有效的维护和升级保持龙门磨坊飞行

Ed Fenn说:“除非我们得到包括运营商在内的所有人的意见，否则改造计划将会受到影响。” 资料来源:Spirit AeroSystems

与大多数制造商一样，航空零部件供应商也在艰难时期寻求提高生产率和利润的方法。位于堪萨斯州威奇托的Spirit航空系统公司是波音和其他飞机制造商的主要供应商，几十年来一直遵循这一战略。改造/机加工车间运营设施经理Ed Fenn和他的改造和机加工车间专家团队创建了一个系统的预测性维护计划，并对生产许多飞机结构部件的大型多轴龙门铣床上的控制、电机、驱动器和其他部件进行持续升级。因此，Spirit在没有购买新机床的资本投资的情况下实现了大幅的生产率提高。

在Fenn的指导下，自1982年以来，该团队已经对各种机床进行了275多次改造。芬恩最初在波音公司帮助建立了这个团队，并在公司分拆成立精灵航空公司后留在了公司。正如他所解释的那样:“我在索尼工作了五年，看到了他们的运作方式，一直密切关注着流程标准和质量。当我加入这家公司时，波音公司已经实施了持续质量改进(CQI)，这让我进一步了解了如何在我们的机器评估过程中获得更系统化的方法。”芬恩自豪地将这一过程的演变称为“一块煤变成了一颗钻石，这就是我们公司今天的过程。”

他把这个过程描述为基层标准的制定，从他的团队中的关键人物开始。首席机械技师里奇·亨利(Rich Henley)和首席电气技师迈克·斯宾塞(Mike Spencer)与埃德的助手妮可·杰伊(Nicole Jay)合作，尽可能地简化流程。目前在工厂的575台机床中的每一台都在预测性维护计划下进行监控。通过这个程序，所有机器参数都被密切监控，直到需要对机器进行改造或彻底检修的那一天。通过这样做，Spirit节省了数百万美元的新资本支出，同时实际上提高了其机床机队的性能。

保持磨机转动

几家辛辛那提(现为MAG/Cincinnati)龙门工厂是制造大型金属飞机部件和材料处理结构(如机舱)的关键，这些都是Spirit公司内部制造的。最初配备西门子Acramatic控制，先进的Sinumerik 840D数控平台的前身，现在在这里的大多数机床上使用，这些龙门铣床加工大多数金属零件，主要由各种等级的铝，钛和工具钢制成。

芬恩解释说:“由于我们定期升级我们的机器控制，以及电机和驱动包、齿轮箱、主轴、编码器和龙门铣床上的柱结构，我们在所有这些方面都取得了更好的生产率。”“这是我们采用更新的控制装置的结果，这些装置具有更快的处理速度，以及更高精度的定位驱动器、直线电机和编码器技术。老实说，我们对供应商的要求很少，因为我们维护着所有可用技术的大量信息数据库。”

鉴于飞机部件的奇怪形状和复杂曲线，该行业的数控铣床需要复杂的编程能力来创建这些轮廓。

几条直线

为了进一步提高机器精度，Spirit是业内第一家运行NURBS(非均匀有理b样条)控制的公司，这是转换定向(TRAORI)的基础，该过程允许精确的体积补偿加工，这在航空航天零件生产中至关重要。由于典型的金属飞机部件几乎没有直线，因此需要在工件表面进行极其精确的五轴同步转换。这确保了符合规格的零件具有可接受的完成特性，执行和实时监控的准确性。根据Fenn的说法，Spirit在实施这项技术方面走在了前面。今天，精神铁路所有的辛辛那提线和亨利线(现在的森林线)的五轴和六轴机器上都安装了它，所有这些机器都经过了这里的团队的改造，其中一些已经改造了好几次。

“在Spirit的一些大型机器上，例如我们的Brötje铆钉机(用于将机身连接到梁和肋骨)，西门子Sinumerik 840D的所有轴和辅助设备控制能力都可以发挥作用，”Fenn谈到CNC技术目前几乎用于他的团队的所有改造。其他设备，如铆钉机，液压机和机器人材料处理设备设备经常得到改造与这个数控，以及plc和其他控制齿轮。

在创建用于评估的运行模拟程序时，Fenn通常使用在线工具，如WebEx和pcAnywhere来监控和供应商通信。这使他的团队能够预先确定机器和过程中涉及的建议改造的最佳解决方案。

