2014年4月

Flow International Corporation（福祿國(guó)際股份有限公司）為其復(fù)合材料加工中心 (CMC) 選用了雷尼紹HS10和HS20激光尺。在對(duì)長(zhǎng)達(dá)40 m的復(fù)合板進(jìn)行一周的加工過(guò)程中，這些激光尺沿X軸移動(dòng)時(shí)，加工工件的精確度高達(dá)百萬(wàn)分之一。

Flow International Corporation（納斯達(dá)克：FLOW）的復(fù)合材料加工中心 (CMC) 對(duì)40米長(zhǎng)復(fù)合材料機(jī)翼蒙皮的單次安裝加工一舉獲得成功，而在長(zhǎng)達(dá)一周的加工周期中，保持長(zhǎng)軸精度的關(guān)鍵因素之一就是雷尼紹HS10/HS20激光尺。激光尺及其組件RCU10實(shí)時(shí)補(bǔ)償單元測(cè)量距離的精度達(dá)到激光干涉儀的水平，在CMC的X軸上可實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)分之一的定位精度。使用安裝在機(jī)床上的傳統(tǒng)光柵尺時(shí)，必須對(duì)各種誤差因素進(jìn)行補(bǔ)償，而激光尺則消除了這一弊端。

CMC是Flow開發(fā)的一種新型機(jī)床，旨在滿足航空航天工業(yè)生產(chǎn)尺寸偏差極小的大型工件的需求?！皽p少工件尺寸偏差是整個(gè)行業(yè)的目標(biāo)，”Flow航空航天總監(jiān)Mark Saberton解釋道?！澳康氖菧p少裝配時(shí)間、工作量以及機(jī)床加工。OEM希望消除裝配過(guò)程中因?yàn)樾枰夼涠黾赢a(chǎn)品負(fù)荷和延長(zhǎng)加工時(shí)間的問(wèn)題。他們希望送到裝配車間的工件無(wú)需使用夾具和墊片就能夠達(dá)到裝配公差要求。重量也是一個(gè)問(wèn)題。減少飛機(jī)工件的偏差可確保更好地控制飛機(jī)的最終重量?！?

Flow建立的CMC是經(jīng)高壓蒸汽處理的復(fù)合材料工件的一站式加工中心。其可用作中置導(dǎo)軌龍門結(jié)構(gòu)或雙立柱移動(dòng)式機(jī)床。龍門采用單個(gè)龍門上配備兩個(gè)滑枕的設(shè)計(jì)，每個(gè)滑枕分別帶有一個(gè)五軸擺頭，其中一個(gè)滑枕用于超高壓水射流切削，另一個(gè)用于傳統(tǒng)的高速切削。CMC只需一次安裝即可完成機(jī)翼蒙皮的所有精加工：裁切、鉆孔、切削、表面銑削、標(biāo)記和檢測(cè)，使工件離開機(jī)床時(shí)直接就可進(jìn)行裝配。該機(jī)床被全球的空客合作伙伴廣泛使用。

模塊化CMC提供6到50 m長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)X軸及定制尺寸?！斑^(guò)去我們總是在X軸上使用鋼帶柵尺，而安裝在機(jī)床上的光柵尺長(zhǎng)達(dá)30到50 m，這會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，并且使熱補(bǔ)償變得更加困難，”Flow高級(jí)電氣項(xiàng)目工程師Todd Fuchs解釋道。“即使在裝有空調(diào)的廠房，在130小時(shí)的加工周期中，機(jī)床在超過(guò)40米長(zhǎng)的范圍內(nèi)的溫差也比較大。在光柵尺本身與機(jī)床基體變化之間，誤差因素過(guò)于復(fù)雜。HS20激光尺提供了在這種長(zhǎng)軸上獲得精確反饋的最簡(jiǎn)便方法?！?

