Contrôle qualité des aubes de turbine dans une cellule de production automatisée

Les machines de mesure optiques présentent des avantages lorsqu'il s'agit de tester la qualité des aubes de turbine. Par conséquent, ils Systèmes de numérisation à haute vitesse CORE de la Suisse Chiffon étoilé utilisé dans une cellule de production automatisée pour le contrôle qualité final des aubes de turbine. Les exigences de base pour les machines de mesure sont les suivantes : haute précision, temps de mesure minimum et stabilité à haute température.

Depuis plus de 50 ans, le groupe Starrag est le principal partenaire technologique en matière de production productive d'aubes de turbines à gaz et à vapeur. Les turbines, les aubes de compresseur, les turbines, les blisks et les pièces structurelles complexes sont fabriqués avec la plus grande précision par les machines Starrag. Starragkomplette développe également des systèmes de fabrication flexibles, appelés FMS (Flexible Manufacturing Systems), qui permettent la production d'une grande variété de pièces en mode automatisé.

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Deux systèmes CORE ont été intégrés avec succès dans un FMS pour le contrôle qualité final. La cellule de production fabrique une grande variété de types de pales complexes à partir d'ébauches forgées de haute précision et se compose de quatre fraiseuses, qui fabriquent les aubes de turbine selon un concept de serrage spécial, ainsi que de deux systèmes de nettoyage et de deux machines de mesure. Les différentes stations sont gérées par un robot. La communication avec les machines de mesure CORE est contrôlée via le système de contrôle des cellules.

Le CORE est une machine à mesurer les coordonnées dotée d'un capteur optique de point de lumière blanche. La mesure optique des points de lumière blanche est réalisée à l'aide d'un capteur à double œil. Ceci est similaire au principe de mesure avec une sonde tactile, mais avec un minuscule point lumineux blanc dont le diamètre est d'environ 40 µm. Cela permet de capturer avec précision des surfaces de forme libre ou de mesurer les plus petites caractéristiques, telles que les petits rayons des bords d'entrée et de sortie des aubes de turbine. Grâce au capteur à double œil et à une routine de mesure stable par triangulation ponctuelle, même les surfaces hautement réfléchissantes peuvent être mesurées sans pulvériser la surface.

Gain de temps grâce à des cycles de mesure plus courts

Le CORE est une machine de mesure à 5 axes avec trois axes linéaires et deux axes de rotation. Les axes de rotation sont formés par le plateau tournant et le joint pivotant situé sur la tête du capteur. Cette combinaison et le contrôle simultané des axes linéaire et rotatif permettent une accessibilité optimale, des trajectoires de déplacement optimisées et donc un gain de temps pour des cycles de mesure plus courts. La technologie de mesure optique élimine le besoin de compensation du rayon de sonde, en particulier lors de la mesure des petits bords d'entrée et de sortie des aubes de turbine.

« La décision de choisir CORE a été prise à l'issue d'un processus de sélection strict », explique Stefan Mahr, directeur des ventes pour les systèmes de numérisation optique à haute vitesse chez WENZEL. Roland Ziltener, responsable de la gestion de la qualité chez Starrag AG, confirme : « Nous avons opté pour une solution optique car aucun système tactile ne pouvait mesurer le nombre de fonctionnalités requises par le client final dans les délais impartis. Le système CORE nous permet de mesurer les plus petites caractéristiques là où nous atteindrions les limites avec un système tactile. »

« L'une des principales raisons de notre solution de mesure était que nous étions en mesure de respecter des temps de cycle exigeants », ajoute Mahr. « De plus, la conception CORE est extrêmement stable. Les grands guides linéaires avec de grandes distances de roulement garantissent une longue durée de vie et un fonctionnement stable, même dans des conditions de production difficiles. De plus, le CORE offre un espace au sol compact et ne nécessite aucun air comprimé. Le système de mesure est donc extrêmement portable. »

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Chez Starrag, la machine de mesure CORE est entièrement automatisée et est idéale pour une intégration directe dans le processus de production. D'une part, en raison de la large plage de températures, et d'autre part, la conception ouverte du CORE avec une large plage d'accessibilité sur trois côtés permet un chargement et un déchargement automatiques faciles à l'aide d'un robot industriel. Celui-ci communique avec la machine de mesure de coordonnées via une interface d'E/S ou une connexion Ethernet.

Le plateau rotatif CORE a été modifié en fonction des exigences du client afin que le mandrin pneumatique utilisé soit intégré directement dans la table rotative de la machine à mesurer. Le système interagit également avec une commande cellulaire complexe. Ceci est effectué par la télécommande automatisée de CORE. L'appareil de mesure fournit automatiquement des informations sur le contrôle des cellules, démarre et arrête les mesures sur commande, transmet des rapports de mesure et signale les modifications de l'état de la machine.

« Nous avons une expérience extrêmement positive de travailler avec Wenzel sur ce projet », déclare Ivo Ritter, chef de projet chez Starrag. Il est le responsable général du projet FMS. « D'après notre expérience, les canaux de communication de Wenzel sont courts et la structure hiérarchique est très plate. Cela nous permet de réagir très rapidement à l'évolution des exigences, même pendant le travail sur le projet, ce qui est extrêmement bénéfique pour l'avancement du projet. Nous adorons travailler avec Wenzel et nous sommes déjà impatients de relever les défis futurs », fait l'éloge de Ritter.

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