利用雷尼紹的光柵進(jìn)行精確快速的關(guān)鍵性測量，巨型KMT Lidköping VTG4000磨削機(jī)可以進(jìn)行高精風(fēng)輪發(fā)電機(jī)軸承的大規(guī)模生產(chǎn)。
風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去蔚為壯觀，有人認(rèn)為它是一道美麗的風(fēng)景線，也有人認(rèn)為它有礙觀瞻，但對(duì)可再生能源發(fā)電與日俱增的需求卻是一個(gè)不爭的事實(shí)。生產(chǎn)軸承等大型零部件對(duì)機(jī)床制造商提出了新的工程挑戰(zhàn)，而KMT Lidköping機(jī)床集團(tuán)成功地攻克了這一難題。該公司坐落在瑞典中心的Lidköping鎮(zhèn)，它的新型硬車削VTG4000（立式車削磨削）復(fù)合加工中心利用雷尼紹的SiGNUM直線光柵和圓光柵實(shí)現(xiàn)所需的精度，并在切削頭的軸上使用堅(jiān)固耐用的雷尼紹磁編碼器。
Eive Johansson是Lidköping VTG的總設(shè)計(jì)師；我們最大的機(jī)床過去可以容納直徑高達(dá)600 mm的工件，但VTG4000可以處理直徑超過4000 mm的工件，即最大的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)軸承的尺寸。這是要求非?？量痰挠曹囅骱湍ハ鳎叶ㄎ痪_度非常重要，因?yàn)檫@會(huì)直接影響到成品軸承的質(zhì)量。一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的機(jī)床，利用軸上的滾珠螺桿能夠保持3微米的形狀偏差，盡管在相關(guān)尺寸中存在較大的差異，但VTG4000已經(jīng)證明，它可在進(jìn)給分辨率為0.1微米步距的情況下達(dá)到出色的優(yōu)于1微米的形狀偏差。
編碼器性能
Johansson先生繼續(xù)說道：“Lidköping機(jī)床的核心部分就是線性滑軌。流體靜壓導(dǎo)軌、空氣密封件和線性電機(jī)的結(jié)合造就了一套強(qiáng)大、精確和免維護(hù)的系統(tǒng)。要達(dá)到動(dòng)態(tài)剛性，我們需要高增益并且該增益與柵尺的質(zhì)量有關(guān)。角度編碼器是將柵尺直接整合到圓環(huán)上，這也會(huì)造成很大的差異。”
他在漢諾威EMO 2007展覽上第一次看到雷尼紹SiGNUM光柵，接下來Lidköping便進(jìn)行了一段時(shí)間的嚴(yán)格測試。如Johansson先生所述：“選擇雷尼紹的理由很簡單：我們對(duì)比了裝配到我們的參考滑軌上的不同光柵，最后購買了性能最好的那一款。直線光柵能夠以至少4.5 m的連續(xù)長度供應(yīng)，這點(diǎn)非常重要，而SiGNUM則是達(dá)到此要求的最簡單方法。雷尼紹光柵同時(shí)還擁有更強(qiáng)的抗污能力?，F(xiàn)在我們已經(jīng)將雷尼紹光柵安裝到四個(gè)線性滑軌上，正如我們所期望的，沒有任何問題！”
“轉(zhuǎn)臺(tái)具有相同的設(shè)計(jì)原理，具有流體靜壓徑向和軸向軸承、空氣密封件和用于驅(qū)動(dòng)的扭矩電機(jī)。進(jìn)行了相同分析后，我們選擇了雷尼紹SiGNUM圓光柵。”
編碼器安裝
所有雷尼紹光柵都采用專利的內(nèi)置LED安裝狀態(tài)指示燈監(jiān)控，不僅提高了安裝速度，而且無需示波器及其他復(fù)雜的安裝監(jiān)控裝置。
“雷尼紹光柵最佳特點(diǎn)之一就是安裝非常容易，”Johansson先生說道，“憑借附帶的光柵和位于指示燈附近的讀數(shù)頭，使觀察這兩個(gè)元件的準(zhǔn)直是否調(diào)整好以及進(jìn)行最終調(diào)整都變得簡單。”
高質(zhì)量提升安全性
我們很容易就會(huì)想象到風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中只有一個(gè)軸承，但事實(shí)上有三個(gè)不同的型號(hào)的軸承。令人驚訝的是，葉片基座變槳軸承是最大的軸承，在許多風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中直徑可達(dá)4000 mm，并且很可能是最重要的軸承，因?yàn)樗鼈兛梢哉{(diào)整葉片的間距。在運(yùn)行過程中，間距必須與風(fēng)速匹配，否則葉片承受的壓力將導(dǎo)致它們破碎，因此高質(zhì)量軸承的可靠性就變得非常必要。同時(shí)若風(fēng)速變得過高，通常超過25公里/小時(shí)，那么則必須制造失速條件以保護(hù)葉片。主軸軸承和偏航軸承也非常重要，因?yàn)樗鼈冏寽u輪得以旋轉(zhuǎn)。
