Технологии проверки изделий на технологической линии продолжают развиваться, обеспечивая более быструю и точную оценку деталей.
Ясно без слов, что целесообразность использования композиционных материалов в коммерческой авиации зависит от снижения затрат и повышения производительности. Автоматизация производственных процессов, например, автоматизированная намотка волокнистого материала и выкладка ленты, увеличивают скорость и эффективность, однако зачастую требуется тщательный ручной и визуальный контроль, который тормозит промышленные процессы.
Насколько ручной контроль задерживает производство? Оценки разнятся: от минимальных 30% до 60% и более, согласно отчетам, представленным несколько лет назад Робертом Харпером из компании Fives Cincinnati (Хеброн, штат Кентукки, США) и Алленом Халбриттером из компании Boeing (Чикаго, штат Иллинойс, США). Таким образом, несмотря на разницу в данных, затраты времени в любом случае существенны.
За последние годы многие компании занялись разработкой технологий автоматизированных проверок, совместимых с автоматизированным производством. В результате появились системы контроля от таких компаний, как Electroimpact Inc. (Мукилтео, штат Вашингтон, США), Danobat Composites (Эльгойбар, Испания), Apodius (Ахен, Германия) и Fives.
ПРОВЕРКА ПАНЕЛЕЙ КРЫЛА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Система автоматизированного контроля от компании Electroimpact позволяет выполнять проверку конструкции панелей крыла для Boeing 777X. Система состоит из трех блоков проекторов LASERVISION от компании Aligned Vision (Челмсфорд, штат Массачусетс, США), каждый из которых оснащен камерой высокого разрешения и лазерным проектором. Каждый блок работает с лазерным профилометром – небольшим лазером, проецирующим линию на рабочую поверхность. Он установлен в верхней части машины для автоматизированной намотки волокнистого материала. Эти три компонента (лазер, камера, профилометр) передают данные на пользовательский интерфейс согласно алгоритмам программного обеспечения компьютера.
Объединение для проверок. Машина для намотки волокнистого материала Fives Viper, оснащенная технологией оперативных проверок, предложенной Национальным научно-исследовательским советом Канады (NRC), обеспечивает высококачественный контроль технологического процесса в реальном времени для аэрокосмической промышленности
АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ВЫКЛАДКИ СУХОГО МАТЕРИАЛА
Тем временем, компания Danobat Composites разработала два типа технологических и программных систем для поддержки автоматических машин для выкладки сухого материала. Первый тип предполагает использование лазерного профилометра или лазерного триангуляционного датчика для определения краев сухих материалов при выкладке и проверки соответствия положения материала заданным допускам. Во втором типе применяется сочетание лазерных триангуляционных и фотометрических датчиков с видеокамерой.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТАЦИИ ВОЛОКОН
Apodius, дочерняя компания Hexagon Manufacturing Intelligence (Норт-Кингстаун, штат Род-Айленд, США), разработала последующие версии своей системы Apodius Vision System. Оптическая система для определения ориентации волокон и обнаружения дефектов позволяет опознавать, измерять и анализировать до трех ориентаций волокон. Угол ориентации волокна можно измерять с точностью до 0,1 градуса, оценивая данные изображения текстуры поверхности в сравнении с фактическим профилем материала, включая тканые, мультиаксиальные и плетеные полотна. Система обеспечивает статистический контроль процессов для внедрения в производство заготовок.
Машина для автоматизированной намотки волокнистого материала от компании Electroimpact.
ИЗМЕРЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ В МАШИНАХ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ НАМОТКИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Недавно Национальный научно-исследовательский совет Канады (NRC, Оттава, Канада) и компания Fives объединили усилия для создания новейшего профилометра для выкладки материалов, направленного на обеспечение более быстрого и точного контроля деталей.
По словам Кена Райта, технического руководителя Fives, технология оперативного контроля основывается на ИК-интерферометрии, оптической технологии, согласно которой для измерения расстояния используются волны инфракрасного излучения. Райт утверждает, что профилометр обладает значительными преимуществами по сравнению с существующими методами контроля, применяемыми в тех же целях.
Новый профилометр не зависит от угла поверхности и более эффективно действует даже при естественном освещении. Система также совместима с машиной для автоматизированной намотки волокнистого материала и обладает доступом в более ограниченные пространства. В ходе испытаний, проведенных Национальным научно-исследовательским советом с конца 2017 года на машине для автоматизированной намотки волокнистого материала Cincinnati Viper 4000 в компании STELIA Aerospace-Северная Америка (Мирабель, Квебек, Канада), новый профилометр продемонстрировал результаты, превосходящие лазерные триангуляционные датчики.
Он обеспечивает обнаружение дефектов в реальном времени и работает со всеми типами композиционных материалов. Он сокращает время обработки на 30% по сравнению с выкладкой материала, требующей ручного контроля.
Национальный научно-исследовательский совет Канады владеет патентом на данный профилометр нового поколения, а компания Fives обладает лицензией исключительного права на его использование при производстве композиционных материалов. Компания Fives перешла на стадию итоговых испытаний с помощью клиентов и планирует выпустить технологию на рынок к концу 2019 года.
ЧТО ДАЛЬШЕ?
Программы коммерческих самолетов нового поколения, некоторые из которых нацелены на сборку 100 единиц в месяц, определенно не могут полагаться на ручные проверки деталей и конструкций из композиционных материалов на предмет соответствия требованиям. Таким образом, автоматизированный контроль становится необходимостью, а специалисты, работающие с композиционными материалами в аэрокосмической отрасли, уже ясно поняли, что старые технологии здесь непригодны.
