A hosszú profilok méréséhez választott optimális technológia számos előnnyel jár a repülőgépipari beszállítóknál
A németországi Speyerben található PFW Aerospace AG vállalat vezetékcsöveket, rakománymozgató rendszereket és szerkezeti elemeket szállít a repülőgépipar számára. A közel tíz méter hosszú darabok pontos és gazdaságos méréséhez a minőségügyi csapat egy Werth ScopeCheck MB megvásárlása mellett döntött. Ez a 3D CNC multiszenzoros koordináta mérőgép, amelyet a giesseni székhelyű Werth Messtechnik szállított, flexibilis befogórendszerrel van ellátva és visszakereshető mérési adatokat szolgáltat gyorsan elvégezhető beállításokkal.
A modern repülőgépeket a szárnyvégektől a motorokig úgy hálózzák be a vezetékcsövek, mint az emberi testet az erek. Ezekben a csövekben különböző közegek haladnak, emiatt a vezetékrendszerek különféle anyagokból készülnek és különleges követelményeknek kell megfelelniük. A minimális helyigény és a maximális biztonság az a két követelmény, aminek mindenképp teljesülnie kell ilyen alkatrészek fejlesztése és gyártása során. Az PFW Aerospace szakemberei számára ez nem jelent problémát. A rajna-vidéki Speyer városában működő vállalat sokéves tapasztalattal rendelkezik és jelenleg világelső a repülőgépipari vezetékrendszerek gyártásában. Szolgáltatási portfóliója azonban sokkal szélesebb ennél: a cég szerkezeti elemek, rakománymozgató rendszerek és segédtartály-rendszerek gyártásával is foglalkozik.
Az Airbus és a Boeing számára gyártott repülőgépipari termékekben egy a közös: a legszigorúbb minőségi előírások vonatkoznak rájuk, amelyek teljesülését megbízhatóan kell tudni ellenőrizni és dokumentálni.
Ez nem egyszerű feladat. A különlegesen hosszú elemeket, pl. rakománymozgató rendszerek görgős szállítópályáit, illetve a furatkiosztással ellátott üléssíneket nehéz mérni.
Optikai koordináta méréstechnika megjelenése a PFW vállalatnál
Alig két éve a PFW Aerospace csúcstechnikájú optikai koordináta mérési technológiát vásárolt a Werth Messtechnik vállalattól, hosszú profilok mérésére. Steffen Fellberg mérnök, aki a Lean gyártási csapat és a gyártásszervezés menedzsere, így emlékszik vissza: „Nem volt könnyű feladat megtalálni a legjobb gyártó legmegfelelőbb gépét. Sajnos nincsenek a piacon olyan standard mérőgépek, amelyekkel hosszú, akár 9,3 méteres profilok mérhetők, mi pedig pont ilyet kerestünk.” Emiatt egyedi kialakítású, mégsem túl drága gépre volt szükségünk. Steffen Fellbergnek, aki a projekt felelőse volt, ezt a szempontot is figyelembe kellett vennie.
Először azonban a műszaki követelményeket kellett specifikálnunk. „Fontos volt számunkra, hogy sokféle profilt el tudjunk helyezni a mérőgépben túlzottan bonyolult átszerelés nélkül, és olyan automatikusan, amennyire csak lehet.” osztja meg velünk Steffen Fellberg.
A repülőgépipari beszállító korábban csupán egy tízéves, saját fejlesztésű mérőrendszerrel rendelkezett a hosszú darabokhoz. Ez ugyan rendkívül stabil volt, ám a beállítási lehetőségei üléssínekre és görgős pályák profiljaira korlátozódott.
„Az átszereléshez gémes darura volt szükség, ami minden alkalommal fél órás munkát jelentett.” teszi hozzá Thomas Groll CNC-programozó, aki egyéb feladatai mellett a profilok méréséért is felel. „Nemrégiben jelentősen bővült a munkadarabjaink választéka.
Egyedül üléssíneknél 1200 fődarab-rajzunk van, további 600 pedig görgős pályákhoz. Mivel sok elsődarabot is vizsgálunk, rengeteg időt vesztegettünk el az átszereléssel. A régi rendszer vissza sem volt kereshető a PTB hossz-szabvány szerint.”
