Jak Trakery Laserowe rozwiązują problemy w produkcji lotniczej?
Wyjątkowość pomiarów Laser Trackerem
Żadne inne narzędzie pomiarowe, oprócz trakera laserowego, nie umożliwia producentom samolotów zabezpieczenia całego procesu produkcyjnego. Urządzenie to możemy wykrztywać od samego początku projektu do końcowej kontroli wymiarów. Ze względu na wyjątkowo duży zasięg, precyzję i szybkość pomiary wykonywane z wykorzystaniem trackerów laserowych zapewniają producentom w przemyśle lotniczym zwiększenie konkurencyjności przez znaczne obniżenie kosztów. Dzieje się tak dlatego, że cały cały proces projektowania i rozwoju przenosimy do świata wirtualnego.
Historia
Podczas budowy samolotu trudno jest pogodzić rozmiar jego elementów z wymogiem dokładnego wykonania. Samoloty, w większym stopniu niż jakiekolwiek inne maszyny, zdają się potwierdzać powiedzenie, że „diabeł tkwi w szczegółach”, ponieważ
drobne błędy czy niedokładności mogą wywołać poważne szkodliwe następstwa, jak choćby większy opór czy nawet mniejszy zasięg samolotu. Trend w budowie statków powierzchnych zmierza w kierunku jednolitej konstrukcji, o gładkich, płynnych krzywiznach i bez widocznych połączeń.
Nawet wszechobecne dotychczas nity znikają z zewnętrznych powierzchni. Prodcuneci zastępują je kompozytami, któri łączą poszczególne elementy w sposób ciągły. Duże konstrukcje, takie jak skrzydła, kadłuby, czy pionowe stateczniki, trudno było dawniej wykonywać z jednakową dokładnością, bowiem brakowało sposobów dokładnego pomiaru dużych konstrukcji. Tradycyjnym przyrządem do mierzenia obiektów powyżej 6 m był teodolit. Jednak teodolit stosowano do pomiaru drogowych i geodezyjnych , a nie do ustalania, gdzie dokładnie znajduje się i jak jest ukształtowany koniec wspornika, gdy dystans wynosi 15 czy 30 metrów a dokładność jest kluczem do zachowania parametrów lotu. Choć pomiary teodolitem mogą być dość dokładne, podlegają jednak
interpretacji i jako takie nie zawsze są powtarzalne. Ponadto teodolit jest powolny i zmierzenie z jego pomocą kilkuset punktów może zająć nawet kilka dni.
Dopiero pojawienie się trakerów laserowych umożliwiło precyzyjne, dokładne, a przy tym szybkie i powtarzalne pomiary na dużych odległościach. Trakery laserowe, gromadzące dane z setek punktów w kilka godzin, wyparły teodolity i otworzyły
nowe możliwości w zakresie projektowania samolotów, modelowania i budowy narzędzi oraz w zakresie produkcji i kontroli jakości na całym świecie. Trakery laserowe wykorzystuje się często do ustawiania dużych maszyn przemysłowych, np. walcarek do metalu, pras drukarskich czy wyposażenia elektrowni, jednak można sądzić, że powstały specjalnie na potrzeby przemysłu lotniczego i kosmicznego.
Uniwersalność
Tracker laserowy możemy zamontowąć, czy to w hali montażowej, czy też w fabryce, a jego ogromy zasięg wystarcza do dokładnego zmierzenia skrzydła największych samolotów, jakie kiedykolwiek skonstruowano. Obsługa przyrządu jest dość prosta lecz do interpretacji wyników niezbędna jest wiedza inżynierka i doświadczenie. Traker, po zamontowaniu na statywie, wysyła promień lasera, który odbija się od znacznika umieszczonego w mierzonym punkcie. Kiedy operator przesuwa znacznik z punktu do punktu, wiązka światła za każdym razem wraca do trakera. Następnie obliczana jest odległość do każdego z tych punktów.
Traker laserowy jest połączony z laptopem, w którym dane z dokonywanych pomiarów są porównywane z wzorcowym plikiem CAD lub analizowane przez doświadczanego operatora. Ponieważ traker laserowy jest tak dokładny również na krótkich dystansach to wielu użytkowników wykorzystuje go do pomiaru mniejszych części – gdzie największy wymiar liczy do około 1 metra. Pomiary wykonywane z wykorzystaniem trackerów laserowych wykonumey co najmniej 20-krotnie szybciej, niż teodolitem. Pozwala on inżynierom na wykonywanie częstych wymiarowanych kontroli projektu, gdy wprowadzają stopniowe zmiany w modelu lub w rozmieszczeniu narzędzi i po każdej takiej zmianie sprawdzanie trakerem dopasowania części lub powierzchni. Cykl pomiarowy z pomocą trakera można przeprowadzać po każdej małej zmianie, poprawki są wtedy niewielkie, co umożliwia zespołowi projektowemu i narzędziowcom szybkie dojście do ostatecznego rezultatu, jakim jest uzyskanie wymaganego kształtu.
Produkcja oprzyrządowania
Powtarzalność i wymienność części i zespołów jest już od pewnego czasu faktem, lecz stale wymaga się dalszego podnoszenia jakości. Wiąże się to z koniecznością wstępnego przemyślenia i ustalenia, jak najlepiej dopasować do siebie i połączyć podzespoły. Dziś też przykłada się większą wagę do oprzyrządowania, niż to miało miejsce dawniej, przy wcześniejszych generacjach samolotów i to zarówno w zakresie części metalowych, jak i kompozytowych. Pomiary Trakerem w tej branży przynoszą największe korzyści przy produkcji przyrządów, kalibracji i monitorowaniu obrabiarek.
Komponenty oprzyrządowania w przemyśle lotniczym
Podstawowy element przyrządu w przemyśle lotniczym stanowi jego rama. Jest to wytrzymała konstrukcja spawana, wykonana zazwyczaj z tego samego materiału, co produkowana część. Dzięki czemu zarówno część, jak i rama rozszerzają się i zmiejszają swój wymiar tak samo pod wpływem zmian temperatury. Pozostałe elementy narzędzia nazywane są „osprzętem”. Pierwszy rodzaj osprzętu to wszelkiego rodzaju podkładki, na których przylegają elementy. Podkładki wyznaczają miejsce, w którym należy
umieścić część przeznaczoną do obróbki. Podkładki mogą być płaskie (planarne) lub swobodne, odpowiednio do rozmiaru i kształtu danej części. Stosuje się również specjalne uchwyty, które delikatnie dociskają obrabianą część do podkładki.
Drugi rodzaj osprzętu to elementy ustalające, wyposażone w kołki o różnych kształtach, które umożliwiają prawidłowe umieszczenie obrabianej części na narzędziu. Podkładki doskonale podtrzymują część, choć zazwyczaj tylko w
jednej płaszczyźnie. Natomiast elementy ustalające potrafią zapewnić powtarzalne umieszczanie części w zespole końcowym. Jest to możliwe dzięki kołkom dopasowanym do otworów lub rowków podłużnych, co ogranicza ruch w określonych płaszczyznach lub kierunkach. Elementy osprzętu tworzą razem rodzaj systemu kontrolnego, gwarantującego dokładną realizację danych projektowych. Kiedy inżynier technolog rozmieszcza przyrządy montażowe, to rozstawia je najpierw wstępnie, po czym za pomocą pomiarów laser trackerem dopasowuje ich położenie, szczegół po szczególe, aż całość będzie zgodna z plikiem wzorcowym CAD.
