Mission Support 公司的質量保證經理 Richard Hansen 說：“運用 Faro Arm 和 Verisurf CAD 生產及檢測系統是我們的明智之舉。FARO Arm測量臂和 Verisurf 軟件為我們提供了一套完整的逆向工程、制造和檢測解決方案，并且提高了我們所有產品在質量方面的精度、一致性和可靠性。”

 
FARO Arm測量臂

Mission Support 公司在業界率先將鈑金加工與現代 CAD/CAM 尺寸標注技術相結合，以 提高生產能力。在對美國空軍的舊飛機部件進行實時 CAD/CAM 數字式制造和檢測方面，該公司也一直處于領先地位，并且不斷地推陳出新。作為美國國防部和幾家主要商業航空公司的倉庫級大修服務提供商，Mission Support 公司（MSI）自 1990 年開始一直從事飛機部裝的修理/大修和制造業務。

 
FARO Arm測量臂

MSI（www.missionsupport.us）為美國國防部提供飛機機體結構件、飛行控制裝置，以及相關的驅動系統、空中加油、起落架和其他飛行關鍵部件的大修和制造服務。MSI 位于猶他州 的克利爾菲爾德市，它不僅是一家通過 AS9100/ISO9001:2000 認證的制造商，還是飛機維護、 修理及大修中心（MRO）以及 FAA 認可的修理站。

MSI 與美國空軍簽訂了一份關于對 B-52“同溫層堡壘”（Stratofortress）轟炸機上的發動機旁通管進行大修的合同。在合同履行過程中，該公司面臨的最大挑戰是缺乏足夠的技術數據，因而 導致大修后的旁通管在裝配緊密度和一致性方面出現問題。

在解決這一難題時，MSI 將多年累積的鈑金技術專長與現代 CAD/CAM 技術相結合。下面將 介紹 Mission Support 公司如何利用FAROArms測量臂和 Verisurf 數字 3D CAD 軟件來解決有關這些 發動機旁通管的幾個不同的生產問題。

問題

 
FARO Arm測量臂

此照片顯示了發動機旁通管“之前”的狀態，在進行逆向工程之前，很多旁通管沒有與配對部件正確對齊。在大修期間，MSI 經常要進行一套完整的拆卸/重裝作業，基本上對 B-52 轟炸機的發動機旁 通管進行了再造。這些發動機旁通管中的大部分都已經在飛機上使用了30 年以上，而且很多都 已經扭曲變形并且遭到腐蝕，因此使用原來的硬模方式進行修復已被證明行不通。

盡管他們通常具備來自OEM 的原裝硬模和夾治具，但這些工具非常笨重、精度達不到要求， 而且相關的 Mylar 數據也不完整。由于舊工具的精度不足以在OEM 圖紙的容差范圍內確定關鍵 連接點的位置，因此很難對所需的零件進行重建。此外，制造商最初用來打造這些零件的很多上 游和下游模具已經不存在了。即便如此，在沒有更好的替代方法的情況下，MSI 多年來仍一直使 用這種舊的模具對此類結構進行大修。

隨著用于檢測的尺寸標注技術的不斷改進，Mission Support 公司發現越來越難利用原來的硬模來 生產合格的產品，即便是這些工具經過了校準。有關現場裝配問題的報告越來越多，這說明MSI需要一個更好的解決方案。美國空軍決定將B-52轟炸機的使用期限再延長 30 年，因此必須按照 更嚴格的容差標準對大修后的部件進行重建。顯而易見，MSI需要應用一個更好的解決方案。

解決方法

解決這些問題的第一步是利用逆向工程將現有的技術數據轉換為CAD格式。Mission Support公司對可用 的聚酯薄膜 進行了精確 的尺寸掃描 。 Mission Support 公司 運用 FAROArm®測量臂，使 Verisurf® CAD軟件在“逆向工程模式”下工作，從而得到了舊的母模的點云剖面。然后，他們手動輸入了盡可能多的現有模具圖紙的數據，并最終得到了所有 6 種旁通管結構的3D CAD 實心體模型。MSI接著對原來的裝配夾治具進行了校準，隨后修改了旁通管本身的制造過程，最終使得CAD/CAM技術得以運用在生產流程的各個層面上。這些措施有效地解決了美國空軍在現場遇到 的所有關鍵連接點和輪廓的裝配問題。對原來的母模進行逆向工程，使之轉換為 CAD。 這些旁通管是體積龐大的鋁制鈑金總成（一般尺寸為 3’到 5’），由于在飛機上使用了數十年。

