WO2018117799A1 - Método y sistema de manufactura de estructura de transición de etapa para turbina aeroespacial utilizando metrología multisensor en línea - Google Patents

Método y sistema de manufactura de estructura de transición de etapa para turbina aeroespacial utilizando metrología multisensor en línea Download PDF

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Norman BALLESTEROS SANTA CRUZ
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Ballesteros Santa Cruz Norman
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness

Definitions

  • the present invention has its preponderant field of application in turbine manufacturing processes for the Aerospace Industry by implementing online metrology.
  • Patent No. US2009027700 describes a method for manufacturing and / or machining components, in particular gas turbine components, such as blades, blade segments or integral blade rotors for an aircraft engine.
  • the method includes at least the following steps: a) provide a work piece; b) milling the workpiece to provide a component to be manufactured; C) round the edges of the component and / or smooth the surface of the component and / or harden the surface of the component by a hydraulic method using a lubricant and / or coolant required for milling.
  • the invention No. US20070017817 describes a method for manufacturing components of a gas turbine in which it includes at least one metal injection molding stage (MIM process) and a precise electrochemical machining process stage (PECM process).
  • MIM process metal injection molding stage
  • PECM process precise electrochemical machining process stage
  • Patent procedure No. WO / 2007/082504 claims a process for machining components by milling to produce recesses with one or more walls lateral, in particular for the manufacture of integrated vane rotors for gas turbines, forming flow channels and the side walls forming fully flattened rotor blade surfaces for gas turbines, in which the milling component is held in a device of location for the mechanized of milling.
  • patent No. US20160319834 describes a method for manufacturing a gas turbine engine component where a nickel-based alloy workpiece is provided and material is removed from the workpiece surface using an abrasive machining operation to form an axisymmetric surface on the workpiece dond.
  • patent No. US20070169913 refers to a method for manufacturing semi-finished components or parts for gas turbines, in particular for aircraft engines, preferably by casting.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the components for implementing the manufacturing method for aerospace turbine of the present invention.
  • the element [A] is the CNC manufacturing module of structural components, which has at least 5 axes and implements a critical precision transmission system to the next workstation [B].
  • Element [B] is the multisensor metrology cell for the geometry sizing of machined components in the previous stage [A], and is characterized by its ability to intelligently capture data in at least six degrees of freedom, as well as registration and deployment of them in mathematical form by multifactor modeling.
  • Element [C] represents the metrological analysis server that executes intelligent and regression algorithms to send results and projection reports to the engineering and design cell [D] to optimize quality and efficiency in the manufacturing process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Descripción técnica: Método de manufactura de componenetes estructurales de turbina aeroespacial conformado por la combinación de procesos, materiales, herramentales, y técnicas de maquinado caracterizado por una celda de manufactura por control numérico con capacidad herramental de mínimo cinco ejes críticos para el maquinado de piezas con formas, geometrías y dimensiones especiales, celda de metrología multi sensor para la captura dimensional de geometría de componentes maquinados, caracterizada por la captura inteligente de datos en por lo menos seis grados de libertad, modelación multifactorial y comunicación con servidor de análisis inteligente, análisis inteligente de información metrológica, caracterizado por el uso de algoritmos inteligentes y de regresión lineal en tiempo real para la optimización de la calidad y eficiencia del proceso de manufactura, celda de ingeniería y diseño, caracterizado por su capacidad para optimización de diseños mediante simulaciones coordinadas con los mismos dispositivos de análisis de información, generando ciclos de simulación-análisis multi etapa en el proceso de manufactura.

