航空宇宙用インペラメーカーのハネウェルは、加工時間を短縮するためにレニショーを採用

ハネウェル・エアロスペースは、商業・土木工学分野の大手多国籍企業ハネウェルの子会社であり、主に民間航空機に使用されるさまざまなインペラやブレードを製造しています。インペラは、本質的にはラジアルフローコンプレッサーと軸流コンプレッサーを組み合わせたものです。インペラ加工プロセス中は、品質の高い製品が確実に生産されるように、ワークピースの基準位置が常に正確でなければなりません。

ワークの基準位置がずれると、加工されたインペラは仕様要件を満たさなくなり、この場合は再加工または修理しかできず、場合によっては完全に廃棄されることもあります。機械加工中の精度を維持するために、Honeywell は世界的なエンジニアリング技術企業 Renishaw に依頼しました。Renishaw は、同社の加工センターに RMP600 高精度工作機械プローブシステムと、コンピューターベースの部品測定ソフトウェア Productivity+™ を供給しました。 Honeywell 社は、Renishaw 製品を使用して、前工程の測定と工程中の軸変位検出を実行できるようになりました。

背景<br /> ハネウェルはメキシコのチワワ州にある工場でインペラを製造しています。当工場には、部品の研削、フライス加工、旋削、穴あけなどの機械加工作業を行うための最新の機械設備が備わっています。ここで製造されるインペラの直径は 14 インチから 17 インチまでで、ほとんどがチタン合金製ですが、アルミニウム合金製のインペラは 1 つだけです。

チワワ工場で加工された製品は、アリゾナ州フェニックスにあるハネウェルの組立工場に送られ、そこでは主に航空機エンジン用タービンの組立と試験が行われる。

完成部品のワークピース基準位置が中心からずれていることが判明した場合は、製品設計部門に提出し、設計者がインペラをチェックして適格かどうかを判断します。

各分析には部品 1 個あたり約 66,900 ドルのコストがかかり、全体的な製造時間も増加しました。各インペラの加工時間（工作機械でのクランプ時間を含む）だけでも最大 60 時間かかり、約 130 種類の工具が使用されます。

ハネウェルでは、インペラ 1 個の生産時間は 2 週間と予定されています。加工後にワークピースが中心からずれていることが判明した場合、必要な分析を実行するためにさらに 1 週間必要になり、機械のダウンタイムや製造プロセスの遅延につながり、生産時間と製造コストに悪影響を及ぼします。

課題「ハネウェルは、インペラの加工プロセス中に、部品の基準が軸からずれることが多く、部品の加工時間が長くなることに気付きました」と、レニショーメキシコのセールスディレクター、ラウルバリガ氏は述べています。

元の中心点の軸方向のずれは、オペレータのエラー、固定具の損傷、および/または前回の操作で部品に残ったバリなどによって、部品の位置合わせが不正確になることで発生することがあります。

解決策<br /> 最初のインペラのバッチが完成した後、ハネウェルの製造エンジニアである Luis Adrian Gallegos 氏は、他の品質管理エンジニアと話し合い、製造プロセス中にこれらのベンチマーク偏差を減らす方法について話し合いました。

「最初の生産工程を終えた時点で、工程の改善が必要だとわかっていましたが、あまり多額の投資はしたくありませんでした」とガレゴス氏は語ります。「レニショーに連絡して、高精度の超小型タッチプローブとレニショーのソフトウェアを組み合わせて、加工を始める前に部品を測定し、基準偏差を検出して事前に修正できないか検討しました。」

「レニショーのプローブ製品群を評価した後、無線伝送を使用する RMP600 工作機械プローブを購入することにしました。このプローブは、自動部品セットアップのすべての利点に加え、インペラなどの複雑な 3D 部品形状を測定する機能も備えています。」

加工中、Renishaw プローブはさまざまな位置で部品に接触し、エラーや位置ずれがあるかどうかを判断します。

「プローブのおかげで、実際に問題が発生する前に、潜在的な問題を検出することができます」と Gallegos 氏は付け加えます。「以前は、16 時間の加工と 1 時間以上の測定を経て初めて問題が発見されました。今では、部品の寸法や位置の偏差についてプローブから即座に警告が届き、必要な修正措置を講じることができるため、貴重な加工時間とリソースを無駄にせずに済みます。」

「プローブに加えて、ハネウェルは、マシニングセンター用の PC ベースの部品測定ソフトウェアである Productivity+ にも投資しました。このソフトウェアは、ハネウェルに、部品検査プローブルーチンとインプロセス修正ルーチンを加工サイクルに統合するための使いやすいプログラミング環境を提供します。Productivity+ は、部品のセットアップと検査プロセスを簡素化するのに役立ち、部品の識別と調整、ツールの識別と設定という中核的な加工の側面で役割を果たします。また、Productivity+ は、完了したプロセスに関する情報を収集し、後続の加工プロセスの決定に役立つポストプロセスレポートの生成も容易にします」とバリガ氏はコメントしています。

結果「RMP600 タッチトリガープローブと Productivity+ プロービングソフトウェアを使い始めてから、生産中に部品の許容範囲外、手直し、スクラップなどの問題は発生していません」と Gallegos 氏は言います。「このソフトウェアは、ツールの状態の監視、ツールオフセットの更新、プローブによって収集されたデータに基づく適応加工の実行など、加工プロセス中の制御タスクを支援します。」

「レニショーのプローブとソフトウェアにより、ハネウェルは加工中に偏差が発生しないことを保証できます。レニショーの新技術が導入される前は、機械オペレーターはまず工作機械にワークピースを固定し、手動で測定し、直径と表面位置のデータをコントローラーに入力する必要がありました。これらの情報が欠落していたり間違っていたり、固定具が損傷していたりすると、最終製品は不合格になります。今では、工程前検査によって欠陥を排除できます。」

「さまざまな理由から、加工後に一部のパーツを再加工しなければならないことは避けられませんが、これは事業にさらなる経済的負担をもたらします。レニショーのオンマシンプローブシステムからリアルタイムのデータを受信することで、プローブのフィードバックに基づいて加工プロセスを調整することができ、同じ問題が複数のパーツで再発する可能性を最小限に抑えることができます。レニショーの機器は、当社の加工プロセスを改善し、機械のダウンタイムを削減するのに役立ち、現代の航空宇宙産業で使用されるインペラの「最初から正しい」加工の強固な基盤を築きました」と、ガレゴス氏は結論付けました。

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