供應(yīng)給意大利和世界各地航空工業(yè)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(jī)安裝了Rolls-Royce發(fā)動機(jī)，在這些發(fā)動機(jī)中，很多都使用EMA產(chǎn)品。

“自從引進(jìn)雷尼紹PH20測座，我們大幅減少了測量時間以及檢測周期內(nèi)執(zhí)行測針交換的次數(shù)。使用 MODUS?軟件還減少和優(yōu)化了編程時間。我們已設(shè)法將檢測周期縮短30-50%，在某些情況下甚至超過50%?！?/p>

挑戰(zhàn)

渦輪機(jī)和航空發(fā)動機(jī)葉片采用能夠承受極高溫度和壓力的超耐熱合金制成。它們的形狀一般比較復(fù)雜，以便最大限度提高效率并減少應(yīng)力和疲勞現(xiàn)象。然而，這些葉片采用人類最傳統(tǒng)的制造技術(shù)之一 — 鑄造技術(shù)生產(chǎn)而成。

EMA完善了各種微鑄造技術(shù)，其中包括生產(chǎn)金屬合金單晶葉片所使用的技術(shù)。公司還專長于失蠟微鑄造工藝，該工藝首先創(chuàng)建從金屬模具獲得的蠟?zāi)！?/p>

接著使用耐高溫陶瓷材料對這些蠟?zāi)＿M(jìn)行涂層。然后除蠟，使陶瓷型殼形成用于超耐熱合金的模具。鑄件固化冷卻后，對其進(jìn)行熱處理和拋光，并通過超聲波、X射線和液體滲透測試檢查所有工件的尺寸精度和結(jié)構(gòu)完整性。

由于工件復(fù)雜的幾何形狀和100%檢測要求，設(shè)計一個高效的工藝過程來檢查渦輪機(jī)和航空發(fā)動機(jī)葉片的尺寸精度具有一定的挑戰(zhàn)性。

解決方案

質(zhì)量控制經(jīng)理Vittorio Caggiano說，“我們必須找到一種解決方案，以針對單位時間內(nèi)測量的工件數(shù)量來提高尺寸檢驗過程的效率?！?/p>

為此，EMA可以選擇購買新測量設(shè)備，或縮短測量時間，從而提高公司現(xiàn)有測量設(shè)備的測量能力。

“直到幾年前，我們的坐標(biāo)測量機(jī)才配備了PH10三軸可重復(fù)定位測座，但是在移動和測針交換時間方面存在一些限制?！盋aggiano說。這些限制是由于工件的復(fù)雜性造成的，每次測量循環(huán)都需要若干次測針交換。

“我們與雷尼紹技術(shù)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(shè)在都靈的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測。經(jīng)過測試，我們認(rèn)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測量軟件。 雷尼紹將新測頭改造到我們現(xiàn)有的坐標(biāo)測量機(jī)上，并且雷尼紹SpA員工在為我們進(jìn)行培訓(xùn)期間現(xiàn)場編寫了五十個測量程序?！?/p>

結(jié)果

“最終結(jié)果令人非常滿意，”坐標(biāo)測量機(jī)程序員Maurizio Rullo補(bǔ)充道?！白詮囊M(jìn)雷尼紹PH20測座，我們大幅減少了測量時間以及檢測周期內(nèi)執(zhí)行測針交換的次數(shù)。使用MODUS軟件還減少和優(yōu)化了編程時間。我們已設(shè)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。

“得益于雷尼紹Equator比對儀，我們能夠在某些部件上集中進(jìn)行所有必要測量；而以前，需要使用多臺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(jié)道。

雷尼紹PH20和MODUS軟件

PH20獨(dú)特的“測座碰觸”可以僅通過移動測座而不是坐標(biāo)測量機(jī)結(jié)構(gòu)，來采集測量點(diǎn)。只需使用測座的快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即可更快地采集測量點(diǎn)，并獲得更高的精度和重復(fù)精度。此外，五軸聯(lián)動可省去測座旋轉(zhuǎn)定位時間。

PH20的無級定位功能確保實現(xiàn)最佳特征測量，最大限度地減少測針交換次數(shù)。五軸同步運(yùn)動減少了測座在工件周圍旋轉(zhuǎn)定位所需的空間，允許在坐標(biāo)測量機(jī)上測量更大的工件。PH20自動與工件坐標(biāo)系對齊，可避免測針碰撞，而且無需精密夾具。

為PH20開發(fā)的獨(dú)特“推論標(biāo)定”技術(shù)可一次確定測座方向和測頭位置，從而實現(xiàn)以任意測座角度完成后續(xù)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(biāo)系對齊：既無碰撞危險又省去了復(fù)雜夾具。

獨(dú)有的快速標(biāo)定系統(tǒng)功能可一次確定測座和測頭的方向，實現(xiàn)在任意角度進(jìn)行測量。

MODUS測量軟件簡化了復(fù)雜的測量應(yīng)用并縮短了測量周期。該軟件具有測頭路徑的模擬、碰撞檢測和屏幕檢測功能，支持在CAD上離線編程。MODUS的上述特性有助于減少機(jī)器停機(jī)時間；編寫的程序可加載到機(jī)器上，供隨時使用，僅需少量測試甚至完全不需要測試。
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