Nahtlose Integration

Nahtlose Integration

Highspeed Scanning für die Turbinenschaufelprüfungen

Die optischen Highspeed Scanning Systeme Core werden von der Schweizer Starrag AG in einer automatisierten Produktionszelle für die abschließende Qualitätskontrolle von Turbinenschaufeln eingesetzt. Die Kernanforderungen an die Messmaschinen sind: hohe Genauigkeit, minimale Messzeit und große Temperaturstabilität.

 Produktionszelle bei der Starrag AG. Rechts erfolgt die automatisierte Messung der Turbinenschaufeln mit dem optischen Highspeed Scanning System Core. (Bild: Starrag AG)

Bild 1 | Produktionszelle bei der Starrag AG. Rechts erfolgt die automatisierte Messung der Turbinenschaufeln mit dem optischen Highspeed Scanning System Core. (Bild: Starrag AG)

Die Starrag Group ist seit über 50 Jahren der führende Technologiepartner, wenn es um die produktive Herstellung von Gas- und Dampfturbinenschaufeln geht. Turbinen-, Kompressorenschaufeln, Impeller, Blisks und komplexe Strukturteile in höchster Präzision werden von deren Maschinen gefertigt. Außerdem entwickelt die Firma komplette flexible Fertigungssysteme, sogenannte FMS (Flexible Manufacturing Systems), welche die Produktion verschiedenster Teile im automatisierten Modus erlauben. Zwei Core Systeme wurden für die Qualitätsendkontrolle in einem FMS integriert. Die Produktionszelle fertigt aus Hochpräzisionsschmiederohlingen unterschiedlich komplexe Schaufeltypen und besteht aus vier Fräsmaschinen, welche die Turbinenschaufeln mit einem speziellen Spannkonzept fertigen, sowie zwei Reinigungsanlagen und den zwei Messmaschinen. Die einzelnen Stationen werden mit einem Roboter bedient. Die Kommunikation zu den Messmaschinen wird über die Zellensteuerung geregelt. Die Core ist ein Koordinatenmessgerät mit einem optischen Weißlichtpunktsensor. Die Messung wird dabei mit einem Doppel-Augen-Sensor durchgeführt. Dies ist ähnlich dem Messprinzip mit einem taktilen Taster, allerdings mit einem winzigen Weißlichtpunkt, dessen Durchmesser ungefähr 40µm klein ist. Dies ermöglicht das präzise Erfassen von Freiformflächen oder Messung kleinster Merkmale, wie z.B. die kleinen Radien der Ein- und Austrittskanten an Turbinenschaufeln. Mittels des Doppel-Augen-Sensors und einer stabilen Messroutine der Punkttriangulation, können selbst stark reflektierende Oberflächen ohne Besprühen der Oberfläche gemessen werden.

Kürzere Messzyklen

Die Core ist eine 5-achsige Messmaschine mit drei linearen Achsen und zwei Rotationsachsen. Die Rotationsachsen bilden der Drehtisch und das Drehgelenk am Sensorkopf. Die Kombination und gleichzeitige Ansteuerung der Linear- und Drehachsen ermöglicht beste Zugänglichkeit, optimierte Verfahrwege und dadurch Zeitersparnis für kürzere Messzyklen. Gerade bei der Messung von kleinen Ein- und Austrittskanten bei Turbinenschaufeln entfällt durch die optische Messtechnik die Taster-Radius-Kompensation. Roland Ziltener, Leiter Qualitätsmanagement der Starrag AG: „Wir haben uns für eine optische Lösung entschieden, da kein taktiles System die vom Endkunden geforderte Anzahl an Features in der geforderten Zeit messen konnte. Das Core System ermöglicht es uns, kleinste Features zu messen, bei welchem wir mit einem taktilem System an die Grenze stoßen würden.“

Interaktion mit Zellsteuerung

Bild 2 | Das optische Highspeed Scanning System Core D beim Scannen einer Turbinenschaufel. (Bild: Starrag AG)

Die Messmaschine wird bei Starrag vollautomatisiert betrieben und eignet sich für die direkte Integration in den Produktionsprozess. Zum einen wegen des großen Temperaturbereichs, zum anderen ermöglicht das offene Design mit dem großen Zugänglichkeitsbereich von drei Seiten die automatische Be- und Entladung mit einem industriellen Roboter. Dieser kommuniziert über eine E/A-Schnittstelle oder Ethernet-Verbindung mit der Koordinatenmessmaschine. Der Drehtisch wurde kundenspezifisch modifiziert, so dass das eingesetzte pneumatische Spannfutter direkt in den Drehtisch der Messmaschine integriert wurde. Außerdem interagiert das System mit der komplexen Zellsteuerung. Diese übernimmt die automatisierte Fernsteuerung. Das Messgerät gibt automatisiert Rückmeldungen zur Zellenkontrolle, startet und beendet auf Befehl Messungen, überträgt Messprotokolle und meldet Zustandsänderungen der Maschine. „Die Zusammenarbeit mit Wenzel in diesem Projekt erleben wir außerordentlich positiv“, so das Fazit von Ivo Ritter, Projektmanager bei Starrag, der die Gesamtleitung des FMS-Projektes hat.

Themen:

| Fachartikel

Ausgabe:

inVISION 6 2017
WENZEL Group GmbH & Co. KG

Das könnte Sie auch Interessieren