文章

激光跟踪仪技术如何提升航空航天工业的维护、维修和大修(MRO)

Laser Tracker Tech Enhances MRO in the Aerospace Industry
早年期间,在航空领域飞机总工程师也同时担任首席飞行员。这就自然而然地消除了航空早期糟糕的工程设计。- Igor I. Sikorsky,飞行员兼飞机设计师

Igor Sikorsky 是俄裔美籍的飞行员兼飞机设计师,为第一架旋翼飞机奠定了基础。他总结了航空航天业当时和现在面临的一个共同挑战:对飞机维护、修理和大修作业的迫切需求。

尽管 Sikorsky 有些冷幽默,但在现实世界中,您最不希望看到的,正是这位直升机发明家所描述的情况。虽然拥有一个敏锐的飞行员很重要,但在飞行中解决工程问题是一种糟糕的形式。理想情况下,故障排除应在飞机起飞或航天器升空之前的地面上进行。

如今,在制造业中被称为 MRO 的维护、维修和大修作业,已经发展成为一个独立的子行业。

全球市场估值为 6560 亿美元,预计到 2032 年将增长至超过 8000 亿美元,行业领导者有责任确保所有航空航天应用的最大安全性。广义上,MRO 指的是确保机械、设备和系统保持在最佳工作状态的过程和活动。这意味着当设备出现故障时会进行维修,并在需要时进行大修,以延长其操作寿命。

航空航天与3D扫描技术

MRO 在航空、汽车、制造和公用事业等行业中至关重要,可确保所有部件、组件和子组件的可靠性和效率。从日常维护任务到纠正性维修等所有内容都包括在内,涉及拆卸、检查、修理或更换部件,以及重新组装设备。

3D 激光扫描技术,凭借其数据采集速度快、结果准确、便携性强和性能的可重复性,成为航空航天工业的理想工具,这在一定程度上得益于正在蓬勃发展的新型公私合作模式,正在向着星辰大海进发。

现在,该行业在很大程度上已经弥补了最近的损失,下一步是增长。与任何制造应用一样,增长的核心是提高流量;更多零件能够更快地通过质量控制和检验,并加速 MRO 航空流程。激光扫描工具库中的一个关键工具是激光跟踪仪。

 

聚焦激光跟踪仪的深度分析

 

激光跟踪仪技术增强了航空航天工业的 MRO 能力

激光跟踪仪是一种精密测量设备,用于测量物体在空间中的精确位置。FARO® Vantage 激光 跟踪仪 等工具采用激光束来跟踪目标反射器或回射器。追踪器向反射器发射激光,然后测量激光束返回所需的时间。通过持续跟踪反射器的位置,激光跟踪仪能够精准地确定坐标。这些测量对于航空航天质量控制、校准和逆向工程需求至关重要。

非常适合大规模应用,具体的航空航天示例包括:

  • 引擎:对喷气式和涡轮螺旋桨引擎进行全面检查和修复,确保性能并符合安全标准
  • 起落架:维护和检查,以防止故障并确保安全起飞和着陆
  • 航空电子设备:升级和维修用于导航、通信和监控的电子系统
  • 机身和机翼:结构修复,包括修复裂缝和腐蚀
  • 液压系统:维护控制起落架、刹车和飞行控制表面部件

当然,航天器也需要进行对准和校准,这涉及推进器、推进系统、太阳能板、隔热罩、通信系统,以及各种不断变化和频繁更新的科学仪器。

与任何 3D 激光扫描工具一样,激光跟踪仪在确保零件精确对准方面非常实用。对于航空航天工业而言,这可能包括机翼/太阳能板、机身/航天器主体和引擎部件(如上文针对飞机所述)。这还可能涉及部件检查,以准确测量一般磨损(近地轨道再入速度可能超过 17,000 英里/小时,温度接近 4,500 华氏度)、工具和夹具校准(确保制造机器的机器在公差范围内),以及逆向工程,创建现有部件的详细模型以进行复制或改进。

对于 NASA 计划的阿尔忒弥斯月球任务,目前正在建造三艘猎户座太空舱,并且已经订购了第四艘。确保四个完全相同的航天器真正一致,激光跟踪仪这样的设备显得尤为重要。

 

保持“正轨”:软硬件协同

 

除了航空航天领域的特定应用之外,使用激光跟踪仪进行大型部件装配还有其他优势。其中最主要的是该设备操作简便,便于携带。与传统的坐标测量机不同,使用激光跟踪仪时,无需将待测部件移动到机器上。相反,您可以将机器带到部件旁。这减少了重新定位的次数,从而能够节省时间,并提高精度。此外,与 CMM 相比,激光跟踪仪的学习曲线较为平缓,使用起来更安全。

