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光學測量系統為航空管件檢測提供高效解決方案

面臨的挑戰：

來自?？怂箍档慕鉀Q方案：

用戶名稱：PFW

面臨挑戰：航空管路加工成本昂貴，客戶希望節省費用并提高檢測效率

產品、解決方案：Aicon TubeInspect 管線測量系統

實現效果：使用TubeInspect后，客戶節省了檢具制作和維護的費用，并提高了檢測速度及檢測的精度，得到了廣泛的認可。

航空航天領域對管件制造的質量要求比其他工業領域要嚴格得多。為確定光學管線測量系統TubeInspect在該領域的適用性， PFW Aerospace AG 進行了大量的測試對系統進行分析。

在測試過程中， PFW項目工程師 Martin Seibt 不僅確認了該系統具有很高的可重復性，而且其再現性也比其中參與競爭的測量設備高五倍。PFW 的大客戶 Airbus 根據測試結果認定Tubelnspect測量系統適合 7° 以上管件彎曲度的測量，并正式批準 PFW 在生產中部署 Tubelnspect 系統。

航空航天工業的特殊要求

航空航天工業中的管件制造工藝比看上去要復雜得多。盡管從外面看不到，但由彎管構成的高度發達的管路系統就像血管一樣遍布于現代化飛機的內部這些管路系統包括燃油管、液壓油管以及空氣和氧氣管等等。PFW Aerospace AG 的總部位于德國 Speyer , 全球員工數量超過1500人，如今已成為航空航天業管路系統制造領域的領導者。 EADS/Airbus、Boeing、Bombardier 和 Eurocopter 都是該公司的知名客戶。

所有管路系統都受到嚴格的質猛管控，任何不精確都可能導致災難性后果。直管必須由授權供應商提供，而且每個部件都要提供合格證。在進一步加工過程中，必須相應地遵守嚴格的公差規范。PFW Aerospace AG 的管件彎曲工藝必須達到最高要求，以獲得完美的幾何結構。不過，即使對于管件數量最少的生產批次，公司也必須保證最低的廢棄率以維持利潤。PFW的項目工程師 Martin Seibt介紹說“客戶經常委托我們只生產—個部件因此我們的目標是即使只制造—根管件也能嬴利。以制造人造衛星為例。這里所需的管件非常獨特，經常是＂一次性”的。因此，客戶委托 PFW 只生產這一根管件。＂

即使是批量的飛機部件，其訂購數量也不足十件。生產上幾乎無一例外地都要使用昂貴材料，例如欽、不銹鋼或 lnconel(抗腐蝕銀基合金) ，因此必須將廢棄量降到最低。Martin Seibt 說如今，PFW 隨時能以最低的廢棄率制造 20,000 個部件。首個良品件之前廢棄的管件數量超過兩個對于我們來說都是無法接受的成本損失。"在航空航天領域，產品類型比較多而且需要制造大量的原型，因此采用通用測量系統是錄理想的選擇。有些生產方法（例如手動檢具）必須針對管件的每次變化進行調整，所以即使其使用壽命有很多年，也會由于不適應管件的變化而被淘汰，因而無法提供比較經濟的解決方案。為實現更高效率， PF W 首次對光學測量系統的可用性進行分析，將其與一直用來檢查成品管件的接觸式系統進行比較。

用光學測量法進行管件檢測

PFW 在分析時選擇的是 AICON 的測量系統 Tubelnspect, 因為該系統是目前市場上唯一專門針對彎管的全光學測量系統。Tubelnspect 使用高分辨率數字照相機進行高精確度的管件幾何結構測溫。此外，它還能計算設置與校正數據并傳送至彎曲機。管件檢查所需時間很短。一根燃料管的測量數據在3 秒內即可得到，具有 40 多個彎曲部位的復雜制動油管的測量用時不足20秒。Tubelnspect能完全替代高成本的機械檢具。

通過兩個步驟對測量系統進行分析

第一個步驟

PFW 使用代表最新技術標準的兩個程序對測量系統進行分析。第一項測試是測匾能力的檢測，即在沒有任何操作入員影響的情況下根據校正標準來評估測量系統的偏差和變量。一般來說，可通過連續測量試驗來計算標準的誤差和偏差。PFW使用DKD 校準過的管件作為參考基準，對測謚系統進行適用性實驗，檢驗其能否滿足航空航天領域的管件彎曲測量要求。這需對管件進行50次測量，每次測量時應將管件從測量室取出，完成后再放回到測量室內。利用這些測量結果，Martin Seibt 能夠評估測呈值是否與校準管件的原有參考值相匹配，以及測星結果的相互關系，即測猛結果有多大偏差。

第一個實驗步驟的結果：Tubelnspect的測量變度遠遠優于接觸式系統的變度。

實驗結果令入信服。Tubelnspect適合作為航空航天領域的測晝系統，因為 99.7% 的測朵彎曲點與實際值的偏差小于0.36mm ( 目標值為 0.50mm ) ?？芍貜托悦黠@更佳。隨機誤差是土0.09mm ( 3 西格瑪），顯著小于以前的測量方法的變度。

Martin Seibt 對于實驗結果的評估結論是： "Tubelnspect在最優條件下的誤差極低，優于競爭設備。與競爭系統相比精確性非常好。＂

第二個步驟

第二個實驗步驟名為 Gage R&R 研究(GageRepeatability & Reproducibility)。該測量步驟用來確定生產條件下，考慮操作人員影響的情況下測量過程的重復性和再現性。根據實驗結果可以確定測量過程是否適合相應的測量任務。

在分析實驗中，Tubelnspect和接觸式測量系統對4根布特彎管進行檢測，這些彎管是由4位操作人員通過3套不同夾具調試的。將每種系統的共計48 次測量進行記錄。

第二個實驗步驟的結果: Tubelnspect比接觸式系統好五倍。Martin Seibt對這次實驗結果的評估結論是：“ 我們對 Tubelnspect系統在可重復性方面所表現出的卓越性能表示贊嘆。AICON系統的性能表現比接觸式測盆系統優秀五倍。我們認識到接觸式測盆法所用的夾具固定方式會影響管件的幾何結構，同時這也構成了很大的誤差來源。Tubelnspect則采用光學定位輔助，每個管件都在兩個位置測量。因此，該系統能翌著提高可重復性。

結論

PFW將測量結果交給了最重要的客戶之一Airbus。得益于這些具有說服力的結果， PFW收到了來自Airbus的正式批準，允許其在生產中部署Tubelnspect系統。該系統現已在Speyer工廠中安裝，而且每天都在使用。Martin Seibt總結說: "AICON的測量系統是當前最好的技術方法，可滿足航空航天工業不斷增長的需求。其他測量系統制造商都存在技術限制。我們對該設備非常滿意。

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