首頁 > 航空航天 > 主機

應用案例Applications

全國免費服務熱線: 13920270246

光學測量系統為航空管件檢測提供高效解決方案

面臨的挑戰：

來自海克斯康的解決方案：

用戶名稱：PFW

面臨挑戰：航空管路加工成本昂貴，客戶希望節省費用并提高檢測效率

產品、解決方案：Aicon TubeInspect 管線測量系統

實現效果：使用TubeInspect后，客戶節省了檢具制作和維護的費用，并提高了檢測速度及檢測的精度，得到了廣泛的認可。

航(hang)空航(hang)天(tian)領域對管件制造(zao)的(de)質(zhi)量要(yao)求比其(qi)他工業領域要(yao)嚴格得多(duo)。為確定光學(xue)管線測(ce)量系(xi)統(tong)TubeInspect在該領域的(de)適用(yong)性， PFW Aerospace AG 進行了大量的(de)測(ce)試對系(xi)統(tong)進行分析(xi)。

在測試過(guo)程(cheng)中， PFW項目工(gong)程(cheng)師 Martin Seibt 不僅確認了該系統具有很高(gao)的可重復性，而且(qie)其再現(xian)性也比其中參與競爭的測量設(she)備高(gao)五倍(bei)。PFW 的大客戶 Airbus 根據測試結果認定(ding)Tubelnspect測量系統適(shi)合 7° 以上管件(jian)彎曲度的測量，并正式批準(zhun) PFW 在生產中部(bu)署 Tubelnspect 系統。

航空航天工業的特殊要求

航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天工(gong)業中的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)件制造(zao)工(gong)藝比看(kan)上去要復雜得多。盡管(guan)(guan)(guan)從外面看(kan)不到，但(dan)由彎(wan)管(guan)(guan)(guan)構成(cheng)的(de)(de)高度發達的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)路系統(tong)就像血(xue)管(guan)(guan)(guan)一樣遍布于(yu)現(xian)代化飛(fei)機(ji)的(de)(de)內部(bu) 這些管(guan)(guan)(guan)路系統(tong)包(bao)括燃(ran)油(you) 管(guan)(guan)(guan)、液壓油(you)管(guan)(guan)(guan)以及空氣(qi)和氧氣(qi)管(guan)(guan)(guan)等(deng)等(deng)。PFW Aerospace AG 的(de)(de)總部(bu)位于(yu)德(de)國 Speyer , 全球員工(gong)數量超過1500人(ren) ，如今已成(cheng) 為(wei)航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天業管(guan)(guan)(guan)路系統(tong)制造(zao)領域的(de)(de)領導者。 EADS/Airbus、Boeing、Bombardier 和 Eurocopter 都是該公(gong)司的(de)(de)知名客戶。

所有管(guan)路系統都(dou)受到(dao)嚴(yan)格的質猛(meng)管(guan)控，任何(he)不(bu)精確都(dou)可能(neng)導致災難性(xing)后果。直管(guan)必須(xu)(xu)由授(shou)權供應商提供，而且每個部件都(dou)要(yao)提供合格證(zheng)。在進一步加工過(guo)程中，必須(xu)(xu)相應地遵守嚴(yan)格的公差規范。PFW Aerospace AG 的管(guan)件彎曲工藝必須(xu)(xu)達(da)到(dao)最(zui)(zui)高(gao)要(yao)求，以獲得完美的幾何(he)結(jie)構。不(bu)過(guo) ，即使對于(yu)管(guan)件數量最(zui)(zui)少的生(sheng)產批次(ci)，公司(si)也必須(xu)(xu)保證(zheng)最(zui)(zui)低的廢棄率(lv)以維持(chi)利潤(run)。PFW的項目工程師 Martin Seibt介(jie)紹說“客戶經(jing)常(chang)委托(tuo)我們(men)只生(sheng)產—個部件因(yin)此(ci)我們(men)的目標是(shi)即使只制(zhi)造(zao)—根管(guan)件也能(neng)嬴利。以制(zhi)造(zao)人造(zao)衛星為(wei)例。這(zhe)里所需的管(guan)件非常(chang)獨(du)特，經(jing)常(chang)是(shi)＂一次(ci)性(xing)”的。因(yin)此(ci) ，客戶委托(tuo) PFW 只生(sheng)產這(zhe)一根管(guan)件。＂

