Flow国际公司的复合材料加工中心(CMC)实现了40米长的复合材料翼皮的单台加工。在一周的加工周期中,保持长轴精度的关键之一是雷尼绍的HS10/HS20激光编码器。用激光干涉仪测量距离,编码器和它的RCU10实时补偿单元,在CMC的X轴上提供百万分之一的定位精度。激光编码器消除了在使用附在机器上的物理刻度时必须补偿的变量。

Flow的CMC是为满足航空航天工业生产尺寸变化最小的大型单片零件的需求而开发的新机床之一。Flow的航空航天总监Mark Saberton表示:“减少零部件的差异是整个行业的目标。“目标是减少组装时间、工作量和工具。整车厂想要消除装配垫片,这增加了产品的重量和过程的时间。他们希望零件到达装配车间时满足公差,而不是使用夹具和垫片将零件带入装配公差。体重也是一个问题。飞机部件的差异越小,就能更好地控制飞机的最终重量。”
CMC被创建为一个一站式处理中心的蒸压复合材料零件。可配置为中轨龙门式或双行走柱式机器。龙门式设计在单个龙门上携带两个滑枕,每个滑枕上有一个5轴手腕,一个用于超高压水射流切割,另一个用于常规高速路由。CMC可以完成机翼表面的所有精加工:修整,钻孔,布线,表面铣削,标记和检查-在一个设置中,部件离开机器准备组装。这种机器被空客在世界各地的合作伙伴广泛使用。
模块化CMC可在标准X轴长度6至50米,以及自定义尺寸。Flow公司的高级电气项目工程师Todd Fuchs表示:“我们一直在X轴上使用卷尺,但连接到机器上的30至50米长的物理刻度存在结构问题,使热补偿更加困难。”“在130小时的加工周期中,机器看到的40米长度的温差可能是相对极端的,即使在有空调的工厂。在尺度本身和机器基板的变化之间,变量变得过于复杂。HS20激光编码器是在如此长的轴上获得准确反馈的最简单方法。”
在每一侧的机架和小齿轮驱动,CMC使用分裂X轴反馈与每一侧的激光,作为一个主从定位。激光被放置在靠近动力传动系统的风箱下面,在一个用干净、干燥的空气净化的管道中,以确保稳定的测量,并防止空中碎片可能“破坏”激光束。
Flow已经在总共24个机床轴上使用了HS10激光编码器和其后续的HS20。这两种编码器使用相同的激光干涉测量技术,用于机器校准专家的线性误差测量和补偿,除了激光编码器被设计为机器上的永久性刻度,取代玻璃/磁带安装和解析器。
与卷尺或玻璃秤不同,激光编码器系统没有短期误差,可以“堆积”在长轴上,其1米/秒的测量速度适应今天快速移动的机床。HS20密封至IP43,并经过硬阳极氧化处理,在恶劣的加工环境中提供全方位的保护。Fuchs说:“我们40米龙门架的X轴可重复性规格为0.0381毫米(0.0015英寸),基本上相当于校准机器的激光干涉仪。”“这种激光还提供了两倍于磁带的分辨率,尽管这种尺寸和类型的机器无法使用它。”

X轴定位精度也是零件探测过程中的一个重要因素,对切割过程至关重要。CMC使用Renishaw RMP60触控探头在安装过程中定位零件,并在加工后确认成品尺寸。“其中一些零件,如机翼皮,在加工前价值近100万美元,”福克斯强调。“当它们出现在机器上时,它们很少与CAD模型匹配,所以我们进行了广泛的探索,并在加工前进行了大量的最佳匹配计算。”
触摸探头的紧凑设计允许它访问和测量零件上的任何点,机头可以到达。它的跳频扩频(FHSS)无线电信号传输允许多个探测系统和其他工业设备在“嘈杂”的工业环境中共存,特别是在无线Wi-Fi和蓝牙通信激增的情况下。Fuchs补充说:“我们已经在许多欧洲国家配备了激光设备,Renishaw HS20激光编码器已经被证明比磁带秤更容易部署,而且可靠和坚固。”“对于这些长轴,机器切割昂贵和关键的部件,客户喜欢X轴定位,它的精确度就像线性测量的黄金标准——激光干涉仪。”
英国
www.renishaw.com/laserencoders
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