機械手臂虛實整合的高精密研磨葉片案例分享
CSME 2023年會 暨第40屆全國學術研討會展示
飛機引擎葉片不僅具有複雜的曲面變化，對於葉片厚度的精度要求也極為嚴格。傳統的機器研磨方式無法達到這些精度標準，因此仍需依賴人工研磨才能符合規範。然而，人工研磨存在人為誤差風險，導致每日每人平均只能完成7-8片合規的葉片，生產效率低下。
案例亮點
利用3DEXPERIENCE平台的Surface Robot Programmer模組(簡稱RSG)，設定機器手臂的移動路徑並精確辨識曲面，結合數位雙生技術即時驗證製程，實現機器手臂自動化生產，以滿足飛機渦輪葉片的高精度要求，包括尺寸精度、厚度公差和幾何精度。這項技術將取代現有的人工研磨生產策略，大幅提升生產效率，降低人為誤差風險，並確保產品的一致性和高品質。
具體效益
1. 提升生產效率
人工研磨每天每位工人平均只能完成7-8片合規的葉片。這種低效率主要是由於機器噪音和熱產生火花與亮光對人體的危害，導致工人需要頻繁休息。根據實務經驗，人工研磨20分鐘後需要休息10分鐘，這大大影響生產速度。此外，人工研磨的葉片在曲度上存在差異，難以保證產品的一致性。
2. 提升產品質量和一致性
引入機器手臂後，每片葉片的生產平均耗時半小時，且機器能24小時工作。機器手臂的使用不僅提高了生產速度，還確保了每片葉片的曲度一致性，從而提升了產品的質量和一致性。這一改進直接影響飛機渦輪組件的整體壽命和耐用度，使其更加可靠。
3. 降低人工成本和工安風險
使用機器手臂替代人工研磨，減少了工人暴露在噪音與光害環境中的時間，降低了職業病和工傷的風險，也提高了工人的安全和健康水平。此外，減少人工操作和休息時間，使得生產流程更加連續和高效。
綜上所述，引入機器手臂進行葉片生產，不僅顯著提高了生產效率和產品質量，還降低了人工成本和工安風險。這些改進將對整體生產效益產生積極影響，為企業帶來長期的競爭優勢。
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