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2020年海克康新产品新技术发布用户大会 > 双智战略 > 航空航天

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航空制造业正承受着前所未有的新机上市压力,预计未来20年航空市场对商用飞机的需求量将高达40,000架。飞机制造商将面临巨大的挑战:制造更多的飞机,更多机型的推出,更快的上市时间,应用更轻、更坚固的新型材料,采用更快的自动化生产技术,更安全的性能,并渗透到飞机设计、工艺、制造、质量保证、维护维修的各个环节。

多年来,海克斯康制造智能不断寻求颠覆性科技创新,与飞机制造商、原始设备制造商及零部件供应商共同设计跨时代新型飞机。从1963年,获得美国航空航天局的原始合作合同,将有限元分析(FEA)软件NASTRAN(NASA结构化分析软件)进行商业化到完成波音787机身装配和空客A350复材加工任务,从面向航空发动机整体方案到参与国人引以为傲的C919研发,海克斯康制造智能以尖端的测量技术和更智能化的方案为一代又一代的新型飞机研发和质量保驾护航。


  • 海克斯康超高精度测量机为德国发动机公司MTU提供高精度测量

    海克斯康超高精度测量机为德国发动机公司MTU提供高精度测量

  • 龙门式测量机助力空客公司实现航空大尺寸部件检测

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  • 空中客车A380 挑战超大尺寸的装配任务

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海克斯康超高精度测量机为德国发动机公司MTU提供高精度测量


用户名称:MTU Aero Engines

面临挑战:叶盘是一种复杂的部件,其中叶片和轮盘集成为一个部件,如何提高快速旋转的低压涡轮性能

产品、解决方案名称:Leitz PMM-C

实现效果:MTU Aeros Engines公司的十强计量团队利用标准夹持系统能够夹持各种类型的叶盘并在生产中对其进行测量,并执行最终的检测作业。

在几个小时内即可乘坐飞机从一个大陆飞到另一个大陆,这对我们来说司空见惯。这种司空见惯的现象背后沉淀着航空领域上百年的历史和大量先进技术,例如,MTU Aero Engines公司生产的航空发动机就是典型代表。在质量控制方面,MTU公司利用海克斯康制造智能公司的测量系统对质量进行控制。

MTU Aero Engines公司研发、生产、销售和维护民用飞机、军用飞机、直升机发动机以及工业燃气轮机。在MTU产品组合中一项成功的产品就是齿轮传动涡轮风扇喷气发动机,该产品是与美国航空公司Pratty & Whitney公司的合资项目。

 

MTU公司负责高压压缩机的前四个阶段- 叶盘结构,提高快速旋转的低压涡轮性能。从生产技术角度看,叶盘是一种复杂的部件,其中叶片和轮盘集成为一个部件。

Pratt & Whitney对于持续增长的订单感到非常高兴。但这种订单增长也给MTU也带来了挑战:2016年之前,慕尼黑的MTU主要工厂需要将这种技术复杂的叶盘产量从600提高到3500件。这是一种产量显著增加的现象。

  

需要计量专家

为了能够应对持续增长的订单,MTU公司特别在慕尼黑专门建造了一座10,000平米的工厂。这座大楼的基础设施,包括测量室在内,专为工作流程设计。

MTU公司的质量检测与生产部主管Stefan Hertling解释到,“我们的基本理念就是拥有稳定的生产过程。为此,我们需要一种计量技术,用于高效检查叶盘部件。在寻找计量合作伙伴的过程中,较短的测量时间、较少的测量不稳定性、稳定的生产过程以及良好的测试仪器能力是主要选择标准。”

 

为了准备这个新的叶盘性能检测中心,MTU公司组织了一场比赛,其中邀请了10个测量系统厂家参加。在这场公平的比赛中,德国领先的喷气发动机制造商委托参加者对具有典型特征和轮廓误差的样件进行关键特征测量。最终,海克斯康制造智能公司PTS胜出。

海克斯康制造智能公司PTS推荐了带有集成转台的高精度Leitz PMM-C三坐标测量机、灵活的QUINDOS测量软件以及利用I++ Simulator进行线下编程的选项。

 

显著提升

利用这种先进的测量系统,明显缩短了MTU公司规定的测量时间。当对样件进行测量时,海克斯康制造智能公司PTS在保持测试过程性能的同时将整个测量时间缩短65%。对叶片轮廓的测量时间甚至缩短高达75%。

