為航空業提供精密鉚接

故事開始于二次世界大戰期間一名工程師和一項大大加速飛機生產的發明——Gemcor公司的創始人Thomas H.Speller Sr.發明了之后成為飛機裝配業標準的Drivmatic自動鉆鉚機。

該公司從1937年成立開始就一直不斷努力鉆研高精度的新一代技術，以改進航空業全電動緊固系統。數以千計的機器已運往全球各地的航空公司，許多舊型號現在仍在運行。Gemcor擁有專利的滾柱絲杠技術廣泛用于機身裝配和機翼自動鉆鉚系統，以及專門的應用如機艙鉚接和連接。

自動化以及移動式測量

Gemcor擁有超過100項專利，通過在其鉚接解決方案中開發和實施機器人技術來保持自身的高度競爭力。這個高技術平臺在過去五年當中已經加入了移動式計量的使用。為了確保每一個定制化飛機裝配設備的頂級性能，他們采用激光跟蹤系統來執行控制點（關鍵特性）的高精度測量。

在采用這些技術之前，Gemcor的工程師通常依賴于像經緯儀這樣的光學技術。雖然可以完成這項工作，但是檢測結果可能會受到用戶影響，并且缺乏可重復性。

激光跟蹤系統的使用已經影響到其整個機器制造過程。該公司在節省時間方面獲得了令人矚目的進步，這正是此項技術轉型的最大收益之一。

3個工人使用經緯儀需要近六周時間來安排好機器的跟蹤系統。而采用激光跟蹤系統，相同的過程只需要不到一個星期的時間，而且只需要兩個技術人員。Gemcor在現場安裝和調度方面獲得了效率提升，整個過程大約能節約一個月的時間。

并非小事

Gemcor制造部門的7 名員工已經被培訓使用一臺購自Hexagon Manufacturing Intelligence的Leica Absolute Tracker AT401跟蹤系統，并在2015年初集成了一臺Leica Absolute AT930跟蹤系統。由于激光跟蹤儀的大測量尺寸，操作員可以獲得近30呎遠的檢測數據。如果激光跟蹤儀位于中心位置，那么不需要在車間內移動設備就可以完成一次完整的檢測。

Gemcor的團隊廣泛使用AT401的水平功能，這是提升激光跟蹤儀的速度和結果的核心。對于必須確保水平的大型機器裝配線的安裝，這項功能是必不可少的。Gemcor的質量技術員最初用水平儀來檢查軌道組件——Gemcor機器的基礎，驗證激光跟蹤系統的測量是具有可重復性的。

安裝

制造部門經理Alan Roper負責監督車間和安裝，他說：“每個Gemcor機器都是為每個客戶的現場規格定制的。激光跟蹤是獲得可記錄以及可重復的數據的最有效方式。當我們到現場去裝配一臺機器時，我們會把跟蹤系統帶過去。從本質上說，激光跟蹤系統用于使機器匹配工程部提供的幾何尺寸及公差。我們將這些激光跟蹤儀帶到了世界各地。例如現在就有一臺在中國，另一臺剛從巴西回來?！?br/>
使用移動式三坐標測量機(PCMM) 可以驗證裝配的每個階段。從一開始機器跟蹤模式的安排，然后使用激光跟蹤儀來安裝地板軌道，使這些組件保持水平和垂直。完成以后再裝上托架，并進行測量以確保軌道上組件的水平和垂直。之后，使用PCMM來幫助建造大型底座和垂直于機器X行程的兩個大立柱。技術人員對機器及其大框架進行旋轉和線性校準。

框架的旋轉軸每旋轉10°就測量關鍵控制點，并與重力數據進行比較以完成機器校準。機器的水平公差保持在0.005"以內，主軌道上的直線度保持在0.025"。Gemcor也部署了激光跟蹤儀用于機器人系統的校準。一旦整臺機器安裝完成，技術人員就要測量關鍵控制點來檢查機器人及其控件之間的差異，如有必要則要調整運動特性。

工程師用CAD創建Gemcor機器每一個零部件的模型，從而創建了一個從設計到檢測的數字線程（digital thread）。在建造過程中的每一步都使用激光跟蹤儀來將組件或裝配與其CAD模型進行比較。在完成以后，用PCMM數據驗證和設置CNC應用的所有起始位置，將這臺機器直接集成到客戶的組裝機翼和機身的項目中。在此過程中，三維坐標測量數據與CAD模型進行比較，然后提供給CNC數控程序員。這就完成了拼圖的最后一塊。

“Gemcor鉚接系統的可靠性已經建立起卓越聲譽，在精度方面的額外增加意味著飛機質量和安全的提高，”Roper說，“精度的絕對增長讓我們機器愈加精密，表現更加出色。齒輪箱內的所有組件以更高精度對齊，性能水平進一步提高?！?br/>
檢測軟件

Roper曾接受過PCMM的培訓，并為公司開發了原始測量程序。在為期一周的培訓結束時， 他計劃將這個技術集成到裝配中。他認為HexagonMetrologyU及其在線課程對于培訓新員工有很大幫助。教學視頻是一項有價值的工具，可以說明激光跟蹤儀和其他操作的設置。對于Roper來說，使用由Hexagon Manufacturing Intelligence開發的PC-DMIS檢測軟件是一種新鮮的體驗，他學習了一系列課程來掌握該程序。

“學習曲線可以為那些沒有計算機或CAD背景的人提供助力?；镜挠嬎銠C技能以及對幾何的理解對新用戶來說是真正的關鍵，”Roper說，“我們可以在幾個星期內教會他們運行該軟件，并定制化他們的檢測報告?！?/p>

Gemcor的檢測策略通常涉及大量的重要數據。在一個單獨的跟蹤系統內，激光測量的例行程序需要涉及75至100個關鍵控制點，來生成最后的報告。技術人員在項目完成之前將會獲得數千個點的數據，并使用PC-DMIS軟件來制作報告。每一個安裝部分都生成一份新的報告，而每臺機器將會有10個綜合性報告。質量團隊可以立即將測量數據發送給工程部。定制化的計算機報告能顯著簡化這一過程。

Gemcor的技術人員還使用來自Hexagon Manufacturing Intelligence 的ROMER Absolute Arm來檢查外殼內的組件，那里沒有視距測量。這個坐標測量設備同樣使用了PC-DMIS檢測軟件，來幫助操作人員縮短學習曲線。在機器車間，用儀器檢查關鍵零部件，檢查孔的尺寸和位置。

“我們在自己的工廠展開移動式計量的進步始于2011年，主要是集成了激光跟蹤儀測量。我們因而改進了整個機器的性能，”Gemcor的運營總監Gary Szymkowiak說，“客戶對質量的要求日新月異。我們的機器在每個階段都具有很高的可靠性。我們現在正穩步向裝配檢測和在線檢測的更高水平前進。我們測量工具的可移動性將幫助我們提升全部潛力?！?/p>