安全胜过道歉。这是波音公司制订美国联邦航空局规章时提出的理念,上述规章要求所有的航空公司必须完全检测其机床 。虽然可得到一些官方的指导,以帮助位于华盛顿的Renton公司遵守此项要求,该公司还是继续工作保证机床检测时间最小化,加工时间最大化。“目前我们还没有一个标准的检测过程,来确切的了解哪种机床特性需要检测,”机床检查员 Carl Campen如是说。
可是,公司并不是很清楚需要测量什么。比如,可能华盛顿FA的新需求包括用于测量静态特性的干涉法标定,用于测量动态特性的球杆仪、主轴振动及主轴动态检查仪等。 波音的经验主要集中在干涉仪和球杆仪,并且局限在机床方面的CMM及精密坐标镗床。
过去,公司加工机床的校验无法象希望的那么勤,因机床停机费用非常昂贵。"差不多耽误22%的工作, 操作人员不愿意把机床交给别人做定期标定,但他们想知道他们的机床是否工作正常。”波音 Auburn 工厂数控机床顾问 Bob Dickman 说。因此只有操作者发现问题后,波音制造部门的机床才会得到检查。
虽然公司对机床标定方面的经验并不丰富,但波音非常清楚地知道,目前所用的传统干涉仪器耗费时间太多,以至于公司无法满足FAA期望。“ 因为机床尺寸很大,完全测量一台机床需要两个半星期,”华盛顿 Everett 光学测量及图象传感器主要工程师 Ed Scrgoyan 说。利用传统干涉法标定大约需要三天的时间,检查三轴的各5个特性参数总共要安装15次。用传统干涉仪器安装、拆卸、测量一台机床需要的时间太长了。就算标定需要时间,波音管理层认识到必须寻找方法减少机床标定时间,首先应该想办法减少干涉标定时间。
使用5D激光干涉仪调整夹具中心
经过努力,波音发现位于密歇根州 Ann Arbor 的制造科学国家中心正在实施一个机床测量及实时校正研究项目。项目涉及的公司之一就有 API 。 参观完马里兰州Gaithersburg API 公司的5D激光干涉仪,波音判定该仪器可以取代其传统干涉标定设备,帮助解决时间制约的担忧。”NCMS 实验表明我们可以显著减少测量时间。“Sergoyan 说。
虽然5D激光干涉仪看起来很有前途,但是波音发现雇员不大接受这个新产品,除非你已经证明其精度足够满足公司需要。”放弃旧的并且可靠的方法非常困难,新设备和方法需要事实和数据让人们确信,他们可以用同样的方法使用新结果。“ Campen 说。
为了消除大家的担忧,公司测试了新产品,与正在使用的虽然耗时但被证实的干涉系统进行对比。”我们需要证明新设备能够提供可以接受的使用精度等级,并且对于我们的需要测量中的任何偏差都是微不足道的。因此我们在相同环境同一台机床上做了背靠背测试,结果发现两种技术之间只有很小的精度差别,“Sergoyan 说。
虽然两种方法的精度差别很小,但时间差别非常大。例如,测试机床一个轴,用干涉仪需要9个多小时,而同样的测量用5D激光干涉仪约少用83%的时间,即仅需一个半小时。这是因为5D激光干涉仪一次可以检测5个特征参数:线性精度、两个角度误差和两个直线度误差,可以减少80%的安装时间,并且只需三次安装。
5D激光干涉仪的引入也意味着波音可以开发一个方法,以便在制造部门的机床组标定所有机床。”以前无法标定的机床,现在我们可以用5D激光干涉仪进行标定,“ Dickman 说。这样可以彻底排除 end-if-line 检测,因为机床加工精度更加可靠。另外,如果怀疑机床有问题,公司设备检测人员可以是5D激光干涉仪检查他们自己的机床,而不再需等待下一次检修标定或者等待公司机床标定专家。
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