事实上,像 Vantage 激光跟踪仪这样的设备让现场测量变得非常简单和快捷,检查周期时间也因此缩短高达 75%。只需几秒钟即可将这些测量结果与标称 CAD 数据进行比较,这样,团队就可以做出明智的调整,或者信心十足地继续下一步。如上所述,像这样的速度改进会增加流量。这实际上极大地推动了整个航空航天产业的发展。

此外,软件兼容性也非常出色,尤其是能够与 FARO® CAM2® 软件以及许多第三方软件兼容。不过,FARO CAM2 软件专为与任何 FARO 便携式 CMM 配合使用而设计,让操作员能够捕获准确的测量数据,是航空航天质量保证和检查任务的理想选择。

该软件适合管理重复检查例程,具有实时趋势和统计过程控制 (SPC) 分析功能,其特点包括:能够同时使用多个测量装置快速测量大组件;在测量黄金部件(经验证符合所有设计规格和公差的原型或样品)时,提供值得信赖的 STL 文件格式的计量级网格划分;以及几何尺寸和公差 (GD&T),一种用于识别零件上特征的形式、方向和位置的公差限度的标准化方法。

FARO CAM2 也提供报告功能,能让组织向其内部的任何人员随时共享测量数据和结果。此外,它还通过一套用户友好的可适应视觉报告提供实时检查结果,同时提供对过程变化和警报的洞察。这有助于避免耗时的返工和昂贵的废料,使航空航天公司能够改进其维护、修理和大修操作。

 

即将着陆

 

激光跟踪仪技术增强了航空航天工业的 MRO 能力

即便拥有 Igor Sikorski 那样的博大智慧和技术远见,也很难想象他能够准确预测到,在他过世后的半个世纪里,世界会取得如此巨大的进步。

如今,航空航天工业已经相当成熟。一切始于一架精心打造的原型双翼飞机,以及时长为 12 秒,距离为 120 英尺,于 1903 年在北卡罗来纳州基蒂霍克进行的一次飞行,从某种意义上说(如果考虑到旅行者一号和二号宇宙飞船),已飞行超过 150 亿英里,并且里程还在继续增加。再近一点,美国联邦航空管理局报告称,其空中交通组织 (ATO) 每天处理超过 45,000 架次航班和 290 万名航空旅客,覆盖超过 2,900 万平方英里的空域。每年航班超过 1600 万班次。MRO 对如此严格的时间表的需求惊人,更不用说全球的机队了。

当然,在航空航天工业精彩故事中,飞行的里程和距离只是两个衡量指标。通常被忽视的是幕后工作;为确保每架飞机和每个航天器都适合飞行而投入的时间、精力和努力。MRO 是使这一切成为可能的子工业。

3D 激光扫描工具,如激光跟踪仪,特别是 FARO 的激光跟踪仪,正在从根本上帮助提高各种飞行器和航天器的安全性。不仅如此,它们还协助航空航天工程师在持续努力减少返工、浪费和废料、节省时间并提高流量,以便整个行业能够继续进步。

Sikorsky 可能未曾预见到当今的技术。但是,当他赞扬我们近乎奇迹的产品背后的人类智慧时,他是非常正确的。

“创造性工作…仍然是推动人类进步的一个极其重要的因素。个人的工作仍然是推动人类前进的火花。”

准备好将您的航空航天 MRO 过程提升到新的高度了吗?

了解更多

意识
工程与设计
生产与装配
质量控制和检测 (BP)
产品设计与工程
生产、制造和装配
质量控制和检测
航空航天
汽车
国防
重型设备
金属加工、机械与装配
采矿
激光跟踪仪
软件 - 测量与质量控制
FARO
Vantage
制造
文章

订阅我们的时事通讯以了解最新信息。

相关内容

筛选

筛选

WEBINAR RECORDING- ROA

Meet the New Focus Premium Max Laser Scanning Solution

Watch this webinar to learn how 3D technologies assist with geospatial, construction, and engineering workflows for enhanced efficiency and better project outcomes.
WEBINAR RECORDING- AUS/NZ

Meet the New Focus Premium Max Laser Scanning Solution

Watch this webinar to learn how 3D technologies assist with geospatial, construction, and engineering workflows for enhanced efficiency and better project outcomes.
Video

Scanning with Focus Premium Max & FARO SCENE Integration

Discover FARO SCENE, the leading 3D laser scanning registration software for surveyors and specialty trades. Featuring interactive scan registration, hybrid registration, and advanced tools, SCENE redefines 3D workflows with seamless geo-referencing, powerful error correction, and export flexibility.
ARTICLE

How LiDAR Is Becoming an Essential Tool in Forestry

FARO explores the many applications of LiDAR in forestry and how mobile scanning technology is changing the forestry sector.