Description

MÉTODO Y SISTEMA DE MANUFACTURA DE ESTRUCTURA DE
TRANSICIÓN DE ETAPA PARA TURBINA AEROESPACIAL UTILIZANDO METROLOGÍA MULTISENSOR EN LÍNEA
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene su campo de aplicación preponderante en procesos de manufactura de turbinas para la Andustria Aeroespacial implementando metrología en línea.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las turbinas de gas modernas, en particular los motores de aeronaves, exigen las más altas exigencias en cuanto a fiabilidad, potencia, peso, eficiencia económica y vida útil. La selección o desarrollo de nuevos materiales, así como procesos de fabricación o métodos de fabricación adecuados desempeña un papel crucial en la optimización de turbinas de gas, en particular los motores de aeronaves. A continuación se presenta una breve recopilación de invenciones registradas en el tema de manufactura de dichas turbinas.
La patente No. US2009027700 describe un método para fabricar y / o mecanizar componentes, en particular componentes de turbina de gas, tales como cuchillas, segmentos de cuchillas o rotores de hojas integrales para un motor de avión. En una de sus aplicaciones, el método incluye al menos las siguientes etapas: a) proporcionar una pieza de trabajo; b) fresar la pieza de trabajo para proporcionar un componente a fabricar; C) redondear los bordes del componente y / o alisar la superficie del componente y / o endurecer la superficie del componente por un método hidráulico utilizando un lubricante y / o refrigerante requerido para el fresado. La invención No. US20070017817 describe un método para fabricar componentes de una turbina de gas en la que incluye al menos una etapa de moldeo por inyección de metal (proceso MIM) y una etapa de proceso de mecanizado electroquímico preciso (proceso PECM).
En el registro de patente No. WO/2007/082504 se reclama un procedimiento para el mecanizado por fresado de componentes para producir rebajes con una o más paredes laterales, en particular para la fabricación de rotores de paletas integradas para turbinas de gas, formando canales de flujo y las paredes laterales formando superficies de lámina de rotores totalmente aplanados para turbinas de gas, en el que el componente para fresado se sujeta en un dispositivo de localización para el mecanizado de fresado.
La invención No. US20160319834 describe un método para fabricar un componente de motor de turbina de gas donde se proporciona una pieza de trabajo de aleación basada en níquel y se elimina material de la superficie de pieza de trabajo usando una operación de mecanizado abrasivo para formar una superficie axisimétrica sobre la pieza de trabajo dond. Por otro lado, la patente No. US20070169913 se refiere a un método para fabricar componentes o piezas semielaboradas para turbinas de gas, en particular para motores de aeronaves, preferentemente por colada.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los detalles característicos de la presente invención se muestran en la siguiente descripción y en la figura que se acompaña, la cual se menciona a manera de ejemplo por lo que no deben considerarse como una limitante para dicha invención.
La figura 1 es un diagrama esquemático de los componentes para implementar el método de manufactura para turbina aeroestpacial de la presente invención. El ele- elemento [A] es el módulo de manufactura por CNC de componentes estructurales, el cual cuenta con al menos 5 ejes e implementa un sistema de transmisión de precisión críticos hacia la siguiente estación de trabajo [B]. El elemento [B] es la celda de metrología multisensor para el dimensionamiento de geometría de componentes maquina- dos en la etapa anterior [A], y se caracteriza por su capacidad de captura inteligente de datos en al menos seis grados de libertad, así como registro y despliegue de los mismos en forma matemática por modelación multifactorial. El elemento [C] representa el servidor de análisis metrológico que ejecuta algoritmos inteligentes y de regresión para enviar resultados y reportes de proyección a la celda de ingeniería y diseño [D] para optimizar calidad y eficiencia en el proceso de manufactura.

