Renishaw FORTiS™ 光學尺提升精密五軸加工中心的性能表現
煜眾專注於提升精密工具機的整體性能，在採購光學尺時，需要考慮其規格，包括溫度補償、抗振動能力及長期穩定性等是否符合需求。提升精密工具機的運動控制技術，特別是在高速、高穩定性和高精度控制方面。安裝 FORTiS 光學尺後，工具機的重複定位精度從 ±4 μm 提升至 ±2 μm。
挑戰
解決方案
煜眾的銷售客戶群涵蓋了汽車、機械、航太及電梯等精密製造業。在開發精密工具機的過程中，運動控制技術的提升，尤其是高速、高穩定性和精確度的控制，成為煜眾面臨的主要挑戰之一。作為 CNC 工具機的重要部分，光學尺的選擇尤為關鍵。在採購光學尺時，煜眾必須仔細考量其規格是否符合各項要求，包括溫漂補償、抗振動能力及長期穩定性等方面的表現。
位於河南省南陽市的南陽煜眾精密機械有限公司（簡稱煜眾）專注於高端立式車床及立式五軸車銑複合工具機的設計與生產，並提供自動化整合設備的研發、銷售和支援服務。煜眾擁有強大的技術實力，研發團隊由三位博士領軍，成員超過 20 人。其最新推出的 MT1000 系列高剛性五軸車銑複合 CNC 立式車床，搭載 Renishaw FORTiS 封閉式光學尺系統，明顯提升了工具機的穩定性、可靠性和重複性，特別是在高速加工過程中，確保了加工精度，進而提升產品的加工品質。
煜眾新推出的 MT1000 五軸車銑複合 CNC 立式車床擁有四個線性軸，配置了 Renishaw FORTiS-S 標準型線性光學尺，提供 34 位元或 37 位元的解析度選項，光學尺行程範圍從 440 mm 到 1340 mm，並可搭配 FANUC 或 SIEMENS 控制器。其刀具電主軸採用 300 mm 直徑的 Renishaw RESOLUTE RESA 絕對式旋轉光學尺作為位置回饋元件，實現了 ±0.001 度的分度精度。配合伺服軸的聯動插補功能，MT1000 能夠高效完成複雜曲面的加工，這使其特別適合航太、模具製造及精密機械等高端製造行業的嚴格要求。
MT1000 立式車床的主要優勢在於能夠在一次裝夾中實現五面加工，提供流暢的切削體驗。與同類產品相比，MT1000 在車削模式下展現出超越普通車床的切削剛性；而在銑削模式下，標配的電驅主軸大扭矩輸出能夠提供更強的切割力，輕鬆實現大餘量切削及高表面粗糙度控制。
FORTiS 系列光學尺的優勢
煜眾選擇 Renishaw FORTiS 光學尺的主要原因在於其高規格性能和易於安裝的特點。根據煜眾工程人員的回饋，FORTiS 無論是讀頭或是光學尺的密封性都十分出色，目前安裝量最多的光學尺行程為 740 mm 和 840 mm，每個軸的平均安裝時間僅需 5 到 10 分鐘 — 這得益於 FORTiS 系列光學尺的獨特設計。
FORTiS 系列光學尺的安裝過程非常簡便，無需經驗豐富的技術人員或專業設備。光學尺讀頭內建的 LED 安裝指示燈能即時提供更直覺的驗證，説明確認安裝是否需要調整。雖然只需檢視 LED 燈即可迅速完成安全安裝，但在特定情況下，煜眾的工程人員也會使用 Renishaw 的 ADTa-100 進階診斷工具，來獲取和記錄全面即時的光學尺資料，如訊號強度和座標位置，這些資料將被保存以供未來參考。
我們非常讚賞 FORTiS 光學尺的設計，它不僅安裝簡便，更有許多獨特的設計讓我印象深刻。比如，其雙密封條設計、調諧品質減振技術以及非接觸式的機械設計，這些特點不僅提升了工具機的精度和性能，還延長了設備的使用壽命。
耿興董事長
南陽煜眾精密機械有限公司
（中國）
調諧品質減振技術
工具機在運作過程中會產生明顯的振動，而強烈的振動可能對安裝在工具機上的封閉式光學尺造成不利影響，導致量測不精確，甚至可能觸發光學尺的警報訊號，讓機器緊急停機。在煜眾的工具機開發過程中，這一因素已被慎重考慮，而 FORTiS 光學尺的技術特點恰好滿足了這一需求。在精密工具機的應用中，軸向位置的量測精度直接影響製程的各個品質指標，如特徵加工精度和表面粗糙度等。最佳化位置量測精度並減少振動的影響，將明顯提升生產品質。
FORTiS 光學尺的獨有設計可提高光學尺抗機械振動的穩固性，包括：
- 非接觸式的機械設計 — 與傳統的封閉式光學尺採用軸承和彈簧輪式滑架不同，FORTiS 光學尺的設計有效地將讀頭本體與光學尺殼體分離。這種無內部運動零件設計消除了磨損，大幅降低了破損風險，進而延長光學尺的使用壽命。
- 固定方式 — 有別於市場上其他光學尺採用懸掛式固定，而在殼體內部產生非預期振盪，FORTiS 光學尺使用輕型鋼製光學尺，而且光學尺全長均固定在鋁擠型內部。
- 採用調諧品質阻尼器技術 — FORTiS 光學尺系列配置調諧品質阻尼器（TMD）， 可明顯抑制共振並提升穩固性。這種創新的設計能大幅提高位置穩定性，尤其在光學尺的共振頻率下，增強了光學尺在強烈振動的極端條件下的適應性。FORTiS 光學尺使用兩個調諧品質阻尼器來抵消垂直軸和水平軸上的振動，超過 30 g 也能穩定工作。
市場競爭激烈
隨著中國產業的升級和自動化需求的增加，CNC 工具機在國內市場的應用越來越廣泛。然而，市場的進一步開放和國際合作的深入也帶來了激烈的競爭。煜眾深知，唯有不斷創新和提升產品性能，才能贏得客戶的信賴。因此，他們選擇了 Renishaw 的光學尺系統，以提升工具機的整體性能，並為客戶提供更高的附加價值。
煜眾董事長耿興表示：「Renishaw 的售後服務十分到位，回饋也非常迅速。我印象深刻的是，第一次採購 Renishaw 光學尺時，我們發現工具機在未安裝光學尺的情況下，其重複定位精度已達 ±4 μm。安裝了 Renishaw FORTiS 光學尺後，重複定位精度提高到了 ±2 μm 以內，這大幅提升了我們設備的加工精度和穩定性。」
