Kontrola kvality lopatek turbíny v automatizované výrobní buňce

Optické měřicí stroje nabízejí výhody, pokud jde o testování kvality lopatek turbín. Proto budou Vysokorychlostní skenovací systémy CORE ze Švýcarska Starrag používá se v automatizované výrobní buňce pro konečnou kontrolu kvality lopatek turbín. Základní požadavky na měřicí stroje jsou: vysoká přesnost, minimální doba měření a vysoká teplotní stabilita.

Již více než 50 let je skupina Starrag předním technologickým partnerem v oblasti produktivní výroby lopatek plynových a parních turbín. Turbíny, lopatky kompresoru, oběžná kola, blisky a složité konstrukční díly jsou vyráběny stroji Starrag s nejvyšší přesností. Starragkomplette také vyvíjí flexibilní výrobní systémy, tzv. FMS (Flexible Manufacturing Systems), které umožňují výrobu široké škály dílů v automatizovaném režimu.

‍

Dva systémy CORE byly úspěšně integrovány do FMS pro konečnou kontrolu kvality. Výrobní buňka vyrábí širokou škálu komplexních typů lopatek z vysoce přesných kovaných polotovarů a skládá se ze čtyř frézek, které vyrábějí lopatky turbíny pomocí speciální upínací koncepce, dále ze dvou čisticích systémů a dvou měřicích strojů. Jednotlivé stanice jsou ovládány robotem. Komunikace s měřicími stroji CORE je řízena prostřednictvím řídicího systému buněk.

CORE je souřadnicový měřicí stroj s optickým snímačem bílého světelného bodu. Optické měření bílého světla se provádí pomocí snímače s dvojitým okem. To je podobné principu měření s hmatovou sondou, ale s malým bílým světelným bodem, jehož průměr je přibližně 40 µm. To umožňuje přesně zachytit volné plochy nebo měřit nejmenší prvky, jako jsou malé poloměry vstupních a výstupních hran lopatek turbíny. Díky snímači dvojitého oka a stabilní rutině měření bodové triangulace lze měřit i vysoce reflexní povrchy bez postřiku povrchu.

Úspora času pro kratší cykly měření

CORE je pětiosý měřicí stroj se třemi lineárními osami a dvěma rotačními osami. Otáčivé osy jsou tvořeny otočným stolem a otočným kloubem na hlavě senzoru. Tato kombinace a simultánní řízení lineární a rotační osy umožňuje optimální přístupnost, optimalizované dráhy pojezdu a tím úsporu času při kratších cyklech měření. Technologie optického měření eliminuje potřebu kompenzace poloměru sondy, zejména při měření malých vstupních a výstupních hran lopatek turbíny.

„Rozhodnutí pro CORE bylo učiněno po přísném výběrovém procesu,“ vysvětluje Stefan Mahr, obchodní ředitel pro optické vysokorychlostní skenovací systémy ve společnosti WENZEL. Roland Ziltener, vedoucí managementu kvality ve společnosti Starrag AG, potvrzuje: „Rozhodli jsme se pro optické řešení, protože žádný dotykový systém nemohl měřit počet funkcí požadovaných koncovým zákazníkem v požadovaném čase. Systém CORE nám umožňuje měřit ty nejmenší vlastnosti, kde bychom dosáhli limitu pomocí hmatového systému.“

„Jedním z důležitých důvodů pro naše řešení měření bylo to, že jsme dokázali splnit náročné časy cyklů,“ dodává Mahr. „Kromě toho je konstrukce CORE extrémně stabilní. Velká lineární vedení s širokými odstupy ložisek zaručují dlouhou životnost a stabilní provoz i v náročných výrobních podmínkách. Kromě toho nabízí CORE kompaktní podlahovou plochu a nevyžaduje žádný stlačený vzduch. Měřicí systém je proto extrémně přenosný.“

‍

Ve společnosti Starrag je měřicí stroj CORE plně automatizovaný a je ideální pro přímou integraci do výrobního procesu. Na jedné straně díky širokému teplotnímu rozsahu a na druhé straně otevřená konstrukce CORE se širokým rozsahem přístupnosti ze tří stran umožňuje snadné automatické nakládání a vykládání průmyslovým robotem. Ta komunikuje se souřadnicovým měřicím strojem prostřednictvím I/O rozhraní nebo ethernetového připojení.

Otočná deska CORE byla upravena dle požadavků zákazníka tak, aby použité pneumatické sklíčidlo bylo integrováno přímo do otočného stolu měřicího stroje. Systém také interaguje s komplexním řízením buněk. To je prováděno automatizovaným dálkovým ovládáním CORE. Měřicí přístroj automaticky poskytuje zpětnou vazbu na řízení buněk, spouští a zastavuje měření na povel, předává zprávy o měření a hlásí změny stavu stroje.

„Máme velmi pozitivní zkušenosti s prací s Wenzelem na tomto projektu,“ říká Ivo Ritter, projektový manažer společnosti Starrag. Je celkovým manažerem projektu FMS. „Podle našich zkušeností jsou Wenzelovy komunikační kanály krátké a hierarchická struktura je velmi plochá. To nám umožňuje velmi rychle reagovat na měnící se požadavky, a to i během projektové práce, což je nesmírně přínosné pro průběh projektu. Rádi spolupracujeme s Wenzelem a už se těšíme na budoucí výzvy, „chválí Ritter.

‍