Шлифование лопаток турбин без участия оператора

Крупные авиастроители прогнозируют, что в ближайшие 20 лет мировой парк воздушных судов удвоится. В то же время нормативные требования, обусловленные необходимостью безопасности пассажиров и операционной экономикой, создают новые проблемы для тех, кто поставляет детали этой отрасли. Производители должны не просто изготавливать детали, но и отслеживать их в процессе их производства, а также обеспечивать публичность результатов проверок качества. Аналогичные тенденции наблюдаются и в других отраслях. Таких, как производство медицинских компонентов. Отвечая этим требованиям, производители изделий для аэрокосмоса ищут полные и интегрированные производственные решения. Не так давно компания ANCA разработала полностью автоматизированное решение по шлифованию лопаток турбин реактивных двигателей. Инженеры ANCA тесно сотрудничали с заказчиками, в результате чего появилась производственная ячейка, которая делает бы гораздо больше, чем просто шлифование турбинных лопаток. В рамках функционирования одинарной ячейки выполняются автоматическая загрузка деталей, высокоточное шлифование и контроль качества. Таким образом можно забыть о когдатошнем многостаночном процессе достижения соответствия требованиям к качеству деталей.

Используя один робот, автоматическая шлифовальная ячейка TXcell от ANCA может автоматически загружать пакеты шлифовальных кругов и заготовку. Очень перспективный подход для клиентов ANCA, производящих вращающиеся режущие инструменты. С добавлением в Txcell второго робота станок может совершать вторичные операции без участия оператора.

Благодаря этой многофункциональной обработке решение ANCA решение TXcell более продуктивно с точки зрения пропускной способности по сравнению с существующими станками ANCA, производя больше деталей в час, чем станки, которые это решение заменит. Предыдущий процесс касался только шлифования корневой формы лопатки. Поддерживая качество и отчетность, решение также обнаруживает номера деталей, проверяет, очищает и маркирует каждую деталь.

Первая часть решения, это автоматическая обработка лопаток турбины в рамках производства без участия оператора. Поскольку форма лопасти турбины не является унифицированной, традиционные процессы требуют герметизации этих изделий в мягком сплаве, который удерживает их во время шлифования. Но инкапсулирование лопаток было дополнительным процессом.

Решение ANCA состояло в том, чтобы сконструировать двухсекционный крепеж лопатки турбины, которая могла бы автоматически загружаться крупным роботом. Помещение лопаток в крепежнвые устройства осуществляется с помощью второго, меньшего, робота, эксплуатируемого в составе TXcell. Больший робот меняет пакеты кругов, а также загружает и крепежное устройство, и лопатку в шлифовальный станок.

Это открывает целый ряд возможностей обработки, поскольку один шлифовальщик с числовым программным управлением по существу становится полной гибкой производственной ячейкой. С двумя роботами в ячейке клиент может решать и другие дополнительные задачи.

В шлифовании лопаток участвует такой дополнительный процесс, как отслеживание серийного номера детали, что достигается добавлением в процесс камеры Cognex и лазерного травления. Перед шлифованием серийный номер лопатки турбины считывается камерой Cognex. Затем эти данные передаются на узел лазерного травления для постшлифовальной идентифицирующей маркировки изделия.

Еще одна способность ячейки, это способность измерить изделие после завершения процесса с помощью автоматизированного измерительного станка Renishaw Equator. Больший робот выгружает лопатку после ее отделки и представляет ее станку Renishaw Equator, который автоматически измеряет деталь.

Качественные готовые изделия возвращаются роботом на поддон, а изделия с геометрическими отклонениями помещаются в те или иные бункеры в зависимости от того, в какую сторону допушены этит отклонения, в большую или в меньшую.

В дополнение к шлифованию корня лопатки турбины без участия оператора клиенту нужен определенный уровень производительности шлифования. Для этого с использованием гибкости большего робота была создана автоматическая система смены поддонов. В результате производительность возросла с одного поддона до десяти.

Добавление этих функций означает, что TXcell не только шлифует детали без участия оператора в течение выходных, но и выдает их с отдельными серийными номерами, которые можно верифицировать на надежных системах контроля качества для последующего использования этой информации. Достигнутый результат, по словам одного весьма довольного им пользователя, превзошел все изначальные ожидания.

Клиенты, которые инвестировали в эту технологию, обнаружили, что введение двух роботов в одну производственную ячейку оказалось успешным при управлении обработкой труднодоступных компонентов.

Таких, как лопатки турбин и протезы коленных суставов. В этих случаях меньший робот загружает детали в крепежное приспособление, а больший робот загружает приспособление в станок. Реализация нескольких производственных операций в одной ячейке имеет очевидные преимущества.

В первую очередь это возможность сокращение численности капитального оборудования. Не считая, разумеется, повышения производительности и сокращение объема незавершенного производства. Меньше при этом приходится использовать и вспомогательного инвентаря.

Этот новый двухроботный подход открывает возможность значительного увеличения производительности и улучшения качества шлифования независимо от сложности конкретной задачи.