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パイプ検査装置活用事例 -PFW Aerospace社(ドイツ) - TubeInspectシステム

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事例  /  航空・宇宙 産業機械機器 試験・分析・測定

TubeInspectは航空機のパイプ検査に適したシステムであることが証明されました

 

航空機業界のパイプ製造における品質基準は他業界よりも非常に厳しいことで有名です。この分野においてTubeInspectが適しているかどうかを判断する為に、PFW Aerospace社は詳細な計測システムの評価を行いました。PFWのプロジェクトエンジニアであるMartin Seibt氏はシステムに高い繰り返し精度があることを確認しました。

また再現性は他の競合測定機よりも5倍高いことを確認しました。このテスト結果は、PFW社の主要な顧客であるエアバス社に報告され、7度以上の曲げのあるパイプにTubeInspectが適しているという結論に至り、PFW社は製造工程でTubeInspectの採用を正式に決定しました。

 

 

 

航空機業界特有の要望事項

すべてのパイプは厳しい検査基準があり、検査精度の欠如は非常に重大な問題をもたらします。曲げ前のパイプ材は基準を満たしたサプライヤからのみ納入され、パイプ材それぞれに検査成績書が付属しています。その後の加工工程で厳しいトレランスの仕様を満たす必要があります。PFW Aerospace社はパイプの曲げ加工において、高品質の仕様を満たす必要があります。

                              
利益水準を保つためには、NGパイプを最小限に抑え、生産するパイプの量を最小限にする必要があります。PFW社のプロジェクトエンジニアのMartin Seibt氏は次のようにコメントしています;“客先からは度々、1品もののパイプ注文というのがありますが、たとえ1つのパイプであってもパイプ製造において利益が出るように製造することが我々の課題です。衛星の組み立てを例にしてみます。ここで必要とされるパイプはとても特有で、結果的に1品ものです。よって、PFW社にこの1つのパイプを注文しています。“

 

まとめて航空機用のパイプの注文が来たとしても、その量は1つあたり10本以下

です。例外なくパイプ素材はチタン、ステンレスや腐食しないニッケルベースの合金のインコネルなど、高価な素材を使っていることが多く、NGパイプは最小限に抑える必要があります。

Martin Seibt氏は次のようにコメントしています “今日、PFW社は20,000種類のパイプ部品の製造において、廃棄パイプを最小限に抑え、製造することができるようになっています。最初のOKパイプができるまでに3つ以上のパイプがNGとなるのはコスト面でも受け入れることはできません。”

 

 

PFW Aerospace社のTubeInspectシステム

 

 

TubeInspectの特徴

 

・接触式測定機より5倍繰り返し精度が良い

・接触式測定機よりもばらつきが少ない

・TubeInspectはPFW社の高い要求精度を満たしている

・信頼性のある測定結果により、エアバス社がTubeInspect採用を許可

 

                                            
航空機業界は様々なパイプの試作品を多く作成する必要があり、ユニバーサルに採用できる計測機を採用するのが理想的です。それぞれのパイプにフィットするように調整する必要があり、かつ何年も保管しておく必要があるマニュアル治具はもはや解決策にはなりません。より効率性をあげる為にPFW社は初めて光学系の測定システムを調査し、それまで使用されてきた接触式システムとの比較を行いました。

 

光学系の測定

調査するにあたり、PFW社はAICON社のTubeInspectシステムが唯一市場にあるパイプ専用の光学系測定機ということで選択しました。TubeInspectはコストのかかる治具に完全に置き換えることができます。

 

2つの方法で計測システムを調査

計測システムの調査を行う為に、PFW社は最新の技術を使用した検査装置を含む2つの測定機を評価しました。最初のテストは、検査能力テストで作業者の技量による影響なしに検査システムの偏りやばらつきを検査することができ、キャリブレーションされたマスターを計測しました。平均、標準偏差と偏りを計測テストのシークエンスで計算することができます。

航空業界でのパイプ検査システムの適性について検査するにあたり、PFW社はリファレンスとしてDKDでキャリブレーションされたパイプを使用しました。このパイプを50回計測します。計測ごとにパイプを計測セルから取り出し、置くという作業をします。このテスト結果を元に、Martin Seibt氏は計測値がマスターパイプのリファレンスの値と合うかどうか、また測定結果のばらつきについて評価します。

 

最初の検査結果

結果は納得のいくものでした:TubeInspectで検査したベンディングポイントの数値は99.7%が0.36㎜以下の誤差値に収まりました(評価の目安は0.5mm)。また繰り返し精度は非常に満足のいくものでした。ランダムエラーは3シグマで±0.09mmで、それまでの計測方法と比較しても非常に良い値でした。Martin Seibt氏は結果を次のように評価しています:“TubeInspectは測定のばらつきが非常に少なく、また競合する他のシステムと比較しても測定精度が非常に高いです”。

 

2つ目の検査方法

2つ目の検査方法は“Gage R&R(Repeatability & Reproducibility) Study”という検査です。この計測検査は製造現場において、計測プロセスの繰り返し性と再現性を決定するもので、作業者による影響も含まれるものです。結果によって、その計測プロセスが計測タスクに適しているかどうかが決定されます。評価ではTubeInspectと接触式のシステムが検証され、4つのまったく違うパイプを3つの異なる取り付け方法で4人の違う作業者がテストしたときに結果がどうなるかを記録し、検証したものです。

合計で1システムごとに48回の検査が記録されました。

 

パイプ検査の様子

 

 

2回目の検査結果

Martin Seibt氏はこの検査結果について:“TubeInspectの特に繰り返し性におけるすばらしいパフォーマンスに驚きました。AICONのシステムは接触式のシステムよりも5倍よいパフォーマンスでした。私たちは固定の接触式の計測はパイプの形状を変えてしまい、結果としてエラーの原因を作っているということに気づきました。TubeInspectはポジショニング機能を使い、すべてのパイプを2回ずつ計測しています。この方法により、システムは非常に高い再現性を実現することができます。

 

結論

PFWはこれらの計測結果をAirbusに報告しました。この結果でPFW社はAirbusより製造工程にTubeInspectを設置することの許可を得ることができました。システムは現在ドイツのSpeyerにある工場で毎日使用されています。Martin Seibt氏は“AICON社の計測システムは、大きくなりつつある航空宇宙業界の要求を満たす、最新技術を兼ね備えています。他の計測機の製造者は技術的な限界に直面しています。我々はこのシステムの購入に非常に満足しています”とコメントしています。

 

 

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