Claims

Reivindicaciones.
1. Método de manufactura de componentes estructurales de turbina aeroespacial conformado por la combinación de procesos, materiales, herramentales, y técnicas de maquinado caracterizado por:
a.-Manufactura por control numérico avanzado de componentes estructurales de turbina aeroespacial caracterizado por su capacidad herramental de mínimo cinco ejes críticos para el maquinado de piezas con formas, geometrías y dimensiones especiales, así como el acoplamiento de sistemas de transmisión de precisión críticos para asegurar la tolerancia de diseño requerida por el proceso de manufactura.
b.- Celda de metrología multi sensor para la captura dimensional de geometría de componentes maquinados, caracterizada por la captura inteligente de datos en por lo menos seis grados de libertad, así como el registro y despliegue de datos en forma matemática por modelación multifactorial, con comunicación con el servidor de análisis inteligente.
c- Análisis inteligente de información metrológica, caracterizado por el análisis de información con algoritmos inteligentes y de regresión lineal en tiempo real, enviando resultados y reportes de proyección a la celda de ingeniería y diseño para la optimización de la calidad y eficiencia del proceso de manufactura,
d.- Celda de ingeniería y diseño, caracterizado por su comunicación nativa con los dispositivos de análisis de información metrológica, obteniendo información analizada en relación a desviaciones criticas al diseño, con capacidad para optimización de diseños mediante simulaciones coordinadas con los mismos dispositivos de análisis de información, generando cidos de simulación-análisis multi etapa en el proceso de manufactura.
2. Celda de metrología avanzada multi sensor para la captura dimensional de geometría estructural de componentes maquinados, caracterizada por la captura— - inteligente de datos en por lo menos seis grados de libertad, integrando dispositivos de medición mecánico, láser, por ultrasonido y captura de imágenes, así como el registro y despliegue de datos en forma matemática por modelación multifactorial, con capacidad de comunicación con el servidor de análisis inteligente.
3. Análisis inteligente de información metrológica y comparación con modelo CAD, caracterizado por el registro y análisis de información utilizando algoritmos inteligentes y de regresión lineal generando proyecciones de puntos de falla en el proceso de manufactura, con comunicación bi direccional con la celda de metrología avanzada, caracterizado además por el análisis de información en tiempo real enviando resultados y reportes de proyección a la celda de ingeniería y diseño para la optimización de la calidad y eficiencia del proceso de manufactura.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109189035A (zh) * 2018-11-13 2019-01-11 重庆佰节成测控技术有限公司 汽车电子智能制造u型组装线
CN110712770A (zh) * 2019-08-15 2020-01-21 燕山大学 低矮空间的太阳翼水平对接装配9自由度混联调姿平台

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005319531A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Toru Nishikazu 数値制御工作機械及び加工プログラムのチェック方法
US20070017817A1 (en) * 2004-06-19 2007-01-25 Claus Mueller Method for manufacturing components of a gas turbine and a component of a gas turbine
KR20080079849A (ko) * 2007-02-28 2008-09-02 부산대학교 산학협력단 5축 밀링가공 시간 예측방법
EP2127804A1 (en) * 2007-01-15 2009-12-02 Tsudakoma Kogyo Kabushikikaisha Indexing device for machine tools
CN102615435A (zh) * 2012-04-13 2012-08-01 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种激光直接加工涡轮叶片气膜异型孔的方法
CN204487320U (zh) * 2015-02-13 2015-07-22 华中科技大学 六轴联动数控砂带磨床

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005319531A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Toru Nishikazu 数値制御工作機械及び加工プログラムのチェック方法
US20070017817A1 (en) * 2004-06-19 2007-01-25 Claus Mueller Method for manufacturing components of a gas turbine and a component of a gas turbine
EP2127804A1 (en) * 2007-01-15 2009-12-02 Tsudakoma Kogyo Kabushikikaisha Indexing device for machine tools
KR20080079849A (ko) * 2007-02-28 2008-09-02 부산대학교 산학협력단 5축 밀링가공 시간 예측방법
CN102615435A (zh) * 2012-04-13 2012-08-01 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种激光直接加工涡轮叶片气膜异型孔的方法
CN204487320U (zh) * 2015-02-13 2015-07-22 华中科技大学 六轴联动数控砂带磨床

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109189035A (zh) * 2018-11-13 2019-01-11 重庆佰节成测控技术有限公司 汽车电子智能制造u型组装线
CN110712770A (zh) * 2019-08-15 2020-01-21 燕山大学 低矮空间的太阳翼水平对接装配9自由度混联调姿平台
CN110712770B (zh) * 2019-08-15 2021-06-11 燕山大学 低矮空间的太阳翼水平对接装配9自由度混联调姿平台

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