积极接受新技术

波音公司一直积极鼓励其零部件供应商和机器制造商将这种技术用于工艺改进策略。由于芬恩在常驻CNC上维护每台机床的所有必要文件，因此个人操作员始终可以访问任何机器上的文件。该协议关闭了芬恩认为的关键需求的循环。

“除非我们得到包括运营商在内的所有人的意见，否则改造计划将会受到影响。芬恩解释说:“我的团队从了解机器上的每个领域(从控制设置到电气柜周围的访问方式，甚至是零件夹具)的工作原理和工作原理中受益匪浅。”

他在这里一家工厂的三台相同的龙门磨机上展示了这一重要交换的结果。其中一家是新建的，另一家是由外部承包商改造的。Fenn和Spirit号机组人员在没有外部帮助的情况下对第三艘进行了改造，但遵循了通过制造商、控制供应商、其他供应商，特别是Spirit号机器操作员之间的互动开发的常见性解决方案。

Spirit严格监控机床性能，包括振动和热特性，收集数据供CBM团队工程师评估。在这个11,119,000平方英尺的校园里，总共有超过25,000个点被监控。在整合Spirit公司使用的最新技术时，这一监测程序尤其有用。Spirit公司是波音787和其他飞机结构的复合纤维胶带铺设机。Spirit公司的光纤胶带铺设机在洁净室环境中运行，为航空航天工业生产复合材料。这台巨大的机床需要610立方码的混凝土浇筑基座。然后，在安装好的机器周围建立了建筑物。

还不如新

组装飞机机身需要在屋顶下有大量的开放空间。

大型龙门磨机的典型改造可能需要100万美元或更多，但这只占新机器成本的30-40%。芬恩说:“我们保留钢材，替换其他所有部件。”不过，他指出，最近对亨利线(Henri Line)五轴机床的z轴立柱进行的改造，达到了新机床的50%左右。尽管如此，他相信重建后的表现和新机器一样好。“勇气”号改装团队的目标是让重建的机器以最高效率工作10年，但技术进步或机器损坏可能会缩短这一目标。芬恩补充说:“在过去的20年里，控制技术已经发展得如此之快，如果我们还停留在固定的时间模式来改造我们在这里操作的任何机器，那将是愚蠢的。”

作为改造过程的先驱，Spirit团队可能会进行各种辅助研究，考虑软件开发，CNC自适应控制方案，甚至是机器基础的材料组成，以提高稳定性和减少振动。

如果改造的价值胜过更换给定的机器，则团队开发采购包，并通过公司采购启动购买。在Spirit，为机床安排脱机时间是一项主要责任，因为飞机机身的制造需要许多部门协同工作的精确集成。

当改造项目的预算最终公布后，Nicole Jay准备了成本、时间、材料、人工、质量检查的流程图，以及完整的交钥匙项目完成时间表。该部门的40名工作人员每周召开一次状态会议，以监测进展情况。

大型支承铸件

为支持改造操作，可提供机械车间，电机/泵维修车间，制造/焊接车间和检查区域。此外，现场还有物料搬运设备，以便搬运大型机器通过车间。芬恩说，他的团队成员对他们在最复杂的硬件和软件领域以及重金属加工和制造领域工作的能力感到自豪，而不会失去他们的客户。最近，他们设计了一个在电气柜内标记I/O模块的系统，简化了维修人员一项相当繁琐的工作。

该部门还提供所有文件备份、软件验证、环境影响数据、报警代码序列、产品生命周期管理数据和维护记录。

正如整个航空航天工业一样，复合材料技术正迅速对机器制造商、车间操作和控制人员产生巨大影响。Spirit也不例外，在先进复合材料的构建和加工方面处于领先地位。改造团队在这里发挥了关键作用，因为他们重新配置了一台已有25年历史的辛辛那提机床，以处理支持复合结构的硬金属部件。变化包括新的控制系统、冷却系统、液压系统和全新的操作站。改装团队还改装了第一台英格索兰纤维贴片机，与英格索兰合作，这台机器生产了波音787的第一部分，除了梁和肋骨外，整个机身都是复合材料。

芬恩反思道:“我们挖掘人们的才能，我们总是从错误中吸取教训。我们唯一的限制是我们的想象力，如果用规则来调和，总是会产生一个更好的系统。”

作者信息

唐·特罗特是西门子航空航天公司的客户经理。打电话给他。don.trotter@siemens.com。

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。