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MTU Aero使涡轮叶片生产自动化

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MTU Aero使涡轮叶片生产自动化
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当今的飞机推进系统是技术奇迹。飞机工业供应商正在对生产技术进行现代化改造,以应对全球航空旅行需求迅速增长的挑战。最重要的是,发动机高温区的叶片必须抵抗难以控制的载荷。

慕尼黑MTU航空发动机公司的涡轮装配线

德国慕尼黑MTU航空发动机柔性生产系统高级经理马克·韦斯(Marc Weiss)表示,为了应对挑战,MTU航空发动机寻求供应商的帮助,包括利勃海尔(Liebherr)、Blohm、AMT和SOFLEX等供应商团队,以实现“在加工涡轮机高精度叶片时所需的最高精度”。该公司是所有性能等级的民用和军用航空航天推进系统以及固定式工业燃气轮机的制造商。

涡轮叶片是铸造件,通常由难以加工的镍基合金制成。复杂的几何形状需要精密加工。在运行期间,叶片必须承受具有挑战性的条件,包括巨大的离心力、接近金属熔点的温度和剧烈的振动。如果出现叶片失效,则可能会导致飞机动力被毁。因此,制造叶片的所有步骤都需要依照严格的质量标准。

为了开发新的高度自动化的生产系统,MTU Aero只考虑能够保证最高质量和可靠性的合作伙伴。位于德国肯普顿的利勃海尔公司自动化系统区域销售经理迈克尔·阿佩尔(Michael Appel)说:“MTU的要求非常激进,需要将员工生产率提高10倍以上。”为了满足日益增长的需求,生产力必须大幅提高。例如,在过去,在单个工位的生产链中,需要一名员工手动操作一到两台机器。相比之下,新的解决方案仅依靠一名员工即可在四个并行操作的全自动磨床上实现高加工深度。

每个单元由德国汉堡Blohm Jung GmbH的PROKOS XT六轴磨削加工中心组成,该中心由德国Aalen的AMT Alfing Montagetechnik GmbH的机器人提供。机器人从全自动利勃海尔(Liebherr)托盘处理系统(PHS)接收工件、夹具、修整工具和夹钳。PHS配有250个托盘槽,可为加工中心在无人值守的情况下提供至少66小时服务,以使系统在整个周末以及弹性工作时间内正常工作。同样来自利勃海尔的装载门 (loading portal ,LP)运行在制造单元的另一侧,为机床提供工具和砂轮。

该设备的“大脑”是来自德国罗滕堡SOFLEX Fertigangssteuerungs-GmbH的控制系统,该系统将所有工厂单元联网在一起,实现自组织生产。这种新的柔性生产系统可以加工任意数量的大约15种不同类型的零件。此外,机器操作员的工作场所也以残障人士友好的方式布置。

MTU航空发动机公司寻求创新的供应商团队来开发一套完整的自动化解决方案,以加工高精度叶片,以满足对飞机涡轮机不断增长的需求

MTU航空发动机公司寻求创新的供应商团队来开发一套完整的自动化解决方案,以加工高精度叶片,以满足对飞机涡轮机不断增长的需求

Blohm Jung GmbH是联合磨削集团的一部分,为飞机涡轮机行业提供服务。MTU所使用的系统有六个轴和一个带零点定位系统的回转工作台,一个带金刚石尖端修整辊的压型站(用于磨削体)以及一个用于砂轮,钻头,滚齿刀和测量探针的换刀装置。所使用的加工软件是MTU专门开发的。

在各个单元中使用的AMT机器人执行一项艰巨的任务。AMT是一位安装和配件专家,在汽车行业拥有丰富的经验。机器人必须从框架上卸下各个叶片,将它们精确地放置在特殊的夹紧装置中,然后用配件将它们夹紧。之后,将夹具(包括被夹部件)转移到磨削中心,在那里使用零点夹紧系统固定夹具。该操作是困难的,并且在装配操作的转移和灵敏度方面都需要大量的专业知识。在这里,涡轮机零件必须像被小心侍候,因为即使表面上最小的损坏或划痕也将是不可接受的。

制造控制采用SOFLEX公司的控制系统。这使人员、机器、系统、物流和产品直接相互之间实现数字化、网络化和组织化,并优化了整个价值链,直至工件和操作设备的全自动提供。该软件计划和组织订单处理;控制工件吞吐量以及刀具、NC数据、夹具和其他元素的提供;并将所需的制造信息传输到加工机或人工工作场所。同时,该系统通过ERP、CAD/CAM和PDM系统与公司计划中的其他IT结构自动交换信息,从而起到连接制造和更高管理水平的作用。

为四个平行运行的全自动六轴磨削加工单元准备的砂轮

“对于Liebherr来说,实际的挑战是如何选择模块化自动化组件,并将其与其他系统链接起来,从而促进顺畅的交互。” Appel解释说。Liebher还负责整个系统的CE认证。工程团队的合作由MTU协调。伙伴组织在团队中享有平等的地位。他们交换了意见并发展了该系统的决定性特征。这还包括一些细节,例如操作员的辅助功能,其中激光指示器指示要分类的下一个零件所属的位置。

“我们共同创建的系统比迄今采用的技术更复杂、更先进,”德国慕尼黑MTU航空发动机公司系统柔性生产高级经理Marc Weiss说,“整个系统的升级成功进行,到目前为止,结果已达到计划规格。借助新系统,MTU认为自己可以很好地适应未来的需求以及可能会遇到的熟练工人短缺。”

马克·韦斯(Marc Weiss)说:“我们共同创建的系统比目前采用的技术更复杂、更先进。”整个系统上线运行顺利,目前运行结果达到了规划要求。有了新的系统,MTU认为自己已经做好了充分的准备,以满足未来的需求和预期的熟练工人短缺。(翻译:金切侠

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