雷尼绍OSP60测头 精确铣削叶盘

雷尼绍OSP60测头搭载SPRINT技术扫描叶片元件。图／雷尼绍提供

俄罗斯的Technopark Aviation Technologies公司与当地规模最大的燃气涡轮发动机供应商密切合作，采用搭载SPRINT技术的Renishaw OSP60机上3D扫描测头和Productivity+扫描套装软体，克服客户希望提高叶盘铣削过程的精度和效率这项难题。

在由压缩机、燃烧器和涡轮组成的精密机械装配中，叶盘在减少阻力、优化发动机气流及产生推力等方面发挥着重要作用。叶盘由非常坚硬的高价值金属（通常是钛或镍基合金）制成，而铣削是目前叶盘制造时最重要的制程，且需要使用多轴CNC机台和先进的软体进行加工。

叶盘具有高度复杂性和严苛的制造精度要求，然而在铣削后需要将每个工件从CNC机台上取下进行离线量测和检验，然后再重新装回机台上进行后续加工。这个过程需要重复多次，而且容易受到人为误差的影响。据该公司估计，机外检测和铣削过程约占叶盘生产总人力成本的30％至60％。此外，叶片尺寸偏差（在前缘和后缘加工之后）的统计分析结果证明存在误差；例如叶片横截面的偏差为：预留量波动±0.064mm，实际轮廓偏差0.082mm；纵截面的偏差：预留量±0.082mm，实际轮廓偏差0.111mm。

导致边缘加工过程中产生偏差的主要原因包含：加工过程中机台的五轴运动误差、叶片在切削过程中由于其刚性低而发生的弹性变形、以及刀具在金属切削过程中的变形。

Technopark的创新部负责人Semen Starovoytov指出：「我们已经与Renishaw合作多年，此专案需要开发用于扫描测头的软体，而Renishaw的加工机专用SPRINT 3D扫描量测技术满足了我们的所有需求。」

OSP60机上3D扫描测头搭载Renishaw独特的SPRINT技术，采用高速、抗噪的光学传输连接，并透过高级演算法处理测头偏折与机台位置编码器等资料，以生成精确的叶盘表面资料，最后再精确计算特征位置、大小和形状。

使用Productivity+ CNC plug-in软体可实现高达15,000mm/min的扫描速度，机上量测速度甚至可比传统接触触发式系统快6倍。在机台上扫描叶盘，就无需在加工过程中取下工件。

导入Productivity+软体和OSP60测头之后，透过在工具机上对叶盘进行高速3D扫描和量测，大幅节省了生产时间，明显提高了CNC机台的生产效率。此外加工后的叶盘横截面和纵截面偏差均有显著改进：从原来的0.082mm和0.111mm提高到现在的1μm 和28μm；同时制程控制模式的执行能够在OSP60测头提供的3D叶片扫描资料上自动调整CNC控制程式，让工程师不再需要一直监控机台运转。

Starovoytov表示：「这项投资带来的回报超乎预期。叶盘的精铣精度提高了四倍以上，而且相关的人力成本降低了一半。」