Az új rendelésekhez, pl. az Airbus A400M gép esetén, amelyhez a PFW Aerospace a komplett rakománymozgató rendszert szállítja rámpákkal együtt, egy sokkal rugalmasabb rendszerre volt szükség.
Fellberg, a projekt menedzsere már a jövőre gondol: „Soha nem kellett nagy mennyiségű darabot mérnünk, de nem zárjuk ki ennek lehetőségét. Ha a számok emelkednek, kiváló automatikus mérőrendszerünk van a méréshez.”
Werth: a hozzáértő partner
Steffen Fellberg csapata olyan mérési technológiai szolgáltatót kezdett keresni, aki képes és hajandó átalakítani egy erre alkalmas standard mérőgépet annak áttervezésével és kibővítésével, hogy mérni lehessen vele a kívánt hosszúságú profilokat a megfelelő beállításokkal.
Nem sok ilyen gyártót találtak. „A döntés akkor született meg, amikor megtaláltuk a megfelelő partnert.” osztja meg velünk pozitív tapasztalatát a projektmenedzser. „A Werth Messtechnik megmutatta, mennyire nyitott és innovatív gondolkodású vállalat, amely nagy hozzáértéssel vizsgálta meg a feladatot.”
Az új mérőrendszer alapja a Werth ScopeCheck MB, egy 3D-s CNC multiszenzoros koordináta mérőgép, amellyel standard konfigurációban is pontosan mérhetők nagy kiterjedésű és tömegű darabok gyártói környezetben. Ezt a gépet PFW számára egy 13 tonnás, egyenesen Dél-Afrikából importált gránittömbbel egészítették ki. Az asztal felett egy portáldaru „lebeg” légcsapágyakon. Ezen a darun egy sor szenzor helyezkedik el. A PFW úgy döntött, nem kér lineáris hajtásrendszert a géphez, és ezzel lemond a nagyobb dinamikáról. Ennek oka a költségcsökkentés mellett az volt, hogy a mérési feladat főideje kevésbé fontos szerepet játszik. A másodlagos feldolgozási idő, nevezetesen a darabok cseréjéhez szükséges idő annál inkább. A leghatékonyabb kivitel létrehozását sok együtt gondolkodás előzte meg.
A rögzítőkészülék konstrukciója egyáltalán nem nevezhető szokványosnak. A PFW pontos elképzelésekkel rendelkezett erről és átadta a fejlesztési tapasztalatait, „amelyet Werth kiváló és kreatív módon használt fel a kivitel megtervezéséhez.” hangsúlyozza Steffen Fellberg. „A profilok befogása, amely az új mérőrendszeren csupán perceket vesz igénybe, rendkívül fontos a reprodukálható eredményekért. Ellenkező esetben a belső feszültségek és deformációk pontatlan méréseket eredményeznének. Az összes hosszú profilt – ideértve már az A400M repülőgép profiljait is – ugyanazzal az elvvel fogjuk be az új mérőrendszerbe, mint a profilokat megmunkáló gépen.”
A hosszú profilok ma már egy elrendezésben mérhetők három oldalon, teljesen automatikus módon. E célból a Werth ScopeCheck MB el van látva egy optikai szenzorral, amely függőlegesen méri a darabot. A mérőgép emellett két derékszögben álló lencsével is rendelkezik, amelyekkel vízszintesen végezhetők mérése a bal és jobb oldalról egyaránt. Ez Fellberg szerint valószínűleg a világon egyedülálló megoldás.
Összesen három különböző fényforrás áll rendelkezésre érintésmentes méréshez. Átmenő fény, világos mezős beeső fény és sötét mezős beeső fény. Az optikai fénypályák a szabadalmaztatott Werth Zoom egységgel vannak ellátva, amelynél állítható a nagyítás és a munkatávolság, így növelve a rugalmasságot és csökkentve az ütközés veszélyét. Ahhoz, hogy háromdimenziós méréseket lehessen végezni az optikai szenzorral, a gépen egy távolságérzékelő (autofókusz) is található.
A multiszenzoros technológiával elég egyetlen elrendezés a méréshez
További integrált mérőfej használatával, az optikákkal el nem érhető felületek, pl. alávágások is sikerrel mérhetők és pásztázhatók.