即使(shi)是批(pi)量的(de)飛機部件(jian)(jian)，其(qi)訂購數量也不(bu)足十件(jian)(jian)。生(sheng)(sheng)產(chan)上幾(ji)乎無(wu)一例外(wai)地都要使(shi)用(yong)昂(ang)貴材料，例如(ru)(ru)欽(qin)、不(bu)銹鋼或 lnconel(抗腐(fu)蝕銀基合金) ，因此必須(xu)將廢棄(qi)量降到最低(di)。Martin Seibt 說(shuo)如(ru)(ru)今，PFW 隨(sui)時(shi)能以(yi)最低(di)的(de)廢棄(qi)率制造 20,000 個部件(jian)(jian)。首(shou)個良(liang)品(pin)件(jian)(jian)之前廢棄(qi)的(de)管件(jian)(jian)數量超(chao)過兩個對于我們來(lai)(lai)說(shuo)都是無(wu)法(fa)(fa)接受的(de)成本損失。"在航空航天(tian)領域，產(chan)品(pin)類(lei)型比(bi)較(jiao)多而且需要制造大量的(de)原型，因此采用(yong)通用(yong)測量系(xi)統(tong)是錄(lu)理想的(de)選擇。有(you)些生(sheng)(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)(fa)（例如(ru)(ru)手動檢具）必須(xu)針對管件(jian)(jian)的(de)每次(ci)變化進(jin)(jin)行調整，所以(yi)即使(shi)其(qi)使(shi)用(yong)壽命(ming)有(you)很多年，也會由于不(bu)適(shi)應管件(jian)(jian)的(de)變化而被淘汰，因而無(wu)法(fa)(fa)提供比(bi)較(jiao)經濟的(de)解(jie)決方(fang)案(an)。為實現更(geng)高(gao)效率， PF W 首(shou)次(ci)對光學測量系(xi)統(tong)的(de)可用(yong)性進(jin)(jin)行分析(xi)，將其(qi)與一直用(yong)來(lai)(lai)檢查(cha)成品(pin)管件(jian)(jian)的(de)接觸式系(xi)統(tong)進(jin)(jin)行比(bi)較(jiao)。

用光學測量法進行管件檢測

PFW 在分析時選(xuan)擇的(de)(de)是 AICON 的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)系統(tong) Tubelnspect, 因(yin)為該系統(tong)是目前市(shi)場上唯一(yi)專門針對彎管(guan)的(de)(de)全(quan)(quan)光學測(ce)量(liang)(liang)系統(tong)。Tubelnspect 使(shi)用高分辨(bian)率數字照(zhao)相機(ji)進行高精確度的(de)(de)管(guan)件(jian)幾(ji)何(he)結構測(ce)溫(wen)。此外，它還(huan)能計(ji)算設置(zhi)與校(xiao)正(zheng)數據(ju)并傳送至彎曲機(ji)。管(guan)件(jian)檢查所(suo)需(xu)時間很短。一(yi)根燃料管(guan)的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)數據(ju)在3 秒(miao) 內即可得(de) 到，具有(you) 40 多個彎曲部位的(de)(de)復雜制(zhi)動油(you)管(guan)的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)用時不足20秒(miao)。Tubelnspect能完全(quan)(quan)替代高成本的(de)(de)機(ji)械檢具。

通過兩個步驟對測量系統進行分析

第一(yi)個步驟

PFW 使(shi)用代表最新技術標(biao)準的兩個程序(xu)對(dui)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)系(xi)統進行分(fen)析。第一項測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試是測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)匾能力的檢測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce) ，即(ji)在沒有(you)任(ren)何操作入(ru)員影響的情況下根據校正標(biao)準來評估測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)系(xi)統的偏差(cha)(cha)(cha)和(he)變量(liang)(liang)(liang)。一般來說(shuo)，可(ke)通(tong)過(guo)連續測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)試驗(yan)來計算標(biao)準的誤差(cha)(cha)(cha)和(he)偏差(cha)(cha)(cha)。PFW使(shi)用DKD 校準過(guo)的管件(jian)(jian)(jian)作為參考基(ji)準，對(dui)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)謚系(xi)統進行適用性實驗(yan)，檢驗(yan)其(qi)能否(fou)滿足航(hang)空航(hang)天(tian)領域的管件(jian)(jian)(jian)彎曲測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)要(yao)求。這需對(dui)管件(jian)(jian)(jian)進行50次(ci)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang) ，每(mei)次(ci)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)時應將管件(jian)(jian)(jian)從(cong)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)室(shi)取出，完(wan)成后再(zai)放回到測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)室(shi)內。利用這些測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)結(jie)果(guo)(guo)，Martin Seibt 能夠評估測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)呈值(zhi)是否(fou)與校準管件(jian)(jian)(jian)的原有(you)參考值(zhi)相匹配(pei)，以及測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)星結(jie)果(guo)(guo)的相互關系(xi)，即(ji)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)猛結(jie)果(guo)(guo)有(you)多大偏差(cha)(cha)(cha)。