Stefan Hertling继续说,“脱机编程选项也是一种巨大进这意味着我们可以将测量机专门用于我们自己的测量任务。”由于脱机编程选项,MTU公司不再受限于生产周期。

 

他们不再需要操作员、测量机和实物叶盘来编辑程序。在虚拟环境中整个测量过程被完全的程序化和优化。从而100%体现出真实的测量情况,其中包括测量机、零件、夹具和测头配置等。这就是海克斯康制造智能公司PTS的I++ Simulator 软件包发挥作用的地方。

 

紧密合作

双方从一开始就选择了非常密切的合作。此外,海克斯康制造智能PTS在编程阶段提供充分支持。Hertling说道,“我们决定创建高效的测量程序,以便在生产叶盘时使用。

 

叶盘测量是一种复杂的过程。这些叶盘是齿轮传动涡轮风扇喷气发动机的一部分,用于给空客A320neo提供推力。

为了创建高效程序应对急剧增加的产量,我们需要专家就我们对其感到陌生的软件提供支持。合作一直很紧密并且很成功。”

包含在程序中的几何特征不只是一种标准类型。海克斯康制造智能公司PTS总经理Helmut Müller对项目进行了紧密跟踪:“测量叶盘是一种非常复杂的过程。除了常规几何特征外,还有一些自由形态表面、叶片轮廓、叶片位置及其他特征需要考虑。目标就是能够在每个三坐标测量机上运行每个叶盘程序。同时,保持操作可管理性非常重要 - 尽管基础软件功能非常强大。此外,我们的目标是极少使用不同的关键组合。我们还必须做大量的准备工作来建立起次基础设施。”

这种努力最终是值得的。采用同一配置将8台Leitz PMM-C测量机逐步安装就位。MTU Aeros Engines公司的十强计量团队利用标准夹持系统能够夹持各种类型的叶盘并在生产中对其进行测量,并执行最终检验。MTU公司因海克斯康制造智能公司PTS的测量理念而飞速发展。


龙门式测量机助力空客公司实现航空大尺寸部件检测


位于北威尔士布洛顿的空客工厂订购了一台海克斯康的DEA大型龙门式三坐标测量机。该测量机具有先进的尺寸检测能力,不仅可以满足当前空客客机机翼梁检测、新型A380-553座机型的部件检测工作。

DEA 新型的Delta AB测量机可以在保证精度的条件下于开放的车间环境中对大型航空航天工装,飞机组件进行检测。DELTA AB创新的模块化机械配置结合了龙门机和桥式机设计特点,并针对特定应用进行了优化,对超长飞机结构部件的检测能力进一步提高。

此外,测量机配有PC-DMIS几何测量软件和一个用于简化普通和特殊应用测量程序的软件包。PC-DMIS 软件不仅具有快速的数据分析能力和直观的用户界面,而且还可以提供交互格式报告及良好的数据、图形导出功能。专用的CAD界面选项提供了从CAD数据到部件编程、图形模拟以及检测结果的直接路径。空客公司选择使用离线式PC-DMIS导入工件CAD模型直接编辑测量程序的方式,以提高其编程效率。同时,通过软件接口将检测结果上传到离线系统,以便后续进行更加详细的SPC数据分析。

空中客车A380 挑战超大尺寸的装配任务


位于图卢兹的Jean-Luc Lagarere工厂主要负责A380 的最后装配。A380 的装配项目始于1998 年,克服了诸多新的挑战:每个截面的超大尺寸、整个飞机本身的外形、双层机身以及诸如此类的难题。新的装配基本思路是直接测量飞机,就是检测每个飞机截面相互间的关系,而不是利用工装作为参考系统,完全避免了混合误差的问题。第二项任务是为装配复杂曲面寻找适合的方法(如整体机身和双层飞机的轮廓)。

空中客车法国工厂选择了四台Leica 激光跟踪仪:两台用于机身、两台用于机翼。所有四台激光跟踪仪通过统一的坐标系相互关联。这种安排保证了激光跟踪仪相互间的统一和交互替换。专门开发的控制和测量软件,具有简化的人机界面,实现与Leica 工业测量系统的EmScon 软件的接口的相互兼容。

基于Leica 激光跟踪仪的功能与可靠性,利用激光测量实现飞机装配成为一项成熟的技术,能够在空中客车组织内的其他项目中使用。在图卢兹工厂的测量方法开发后,被使用在另外一个军方的A400M项目,同时还会应用到A350 项目。 


智慧引擎·共赋未来

创新的思维,独到的行业见解尽在2020年海克斯康新产品新技术发布暨用户大会.