一次設(shè)置實(shí)現(xiàn)所有操作
通過使用兩個(gè)獨(dú)立切削頭執(zhí)行車削和磨削，VTG4000機(jī)床的設(shè)計(jì)使得在加工操作之間無需移除工件。兩個(gè)切削頭可根據(jù)需求配置，通常為磨削/車削或磨削/磨削。這意味著機(jī)床帶動(dòng)工件兩面的兩個(gè)切削頭的X軸必須至少4.5 m長，這樣才使得磨削和車削刀具可以觸及工件的外部。
使性能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的機(jī)床設(shè)計(jì)
VTG4000是一架非常堅(jiān)實(shí)的機(jī)床，一些工件的重量達(dá)到了35噸。因此它借助于嚴(yán)密控制的流體靜壓油溫和冷卻劑溫度，對(duì)于拉伸扭曲和溫度變化的耐抗性極強(qiáng)。
Lidköping的廠長Henrik Jonsson先生進(jìn)一步解釋機(jī)床構(gòu)造時(shí)說：“自從二十世紀(jì)七十年代開始使用流體靜壓導(dǎo)軌以來，它被應(yīng)用在所有軸和直線電機(jī)上。該組合更快、更精確并且能夠保證大得多的加速度和減速度。當(dāng)您想象出能夠用手指移動(dòng)25 000公斤重的回轉(zhuǎn)軸時(shí)，您就會(huì)意識(shí)到流體靜壓系統(tǒng)有多么出色！”
生產(chǎn)如此大量的軸承時(shí)，另一個(gè)至關(guān)重要的因素就是工件的熱條件。在生產(chǎn)過程中，工件在裝載到機(jī)床上之前必須適應(yīng)工廠的環(huán)境至少48小時(shí)。
增強(qiáng)機(jī)床自動(dòng)化的特點(diǎn)
雷尼紹的LM10磁編碼器系統(tǒng)安裝于磨削頭的B軸。這些編碼器均暴露在機(jī)床的嚴(yán)酷環(huán)境下，但均為非接觸、非光學(xué)設(shè)計(jì)且密封符合IP68標(biāo)準(zhǔn)，不受冷卻劑和切屑影響。LM10可實(shí)現(xiàn)最高100米的行程和高達(dá)25米/秒的高速運(yùn)行（1米時(shí)的分辨率為4米/秒），可提供數(shù)字或模擬輸出型號(hào)，并且客戶可以選擇分辨率范圍。
機(jī)床也使用雷尼紹RMP60無線電測頭，以準(zhǔn)確地將工件安放至機(jī)床坐標(biāo)系中。在工件被安放于VTG4000機(jī)床工作臺(tái)上后，RMP60也以與切削刀具相同的方式被加載至刀庫，并用于找到關(guān)鍵特征的確切位置，這只需幾秒鐘時(shí)間。此數(shù)據(jù)用來更新循環(huán)中的坐標(biāo)系，從而在準(zhǔn)確了解工件的實(shí)際位置和尺寸的情況下，立即開始加工。
為將另一個(gè)潛在的冗雜手動(dòng)任務(wù)自動(dòng)化，也可以使用刀庫來更換磨輪。雖然對(duì)于許多任務(wù)來說，可以使用普通的磨輪，但通常有必要更換一個(gè)專用的平面磨輪、傾斜輪或定制輪廓的磨輪，也叫修琢磨輪。
成功應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)
就像風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)本身一樣，VTG4000在尺寸與性能方面也同樣是一臺(tái)無以倫比的機(jī)床，它能夠帶給任何看到它的人一種敬佩的感覺。供應(yīng)與VTG4000同樣規(guī)模的機(jī)床對(duì)于Lidköpings之前的業(yè)務(wù)來講顯然是非常顯著的變革，但憑借整合相應(yīng)技術(shù)，例如雷尼紹編碼器，公司已經(jīng)成功地征服了這個(gè)挑戰(zhàn)。
關(guān)于Lidköping
客戶之所以選擇Lidköping，是因?yàn)長idköping是磨削專家，它從二十世紀(jì)二十年代起就開始生產(chǎn)磨床。它向全球幾乎所有的主要軸承供應(yīng)商供貨，業(yè)務(wù)遍及北美、歐洲和亞洲。公司始創(chuàng)于1875年，它的兄弟公司UVA于1928年在斯德哥爾摩成立。Lidköping于1929年被SKF收購，而近期這兩家公司都成為了KMT集團(tuán)的一員。在兩家公司中，有超過10 000臺(tái)機(jī)床在全球各地投入使用，而其中有約60%由Lidköping制造。
