随着航空发动机设计持续趋向更严苛的公差要求及更复杂的几何结构,检测环节已逐渐成为制约产能提升的关键因素之一。对于生产整体叶盘转子 (IBR)、整体叶盘 (blisk)、转轴、花键及拉削盘等零部件的制造商而言,传统检测方法往往难以跟上生产节拍,尤其是在项目规模扩大阶段。
Hanwha 在其康涅狄格州纽因顿工厂切身面临了这一难题。该公司是向主流发动机制造商提供高精度旋转类零部件的长期供应商。凭借在整体叶盘转子、整体叶盘及盘类零部件制造方面的深厚经验,Hanwha 建立了综合性先进加工能力,涵盖多轴铣削、车削、磨削、拉削、花键与齿轮成形加工、无损检测以及特种表面处理等多种工艺。
然而,随着新一代发动机项目陆续进入产线,检测周期逐渐成为制约产能扩展的关键瓶颈。

航空测量挑战:单件测量周期长达27小时
在引入高速扫描技术之前,复杂叶片型面几何形状的检测主要依赖传统坐标测量机及旧版软件系统。仅叶片型面的单件测量时间可达 27 小时,此外还需在其他机器上对叶台及叶尖进行额外检测,因而进一步增加了整体检测周期。
根据产量预测,为满足客户的交付期要求,需要对检测产能进行大规模扩展,而这在实际操作中既不现实也不具可行性。
Hanwha 资本规划经理 Jared Rossignol 先生表示:“我们一直在探索如何满足客户的交付期要求,同时提升整体效率。根据检测周期测算,我们需要配置近十台坐标测量机才能跟上生产节拍。”
除检测周期外,检测流程本身也存在多项效率瓶颈。零件检测完成后,常常因为等待结果反馈而处于闲置状态;在产线外进行表面粗糙度测量的设备又重复性不足。同时,对坐标测量机运行状态缺乏实时可视性也进一步增加了生产规划的复杂性。
航空测量解决方案
在原始设备制造商 (OEM) 客户 Pratt & Whitney(普惠)的推荐下,Hanwha 评估了雷尼绍 REVO® 五轴扫描系统,这一举措成为关键转折点。
不同于传统三坐标检测,REVO 系统由伺服驱动测座移动,与坐标测量机机身结构的移动相互独立。这使系统能够在测量复杂自由曲面(如叶片型面及整体叶盘轮廓)时,保持恒定的扫描速度及最适合的测头方向,从而提升检测效率。
Hanwha 在其纽因顿工厂部署了多种 REVO 传感器配置,包括 RSP2、RSP3-3 以及 SFP2 表面粗糙度检测测头,在同一个测量平台上即可完成形状、轮廓及表面粗糙度测量,并配套使用雷尼绍 MODUS™ 测量软件,支持扫描路径优化,并采集更全面的测量数据。
效果立竿见影且可量化。REVO 系统初步部署后,检测周期由原来的 10 多个小时缩短至约 6 小时;MODUS 软件进一步实现优化,在包含表面粗糙度检测的情况下,总体检测时间进一步压缩至 4 小时以内,具体取决于工件复杂度。
同样关键的是,数据质量也得以提升。高速扫描能够提供更稳定一致的测量结果,从而支持更严格的制程控制,并增强对检测结果的信心。
“针对叶片型面,我们将测量时间从 27 小时缩短到大约 2.5 小时。即使增加了叶台和叶尖测量,总体检测时间仍在 5 小时以内。这些测量任务过去需要依赖多台机器,而且耗时远高于此。”
——Jared Rossignol
Hanwha Aerospace USA,资本规划经理
除了提升速度之外,引入 REVO 系统还改变了检测环节在整个生产流程中的集成方式。Hanwha 将原本局限在专用检测室的测量活动,转变为在机床旁部署 REVO 系统,实现了检测与加工的就近集成。
机床操作人员经过培训后能够在制造单元内直接执行检测程序,使检测环节融入制造过程,从而实现更加一体化的数据流。为提升响应能力及车间可视化水平,Hanwha 将检测系统接入 Renishaw Central 制造数据平台,该平台用于采集并显示车间的制程数据与测量数据,包括来自坐标测量机、机床及各类测量系统的数据。
雷尼绍产品经理 Brandon Golab 先生说道:“Renishaw Central 将车间各个环节的制程数据与测量数据进行集中整合,使制造商能够实时掌握车间运行状态。这种可视化能力有助于各个团队更快识别潜在问题、缩短停机时间,最终打造出更加可控且高效的制造流程。”
Rossignol 先生指出:“程序错误率和响应时间均显著下降。一旦发生异常,我们的编程人员即可立即收到通知,往往在操作人员察觉到机器停机之前就已作出响应。”对于价值流管理人员而言,通过实时监控获得的可视化能力能够显著降低机器空闲率,并提升检测资产的整体利用率。
目前,Hanwha Aerospace USA 在纽因顿工厂已经部署了五套 REVO 系统,并且在康涅狄格州柴郡工厂也部署了多套 REVO 系统,用于支持其他零部件的生产。
通过将多项检测工序整合为单次设定操作,大幅缩短检测时间,制造商能够在不增加车间面积或人力投入的情况下,实现检测产能与生产规模同步提升。
Rossignol 先生表示:“REVO 技术帮助我们大幅缩短了检测时间,并提升了零部件的整体生产效率。它从根本上重塑了我们的检测方式。”