第一個(ge)實(shi)驗步驟的(de)結果：Tubelnspect的(de)測量變(bian)度遠(yuan)遠(yuan)優于接觸(chu)式系統(tong)的(de)變(bian)度。

實驗(yan)結果(guo)令入信服。Tubelnspect適合作(zuo)為(wei)(wei)航(hang)空航(hang)天領域的(de)測(ce)晝系統，因為(wei)(wei) 99.7% 的(de)測(ce)朵彎曲點與實際值的(de)偏差小(xiao)于0.36mm ( 目標值為(wei)(wei) 0.50mm ) 。可重復性明(ming)顯更佳。隨機誤差是土0.09mm ( 3 西格瑪），顯著小(xiao)于以前的(de)測(ce)量方法的(de)變度。

Martin Seibt 對于實(shi)驗結果的評估結論是(shi)： "Tubelnspect在最優條件下的誤差極低，優于競爭設(she)備。與競爭系統(tong)相比精確性非常好。＂

第二個步(bu)驟

第二個實(shi)驗步驟名為 Gage R&R 研究(GageRepeatability & Reproducibility)。該測(ce)量(liang)步驟用來(lai)確定生產條件下，考慮(lv)操作人員影響的情況下測(ce)量(liang)過(guo)程的重(zhong)復性和再現性。根據實(shi)驗結(jie)果可(ke)以確定測(ce)量(liang)過(guo)程是否適合相應的測(ce)量(liang)任務。

在分析實(shi)驗中(zhong) ，Tubelnspect和接觸式(shi)測量系統對4根布(bu)特彎管進(jin)行檢測，這些彎管是由(you)4位操(cao)作人員通過3套不同夾具調試(shi)的(de)(de)。將每種系統的(de)(de)共(gong)計(ji)48 次測量進(jin)行記錄。

第二個(ge)實驗步驟的(de)(de)(de)結果: Tubelnspect比接(jie)觸式系(xi)統(tong)(tong)好五(wu)倍。Martin Seibt對這次實驗結果的(de)(de)(de)評估結論是：“ 我們(men)對 Tubelnspect系(xi)統(tong)(tong)在可(ke)重(zhong)復性(xing)(xing)方面(mian)所表現(xian)出的(de)(de)(de)卓(zhuo)越(yue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)表示贊嘆。AICON系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)表現(xian)比接(jie)觸式測(ce)盆(pen)系(xi)統(tong)(tong)優秀五(wu)倍。我們(men)認識到接(jie)觸式測(ce)盆(pen)法所用的(de)(de)(de)夾具固(gu)定方式會影響管件的(de)(de)(de)幾何結構(gou)，同時這也構(gou)成了很(hen)大(da)的(de)(de)(de)誤差來源。Tubelnspect則采用光學定位輔助，每個(ge)管件都(dou)在兩個(ge)位置(zhi)測(ce)量。因此，該系(xi)統(tong)(tong)能(neng)(neng)翌著(zhu)提(ti)高(gao)可(ke)重(zhong)復性(xing)(xing)。

結論

PFW將(jiang)測量結果交給了(le)最重要的(de)(de)客(ke)戶之(zhi)一Airbus。得(de)益于這些具有說服力的(de)(de)結果， PFW收到(dao)了(le)來自Airbus的(de)(de)正式批準，允許其在生產中部(bu)署Tubelnspect系統。該(gai)系統現已在Speyer工廠中安裝(zhuang)，而且(qie)每(mei)天(tian)都在使用。Martin Seibt總(zong)結說: "AICON的(de)(de)測量系統是當前(qian)最好的(de)(de)技(ji)(ji)術方法(fa)，可滿(man)足航空(kong)航天(tian)工業不斷增(zeng)長(chang)的(de)(de)需求。其他(ta)測量系統制造(zao)商都存在技(ji)(ji)術限制。我們對該(gai)設備(bei)非(fei)常滿(man)意(yi)。

客戶簡介：