符合复合翅膀的加工
贝尔直升机公司为V-22鱼鹰垂直起飞飞机创建了一个系统的、脚本化的过程来机械合成机翼外壳和结构部件。自定义软件确保没有偏离脚本。
Bell-Boeing V-22鱼鹰是有史以来最多的飞机之一。使用倾斜转子技术,模敷结合了直升机的升降,降落和悬停机动性,其涡轮螺旋桨平面的速度,范围和高度。
贝尔直升机-德事隆公司在单个机床上对飞机的轮廓、复合机翼和结构部件进行修剪、铣削和钻削的过程中,也体现了这种多功能性。这是使用大型龙门机床完成的,具有高速铣削和水射流切割能力,以及自动化,灵活的工具系统,以确保上下翼皮的两侧。然而,随着加工的多功能性,加工的复杂性也随之增加。
鱼鹰的翼皮是在位于德克萨斯州沃斯堡贝尔直升机园区的先进复合材料中心生产和组装的。精密加工操作是在复合材料机翼皮的铺层和固化之后进行的(在这个阶段,每一层皮的制造成本超过25万美元)。需要修剪的翅膀皮肤的外围和多个弦连接在翅膀皮肤下。必须为进入面板创建椭圆形孔。钻孔和沉孔是必要的,以便可以安装铆钉来加强机翼表皮和桁材之间的粘结。
在一台机器平台上巩固这些不同的操作,该公司称之为修剪细胞,只是一部分挑战。复合材料的弹簧自然和铺设过程也有助于加工困难。例如,诸如桁条等特定功能的位置略有不同于翼到翼。因此,即使存在所有加工操作的常见CAM程序,也必须修改每个程序,因为没有两个翼皮是相同的。为此,在加工之前执行触摸触发探测关键特征以建立真实特征位置。然后,当从远程计算机驱动器拉动程序时,每次测量都会自动修改并重新命名所有基础加工程序。
所有各种装载,探测,编程和加工步骤必须以精确的顺序进行,以避免损坏翼状皮肤的可能性。该过程顺序或脚本由高级复合材料中心的主要过程工程师joe chin确定。由数控工程(ENFIELD)开发的错误校样软件(康涅狄格州),可确保修剪单元格的运算符和设备遵循该脚本到该字母。
在最近一次访问高级复合材料中心期间,Chin先生解释了设备、软件和操作人员如何协同工作来机械复合材料翼皮。
巡边细胞之旅
2004年在线上网的修剪细胞是由下巴先生领导的3年项目的结果。它位于由流量国际(肯特,华盛顿州)设计的龙门机,提供5轴高速铣削和6轴水射流切割能力。Waterjet头部用于Waterjet头部的两种喷嘴 - 用于翼形修剪的55,000-PSI标准喷嘴和用于纵梁修剪的紧凑,“侧面火”喷嘴。
由于每个机翼表皮的外部和内部表面都需要加工,Trim Cell使用CNA制造系统(Woodinville, Washington)提供的可编程Pogo柔性工具系统。该工具系统使用77个液压驱动的Pogos网格,这些Pogos被放置到20米长的机翼表皮下的适当高度,并通过旋转、真空末端执行器附着在机翼表面。翼皮的形状和弦的位置决定了单个Pogos的数量和布局。程序宏带来必要的Pogos正确的高度,以支持特定的机翼皮肤在加工期间。
Pogo系统占地面积的龙门机10-卧床床。专用固定装置以固定较小的部件,例如翼梁和剪切领带也位于桌子的周边,并且可以通过机器的头部访问。
运行脚本处理软件的计算机位于修剪单元格的操作员站。该电台还包括龙门机的GE Fanuc控制器,主轴负荷监测监视器和用于从机器周围的钥匙位置中的三个相机中的任何一种的现场供源的视频监视器。两个相机位于床的相对端,另一个相机安装在主轴头上。操作员可以平移并缩小大床的不同区域,以便在近距离查看铣削或水射流操作。
兼容的加工例子
在确定机器和工具系统的类型之后,Chin先生在这些步骤中脚本在这些步骤中的步骤和特定任务序列完全机翼皮。该脚本正确订购了操作员输入,机器输入,机器输出捕获,位置分析,酌情决策,监督决策差异和操作员提示。
对于过程执行,基于计算机的脚本执行模块充当电子poka yoke(防错误)机制,以确保过程被一步一步地执行。Chin先生把这称为顺应加工。
这是一切都是如何为下翼皮肤的一些加工过程组成。装载机翼皮肤,使得内表面朝上,以允许修剪周边和桁条。在该位置,纵梁横截面形成为机翼内表面1.2英寸的“T”。脚本软件首先提示操作员将侧面防火喷嘴安装到水射流头中。该喷嘴将向下的水和磨料向上重定向。其紧凑的设计使其能够适应纵梁和内翼表面,以在向上方向上修剪桁条。
一旦操作员验证喷嘴已正确安装,机翼皮肤可以装载到机床上。每个翼状皮肤都有带有工具球的标签,安装在机床上安装的三座基座上。然后提示操作员调用宏以将POGOS带到适当的高度。真空依次向波波施加,并且翼状皮肤固定在适当的位置。
一旦操作人员确认翼皮被正确固定,就会使用Bell和Renishaw (Hoffman Estates, Illinois)共同开发的l型探头来确定每个纵梁的实际中线位置。探针的形状允许它进入纵梁垂直部分的任意一侧。接下来,另一个探测程序开始确定弦的实际z轴高度。这些探测程序的结果被用来修改后续的边火水射流喷嘴的加工程序,并修剪纵材的尺寸。
然后使用机床的铣削头和金刚石刀具进行纵材布线。使用雷尼绍公司的非接触式激光setter工具,可避免传统的工具触发方法可能造成的损伤。纵材加工完成后,一个探测程序确保纵材加工到公差。
接下来会提示操作员安装标准的水箱喷嘴,将修剪翼状皮肤周边。尽管不同的A - ,B和C轴位置,水射流的六轴头部能够保持恒定的固定焦点。修剪后,然后用探针检查机翼皮肤的周边以确定修整精度。
这完成了机翼皮肤的内表面的加工。接下来,操作员翻转翼状皮肤以加工在皮肤的外表面上。刀具任务类似于先前的设置。第一加工操作是组合钻孔和用于铆钉的孔的镜头,用于加强机翼皮和桁条之间的粘合剂。埋头孔的深度至关重要,以确保铆钉在翼面上不会突出,这将产生拖动。因为机翼皮肤的外轮廓略微不同,所以自适应控制系统用于柜台次操作。
使用容纳在弹簧装套筒内的埋头刀具进行该自适应控制。套筒具有传感器,该传感器检测套筒运动,因为它接触机翼表面。这建立了机翼表面的实际Z位置,以确保埋头型工具被驱动到适当的深度。
最终加工操作是椭圆形通入孔的布线,并在孔周围加工兔子步骤,以允许安装接入面板。在创建孔之后,探测围绕其周围的八个位置以确定机翼表面的实际Z水平。根据探测功能拉动和修改钻孔和布线程序,使得接受进入孔盖的兔子步骤被加工到±0.015的深度精度。与铆钉类似,这确保了盖子在翼面上不突出。
数据库建设
在执行脚本时,将自动记录活动和结果的数据库。该数据库包括零件序列号、日期、时间、操作员身份和每项任务的检查结果等信息。这增强了运营商的问责性,并为SPC分析和可能的FAA合规要求提供了审计跟踪。
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