HS10激光编码器将其光束发射到空气净化管道中。
图片由雷尼绍公司提供
Flow国际公司的复合材料加工中心(CMC)在40米长的复合材料机翼蒙皮的单次加工中取得了成功，而在长达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。用激光干涉仪的精度测量距离，编码器及其配套的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以最小尺寸变化生产大型整体零件的需要而开发的新机床之一。Flow航空航天总监Mark Saberton解释说:“减少部件的变化是整个行业的目标。“目标是减少装配时间、工作量和工具。原始设备制造商希望消除装配抖动，这增加了产品的重量和过程的时间。他们希望零件在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。飞机各部件之间的差异越小，就能更好地控制飞机的最终重量。”
Flow的CMC是作为高压灭菌复合材料零件的一站式加工中心而创建的。它可以配置为中轨龙门或双行柱机。龙门架设计在单个龙门架上携带两个闸板，每个闸板上有一个5轴手腕，一个用于超高压水射流切割，一个用于常规高速路由。CMC可以在机翼蒙皮上完成所有的精加工:修整，钻孔，布线，表面铣削，标记和检查-在一次安装中，零件离开机器准备组装。这些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6至50米的标准X轴长度，以及定制尺寸。Flow高级电气项目工程师Todd Fuchs解释说:“我们一直在X轴上使用胶带秤，但连接在机器上的30到50米长的物理秤会带来结构问题，并使热补偿变得更加困难。”“在130小时的加工周期中，机器看到的40米长度的温差可能相对极端，即使在空调工厂中也是如此。在尺度本身和机器基材的变化之间，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。”
在其龙门架的每一侧都有齿条和小齿轮驱动，CMC使用分裂的X轴反馈，每一侧都有激光，作为定位的主从。激光器位于动力传动系统附近的风箱下，在清洁干燥空气净化的管道中，确保测量稳定，并防止可能“破坏”激光束的空气碎片。
Flow在总共24个机床轴上使用了雷尼绍的HS10激光编码器及其后继产品HS20。在雷尼绍工程师的支持下，在德国、西班牙、法国和英国进行了安装。两种编码器都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刻度，取代玻璃/磁带安装和解析器。
与纸带或玻璃秤不同，激光编码器系统没有短期误差，可以在长轴上“堆叠”，其1米/秒的测量速度适应当今快速移动的机床。HS20密封至IP43，并经过硬阳极氧化处理，可在恶劣的加工环境中提供全方位保护。Fuchs说:“我们的40米龙门的X轴可重复性规格为0.0381 mm(0.0015″)，基本上等于用于校准机器的激光干涉仪。”激光的分辨率是纸带秤的两倍，尽管这种尺寸和类型的机器无法利用它。
零件探测对安装和后处理测量至关重要
在零件探测过程中，X轴定位精度也是一个重要的因素，它对切削过程至关重要。CMC使用雷尼绍RMP60触摸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，如机翼外壳，在加工前价值近100万美元，”Fuchs强调说。“当他们来到机器上时，他们很少与CAD模型匹配，所以我们在加工前进行了广泛的探测和大量的最佳拟合计算。”
触摸探头的紧凑设计使其能够访问和测量机床头可以到达的部件上的任何点。其跳频扩频(FHSS)无线电信号传输允许多个探头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拥有配备激光设备的机器，雷尼绍HS20激光编码器已被证明比磁带秤更容易部署，并且可靠且坚固。”“对于这些长轴，机器切割昂贵和关键的零件，客户喜欢X轴定位，因为它与线性测量的黄金标准激光干涉仪一样精确。与RMP60探头一起，我们能够为客户提供真正的利益。”
欲了解更多信息，请访问http://www.renishaw.com。
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