 
FARO Arm測量臂

因此有很多固有的變形和損壞。最初CAD 數據被專門用來評估送抵現場的發動機旁通管的損壞情況以便進行大修，同時FAROArm測量臂被用來對加工后的旁通管進行檢測。在生產過程中，MSI 繼 續使用硬模來重建旁通管。然而，以這種方式生產的旁通管很少能通過檢測，因為使用硬模只會 使它們的容差接近.060”，而要求的容差精確到+/- .010”。

 
發動機旁通管結構

 
經過逆向工程的所有6種（左右）

為了提高重新連接至旁通管的零件的定位尺寸精度，Mission Support 公司的生產人員嘗試使用FaroArm測量臂完成所有定位作業。最終，他們開發出了多個生產工藝，在生產流程中使用FAROArm測量臂“虛擬工具”取代硬模來重建這些發動機旁通管。

Mission Support 公司的質量保證經理 Richard Hansen 說：“使用FAROArm測量臂取代硬模來完成所 有零件的定位取得了立竿見影的效果。這些零件的制造和檢測過程變得更加精確，我們從此一直采用這種解決方案。”

現在，Mission Support 公司使用 FaroArm測量臂來同時滿足其生產和QA檢測需求。FaroArm測量臂是一款便攜式 CMM，可以直接在生產車間使用，其精度標準可媲美傳統的 CMM。MSI 擁有好幾套 測量臂，并將它們與 Verisurf 軟件一起使用，對部件進行定位并創建輪廓和剖面。通過使用FaroArm 硬件和 Verisurf 的CAD軟件，MSI不再需要任何硬模，而是使用FARO測量臂數據將制造中 的零件與完美的數字CAD標稱值進行比較，從而對所有零件進行重建。

自從開始運用該系統之后，發動機旁通管尺寸的持續合格率得到了提高，在裝配過程中沒有 發生任何質量缺陷。由于該解決方案大獲成功，Mission Support 公司贏得了一份向美國空軍提供 這些旁通管的唯一供應商合同。

然而，在生產過程中向 FARO技術過渡并非一帆風順。在該技術的實施過程中有過很多痛苦 的嘗試和錯誤。生產部門最初不愿意使用這項技術，但經過培訓后的 MSI 技術人員發現使用FAROArm測量臂來重裝旁通管不僅減少了檢測失敗的次數，而且提高了產品的質量。

生產部門現在對使用FaroArm測量臂推崇備至，因為發動機旁通管的每個零部件都可以使用虛擬工具（FAROArm）進行定位和控制，而且不再需要使用硬模。

運用 MIS 開發的這套系統進行旁通管的重建使該作業變得更簡單、更快捷、更精確，提高了 生產部門使用新的鈑金部件對旁通管進行大修時的作業效率。在這個獨特的過程中，Mission Support 公司經驗豐富的鈑金技術人員首先使用舊的鈑金加工工藝 對零件進行手工建模和成型，然后使用FARO和 Verisurf 實時顯示所有剖面、修邊線和連接點應 處的位置，從而實現了傳統手工制作鈑金鋁制品加工技術與全新CAD/CAM 技術的完美結合。

 
FARO Arm測量臂

使用 FaroArm測量臂根據CAD實心體模型確定配對引擎罩的修邊線 在生產部門完成旁通管的重建之后，MSI 的質量保證部門使用配備 Verisurf 軟件的FAROArm測量臂進行旁通管的檢測。每一根序列化的發動機旁通管都會得到一份專門針對所有關鍵連接點和剖面 的報告，從而向政府的QAR代表說明其已通過驗收，并作為其尺寸符合性的最終證明。

Hansen 說：“該系統在MSI的運用一直非常成功。自從采用了該系統之后，這些旁通管的質量一直保持零缺陷，使每一根發動機旁通管的裝配都在要求的容差范圍內保持一致性和精確性。”

使用 FaroArm測量臂根據CAD實心體模型確定配對引擎罩的修邊線 在生產部門完成旁通管的重建之后，MSI的質量保證部門使用配備 Verisurf 軟件的 FAROArm測量臂進行旁通管的檢測。每一根序列化的發動機旁通管都會得到一份專門針對所有關鍵連接點和剖面 的報告，從而向政府的QAR代表說明其已通過驗收，并作為其尺寸符合性的最終證明。

