Kontrola jakości łopatek turbiny w zautomatyzowanej komórce produkcyjnej

Optyczne maszyny pomiarowe oferują zalety, jeśli chodzi o testowanie jakości łopatek turbin. W związku z tym będą Szybkie systemy skanowania CORE ze Szwajcarii Starrag stosowany w zautomatyzowanym ogniwie produkcyjnym do ostatecznej kontroli jakości łopatek turbiny. Podstawowe wymagania dla maszyn pomiarowych to: wysoka dokładność, minimalny czas pomiaru i stabilność w wysokiej temperaturze.

Od ponad 50 lat Grupa Starrag jest wiodącym partnerem technologicznym w zakresie produktywnej produkcji łopatek turbin gazowych i parowych. Turbiny, łopatki sprężarek, wirniki, bliski i złożone części konstrukcyjne są produkowane z najwyższą precyzją przez maszyny Starrag. Starragkomplette opracowuje również elastyczne systemy produkcyjne tzw. FMS (Flexible Manufacturing Systems), które umożliwiają produkcję szerokiej gamy części w trybie zautomatyzowanym.

‍

Dwa systemy CORE zostały pomyślnie zintegrowane z FMS w celu ostatecznej kontroli jakości. Komórka produkcyjna produkuje szeroką gamę złożonych typów łopatek z precyzyjnych kutych półfabrykatów i składa się z czterech frezarek, które wytwarzają łopatki turbiny przy użyciu specjalnej koncepcji mocowania, a także dwóch systemów czyszczenia i dwóch maszyn pomiarowych. Poszczególne stacje są obsługiwane przez robota. Komunikacja z maszynami pomiarowymi CORE jest kontrolowana przez system kontroli ogniw.

CORE to współrzędnościowa maszyna pomiarowa z optycznym czujnikiem punktu światła białego. Optyczny pomiar punktu światła białego odbywa się za pomocą czujnika podwójnego oka. Jest to podobne do zasady pomiaru z sondą dotykową, ale z małym białym punktem światła, którego średnica wynosi około 40 µm. Umożliwia to precyzyjne uchwycenie powierzchni o swobodnym kształcie lub pomiar najmniejszych cech, takich jak małe promienie krawędzi wejścia i wyjścia łopatek turbiny. Dzięki czujnikowi podwójnego oka i stabilnej procedurze pomiaru triangulacji punktowej, nawet powierzchnie silnie odbijające się można mierzyć bez natryskiwania powierzchni.

Oszczędność czasu na krótsze cykle pomiarowe

CORE to 5-osiowa maszyna pomiarowa z trzema liniowymi osiami i dwiema osiami obrotowymi. Osie obrotowe są utworzone przez gramofon i złącze obrotowe na głowicy czujnika. Ta kombinacja i jednoczesne sterowanie osiami liniowymi i obrotowymi umożliwia optymalną dostępność, zoptymalizowane ścieżki jazdy, a tym samym oszczędność czasu przy krótszych cyklach pomiarowych. Optyczna technologia pomiarowa eliminuje potrzebę kompensacji promienia sondy, szczególnie podczas pomiaru małych krawędzi wejścia i wyjścia łopatek turbiny.

„Decyzja dotycząca CORE została podjęta po ścisłym procesie selekcji” - wyjaśnia Stefan Mahr, dyrektor sprzedaży optycznych systemów szybkiego skanowania w WENZEL. Roland Ziltener, dyrektor ds. zarządzania jakością w Starrag AG, potwierdza: „Zdecydowaliśmy się na rozwiązanie optyczne, ponieważ żaden system dotykowy nie był w stanie zmierzyć liczby funkcji wymaganych przez klienta końcowego w wymaganym czasie. System CORE pozwala nam mierzyć najmniejsze cechy, w których osiągnęlibyśmy granicę za pomocą systemu dotykowego”.

„Jednym z ważnych powodów naszego rozwiązania pomiarowego było to, że byliśmy w stanie sprostać wymagającym czasom cyklu”, dodaje Mahr „Ponadto konstrukcja CORE jest niezwykle stabilna. Duże prowadnice liniowe o dużych odległościach łożysk gwarantują długą żywotność i stabilną pracę nawet w trudnych warunkach produkcyjnych. Ponadto CORE oferuje niewielką powierzchnię podłogi i nie wymaga sprężonego powietrza. System pomiarowy jest zatem niezwykle przenośny”.

‍

W Starrag maszyna pomiarowa CORE jest w pełni zautomatyzowana i idealnie nadaje się do bezpośredniej integracji z procesem produkcyjnym. Z jednej strony ze względu na szeroki zakres temperatur, a z drugiej otwarta konstrukcja CORE z szerokim zakresem dostępności z trzech stron pozwala na łatwy automatyczny załadunek i rozładunek za pomocą robota przemysłowego. Komunikuje się to z współrzędnościową maszyną pomiarową za pośrednictwem interfejsu I/O lub połączenia Ethernet.

Gramofon CORE został zmodyfikowany zgodnie z wymaganiami klienta tak, że zastosowany uchwyt pneumatyczny został zintegrowany bezpośrednio z obrotowym stołem pomiarowym. System współdziała również ze złożoną kontrolą komórek. Odbywa się to za pomocą zautomatyzowanego pilota CORE. Urządzenie pomiarowe automatycznie dostarcza informacje zwrotne na temat sterowania komórkami, uruchamia i zatrzymuje pomiary na polecenie, przesyła raporty pomiarowe i zgłasza zmiany stanu maszyny.

„Mamy niezwykle pozytywne doświadczenie we współpracy z Wenzel nad tym projektem” - mówi Ivo Ritter, kierownik projektu w Starrag. Jest generalnym kierownikiem projektu FMS. „Z naszego doświadczenia wynika, że kanały komunikacji Wenzela są krótkie, a struktura hierarchiczna jest bardzo płaska. Pozwala nam to bardzo szybko reagować na zmieniające się wymagania, nawet podczas prac projektowych, co jest niezwykle korzystne dla postępu projektu. Uwielbiamy współpracować z Wenzel i już nie możemy się doczekać przyszłych wyzwań” - chwali Ritter.

‍