A mérőfej és a szögoptika kiegészítői a cserélő tárjába találhatók, amelyből a mérőgép szükség szerint elveheti azokat. A rendszer fontos alkotóeleme a 3D mérőszoftver. Ebben egyszerűen, menük használatával hozhatók létre mérőprogramok. Erősségei interaktív méréseknél is megmutatkoznak, mondja Thomas Groll saját tapasztalatból: „Elméleti referenciákkal ellátott bonyolult munkadaraboknál a WinWerth 3D mérőszoftver előnye verhetetlen. Lehetővé teszi bizonyos mérési pontok kiszámítását a CAD-rendszerekhez hasonló tervezési funkciókkal, majd a gép automatikusan bejárja e pontokat. Ez kézi vezetéssel nem lenne lehetséges.”
Az egyes mérések egyszerűen értékelhetők. A multiszenzoros mérőgép szoftvere a mért adatokból létrehoz egy modellt, amely összehasonlítható a névleges értékekkel. Az eltérések egy pillantással észlelhetők és értékelhetők. Mivel az adatok elektronikusan is elérhetők, a PFW vállalatnál egy gyakorlatilag egy gombnyomással létrehozhatják a mérési jegyzőkönyvet. Az adatok statisztikai folyamatvezérléshez is rendelkezésre állnak.
A PFW jelenleg a Werth Scope Check gépet elsősorban interaktív mérésnél használja, mivel a géppel szinte kizárólag elsőminta-darabok vizsgálata folyik. Thomas Groll kiemeli, hogy egy CNC-gép itt is megéri az árát, mivel a CNC-kód automatikusan elkészül a háttérben, miközben az elsőminta-darab mérése „Teach-In” üzemmódban folyik. Problémák esetén a program automatikusan újra futtatható és elvégezhetők a szükséges változtatások: „A CAD-adatkészlet offline programozásához szükséges kezdőpontok is a rendelkezésünkre állnak. Ezeket már többször teszteltük, és a jövőben sorozatgyártási programokban használjuk fel őket.”
Pontosabb, gyorsabb és rugalmasabb a gyakorlatban
A programozásért felelős Groll szerint tipikus példa erre az aktuális mérési feladat, amelyben egy furatkiosztással ellátott üléssín mérendő. „Ezekre a sínekre szerelik fel az utasüléseket. A raszter segítségével állítják be az üléssorokat, amelyek távolsága más business és más turista osztályon. A furatkiosztások pozícióját és a furatok átmérőjét kell mérni. A mérendő tűrés 5 méteres hosszon 0,2 mm. Ugyanilyen értékek vonatkoznak a görgős pályák furataira is, ahová a szállítógörgők kerülnek.” Hogy a Werth Messtechnik gépét univerzálisan lehessen használni „normál” komponensek méréséhez, kifejlesztettek egy, a rögzítőkészülékbe illeszthető befogófelületet.
Globális siker
A PFW Aerospace AG történetek egészen 1913-ig nyúlnak vissza, amikor megalapították „Pfalz Flugzeugwerke” néven. A vállalat eseménydús történetében az 1996-as év sorsdöntőnek bizonyult: A PFW Aerospace AG vállalatra, amely akkoriban a DASA-hoz tartozott, a bezárás várt. De a megközelítőleg 500 dolgozó küzdött azért, hogy az üzemük fennmaradjon. Egy kivásárlást követően a dolgozók új stratégiával és rengeteg kemény munkával sikeressé tették saját cégüket. Fontos cél volt az ügyfélkör kibővítése, amely sikerrel meg is történt. Mára szinte az összes fontos repülőgépgyártó ügyfele a PFW Aerospace AG vállalatnak, amely németországi Speyerben székel és számos kirendeltsége van világszerte.
A vállalat 190 milliós bevételt ért el 2007-ban, és kb. 1500 embernek ad munkát. A PFW Aerospace globálisan piacvezető a repülőgépipari vezetékrendszerek területén, de szerkezeti elemek, rakománymozgató rendszerek és segédtartály-rendszerek gyártásával is foglalkozik.
Forrás: Werth Messtechnik GmbH.