CMC通過(guò)在其龍門兩側(cè)的齒條和小齒輪傳動(dòng)裝置，利用兩側(cè)分別配有激光尺的獨(dú)立工作的X軸反饋，按主從定位的方式工作。激光尺放置在傳動(dòng)系統(tǒng)附近防護(hù)罩下的導(dǎo)管中，管中通有潔凈、干燥的空氣，確保獲得穩(wěn)定的測(cè)量值，并防止空氣中可能的碎片引起激光束“斷光”。

Flow共有24條機(jī)床軸采用了雷尼紹的HS10激光尺和其替代產(chǎn)品HS20。在雷尼紹工程師的幫助下，F(xiàn)low已在德國(guó)、西班牙、法國(guó)以及英國(guó)的工廠完成激光尺安裝。這兩種激光尺均采用相同的激光干涉測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)被機(jī)床校準(zhǔn)專家用于線性誤差測(cè)量和補(bǔ)償，不同之處在于激光尺取代了玻璃/鋼帶配件和細(xì)分裝置，作為機(jī)床的永久柵尺。

與鋼帶柵尺或玻璃柵尺不同，激光尺系統(tǒng)不具有可在長(zhǎng)軸上“累積”的短期誤差，并且其1 m/s的測(cè)量速度能夠適應(yīng)當(dāng)今快速運(yùn)動(dòng)的機(jī)床。HS20按IP43的標(biāo)準(zhǔn)密封并經(jīng)過(guò)硬質(zhì)氧化處理，可在惡劣的加工環(huán)境中提供全面保護(hù)?！?0 m龍門的X軸可重復(fù)性技術(shù)指標(biāo)為0.0381 mm，基本等同于機(jī)床校準(zhǔn)所用的激光干涉儀，” Fuchs說(shuō)道?！巴瑫r(shí)，激光尺的分辨率是鋼帶柵尺的兩倍，而同一尺寸和類型的其他機(jī)床無(wú)法利用這一分辨率。“

工件測(cè)量對(duì)安裝和序后測(cè)量起著決定性作用

X軸定位精度是工件測(cè)量的另一要素，對(duì)切削過(guò)程至關(guān)重要。CMC使用雷尼紹RMP60觸發(fā)式測(cè)頭在安裝過(guò)程中對(duì)工件進(jìn)行定位，并在加工后確定最終尺寸?！皺C(jī)翼蒙皮等部分工件在加工前的價(jià)值就高達(dá)近100萬(wàn)美元，” Fuchs強(qiáng)調(diào)說(shuō)?！斑@些工件在剛放置在機(jī)床上準(zhǔn)備加工時(shí)，極少與CAD模型吻合，因此我們?cè)诩庸で耙M(jìn)行全面測(cè)量，并完成大量的最佳擬合計(jì)算?！?
 

該觸發(fā)式測(cè)頭設(shè)計(jì)精巧，能夠到達(dá)并測(cè)量機(jī)床主軸可接觸的工件加工的任意點(diǎn)。多測(cè)頭系統(tǒng)和其他工業(yè)設(shè)備可利用其無(wú)線電跳頻 (FHSS) 信號(hào)傳輸系統(tǒng)在“嘈雜”工業(yè)環(huán)境中共存，尤其是在無(wú)線Wi-Fi和藍(lán)牙通信普遍應(yīng)用的環(huán)境。

“我們?cè)跉W洲許多國(guó)家工廠的機(jī)床上都裝配了激光尺，事實(shí)證明雷尼紹HS20激光尺比鋼帶柵尺更容易安裝，并且可靠牢固，”Fuchs補(bǔ)充道?！皩?duì)于用來(lái)切削昂貴和關(guān)鍵工件的具有長(zhǎng)軸的機(jī)床，客戶都希望X軸的定位精度能達(dá)到線性測(cè)量的最高精度標(biāo)準(zhǔn) — 激光干涉儀的精度水平。與RMP60測(cè)頭配合使用，我們能夠給客戶帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的利益?！?