Hansen說：“該系統在 MSI的運用一直非常成功。自從采用了該系統之后，這些旁通管的質量一直保持零缺陷，使每一根發動機旁通管的裝配都在要求的容差范圍內保持一致性和精確性。”

 
FARO Arm測量臂

 
FARO Arm測量臂

Mission Support 公司對綜合運用了FARO與Verisurf 硬件和軟件的這種全新的生產技術充滿信心，甚至看到了將同樣的技術運用在其它更舊的飛機上的市場前景。

Hansen 說：“我們對 FaroArm測量臂感到十分滿意，美國空軍也對B-52 轟炸機的發動機旁通管 的所有裝配問題得以解決感到很滿意。我們在檢測和生產的各階段都使用了FARO測量臂，包括最初的 尺寸評估、B-52 轟炸機的發動機旁通管的拆解和檢測、部件的重建、形成特征平面圖，以及生產和最終的QA檢測。我們還使用FaroArm測量臂和 Verisurf 對很多可能缺乏技術數據的舊部件進行 逆向工程，使用CAD 數據通過 CNC 再造新部件，并在使用前對成品部件進行檢測。” 正如他們所說的那樣，事實勝于雄辯。在幾架位于巴克斯代爾空軍基地的 B-52 轟炸機的機 翼上，MSI 對利用這種借助 FAROArm測量臂進行旁通管生產和檢測的系統所制造的首批發動機旁通管 進行了測試。測試結果顯示，連接點和剖面都正確地裝配到飛機上。在安裝完首批部件中的一個 部件之后，巴克斯代爾空軍基地的一名美國空軍技術人員表示，新的旁通管“剛好合適”。

 
照片顯示用FARO Arm系統建造“之后”的旁通管狀態及其剖面和連接點目前的正確配置方式

對于 Mission Support 公司而言，FAROArm測量臂大大提高了其產品的一致性及其整體質量。生產和檢測變得更簡單，產品的生產和檢測精度變得更高，這帶來了巨大的價值，更不用說極高的 客戶滿意度了，因為他們現在解決了曾經非常棘手的難題。

過去，對這些旁通管上的部件進行定位和形成剖面要花費生產部門幾周的時間，現在只需幾天就能完成。雖然很難精確計算，但隨著生產部門花費在旁通管大修上的時間的減少，MSI 預計在 B-52大修合同期內可節約高達 10 萬美元的費用。

Hansen 說：“運用 FaroArm測量臂和 VerisurfCAD 生產及檢測系統是我們的明智之舉。FaroArm測量臂和 Verisurf 軟件為我們提供了一套完整的逆向工程、制造和檢測解決方案，并且提高了我們所有產品在質量方面的精度、一致性和可靠性。我們發往美國空軍的每一根序列化的發動機旁通管都 附有一份記錄了FaroArm測量結果的報告以證明其合格。我們可以自信地說，這些零件將會在 其要求的容差范圍內裝配到飛機上。現在，我們也開始使用 FaroArm測量臂為其他合同進行零件的逆 向工程和檢測，事實證明 FAROArm測量臂對作為其運用對象的每個產品和應用都非常有效。”

 
經過逆向工程后的KC-135加油伸縮管裝置的通用加油嘴正在接受FARO Arm的檢測

由于使用CAD/CAM 系統和 FaroArm測量臂的 B-52 轟炸機發動機旁通管解決方案大獲成功， Mission Support 公司最近從美國空軍那里獲得了一份新的針對 A-10 攻擊機修理和大修計劃的 政府合同。該合同將把 FARO虛擬CAD/CAM 工具解決方案向前推動一大步。對于進倉的 A-10 攻擊機的結構件，首先將使用FAROArm測量臂和 Verisurf 軟件實時進行逆向工程，然后重建這些結構件，使其恢復到從飛機上拆下后的剖面和外形尺寸。由于A-10上的很多配對部件不一致，因此 在重建和大修之前，必須將它們“量身打造”成裝配在飛機上時的尺寸。

 
由原始母模經過逆向工程后的B-52轟炸機的發動機旁通管的驗證剖面

這種逆向工程以及對標定目標進行處理時的靈活性只能在數字CAD/CAM 環境下實現，在該領域 Mission Support公司證明了自己不愧為創新者和業界領袖。