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共創高精度製造的未來高速和高性能 5 軸技術

製造業技術日新月異,業界對先進製造技術(如人工智慧和數位化發展等)熱切渴求,促使工具機市場急速地向智慧化、互聯化和自動化方向發展。


達佛羅股份有限公司 (Buffalo Machinery) 一直專注於研發五軸工具機技術,以滿足世界各地客戶對高精度和高效能工具機的需求;更開發出以數位智慧自動化導向的 AXILE 高階工具機系列,讓各產業用戶體現工業 4.0 的優勢,但這樣也增加了工具機研發和生產的難度。

達佛羅董事長兼任總經理張錦鋒先生

達佛羅股份有限公司董事長兼任總經理張錦鋒先生
一台五軸工具機結構複雜,其生產製程從鑄件加工、組裝到成型,每一道工序都必須做好品質控制才能確保工具機發揮最佳性能。

達佛羅對自家生產的工具機品質有著極高的要求,對工具機零組件如高精度滾珠螺桿、線性滑軌和高速主軸等要求嚴格,更自行生產關鍵鑄件。達佛羅與 Renishaw 的淵源深厚且長久,其董事長兼任總經理張錦鋒回憶:「早在達佛羅開拓歐洲市場時,我們便與 Renishaw 合作無間,在銷售工具機時便搭配了 Renishaw 工具機測頭系統,為客戶提供機上量測與監控。」達佛羅在自家的生產製程上也應用了 Renishaw 的量測技術,對 Renishaw 的量測優勢了然於心。

5 軸高效加工 VS 5 軸品管量測

達佛羅每年生產約三百台五軸工具機,為配合生產流程,其品檢部門每個月需以三次元量床檢測多達 600 件的關鍵零組件,所以對量測速度、精度以至重複性的穩定度要求非常高。關鍵零組件上包含不少的曲線設計,以傳統三軸三次元量床量測鑄件的品質為例,因其以機台帶動軸向以點觸發進行量測,速度與量測角度均有所限制,操作人員不得不花時間翻動鑄件以完成量測,影響整體量測時間和效益。
REVO® 測頭快速掃描量測 3D 曲面等難以觸及的特徵,有效縮短量測時間逾 5 倍

專利的 REVO® 測頭快速掃描量測 3D 曲面等難以觸及的特徵,追蹤工件幾何形狀的變化,有效縮短量測時間逾 5 倍

「五軸工具機的功能越強大,其機械及零組件設計便越見精密和複雜。我們品控的壓力在於時間,同時高速與品質要求也不斷增加。以往使用三軸三次元量床量測的方法已趕不上我們的需求。」達佛羅品質中心兼技術應用中心經理藍彥豪說道。

深明五軸技術的優勢,達佛羅在品質監控技術上也尋求突破 - Renishaw 研發設計的五軸同動 AGILITY® 5 軸 CMM 正符合其所需。

工具機為例:比起傳統的三軸工具機,五軸工具機多了兩個旋轉軸,使刀具可以從各個方向與角度接近工件,能因此提高加工效率,並減少上下工件及量測的次數。Renishaw 的 AGILITY CMM 在量測上同樣使用五軸同動技術,展現出五軸量測的優勢,為我們提高競爭力。

達佛羅股份有限公司(台灣)


AGILITY CMM:全面切削驗證報告

達佛羅品質中心兼技術應用中心 經理藍彥豪先生

達佛羅品質中心兼技術應用中心經理藍彥豪先生
除了量測關鍵鑄件外,達佛羅亦使用 AGILITY CMM 在工具機銷售前為客戶進行切削驗證。客戶一般會要求以選定型號的工具機試切削一些複雜曲面工件,例如航太葉片、汽車渦輪增壓器殼體、符合 ISO 10791 規範等工件,並提供 CMM 數據報告作參考。

達佛羅以往使用三軸 CMM 量測渦輪葉片時,多在表面進行抽樣採點約 50點;使用 AGILITY 的五軸同動掃描後,不僅量測覆蓋率大幅度提升,量測時間也從 20 分鐘縮短為 3 分鐘。此外,量測 ISO 10791 S CUT 的工件時,原先使用三軸 CMM 的點觸發採樣 100 點,也因為 AGILITY CMM 為連續掃描,可輕鬆採集四條曲線的所有數據,量測時間也由原來的 35 分鐘減少至 3分鐘。

Renishaw 與達佛羅共創高精度製造的未來

Renishaw 與達佛羅共創高精度製造的未來

達佛羅品質中心課長呂理德進一步分享:「當針對一些 ISO 規範要求進行量測時,例如對搪的同心度測試件,由於 AGILITY CMM 搭載的五軸同動 REVO測頭具備嚴謹的旋轉定位精度,使用環規在兩個對向角度掃描同一個圓特徵時,可得到僅 0.001 mm 的同心度誤差。因此我們現在也依靠 AGILITY CMM來測試達佛羅工具機的對搪加工誤差。」

而搭配 AGILITY CMM 使用的 MODUS™ 軟體,其報告功能極為完備,包括傳統 CMM 文字報告及全面的使用者定義格式化。圖形報告能顯示比對 CAD模型後的結果,數據一目了然,讓達佛羅客戶倍添信心。

雷射校正技術令工具機組裝事半功倍

工具機的組裝過程也不容忽視,達佛羅不僅設立嚴格的組裝標準和流程,更配置了 Renishaw 雷射校正產品,包括 XK10 校準雷射系統,利用雷射精確對準零組件控制幾何精度;也使用 XL-80 雷射干涉儀及 XR20 無線旋轉軸校正儀進行檢測驗證和調試,全程由達佛羅經驗豐富的組裝技術人員執行精細的工具機組裝,並進行多次調整和測試,確保工具機的穩定性和精度。

組裝完成後,達佛羅亦會使用 Renishaw QC20 循圓測試儀為工具機進行測試,在出廠前有效評估工具機效能。張董補充:「達佛羅在五軸工具機組裝過程中使用 Renishaw 一系列校正產品也超過十幾年了,其中印象最深刻的就是這循圓測試儀的無線功能,讓品質監控人員輕鬆設定測試,也不需要一直盯著其操作,可以去處理其他的工作;十多分鐘後回來,測試就已經完成,大大提升工作效率。」

QC20 循圓測試儀測試獲得主要國際標準規範認可,可作為製造流程中整體品保程序的關鍵文件,其報告也可以作為工具機的客觀評估工具。
XK10 校準雷射系統利用雷射精確 對準零組件控制幾何精度

XK10 校準雷射系統利用雷射精確對準零組件控制幾何精度

共創智慧製造

QC20 循圓測試儀為工具機進行測試,在出廠前有效評估其效能

QC20 循圓測試儀為工具機進行測試,在出廠前有效評估其效能
達佛羅與 Renishaw 有著邁向智慧製造的共同目標,並在各自的領域為業界提供創新解決方案 - 達佛羅積極研發高階數位智慧自動化工具機,而作為量測設備翹楚的 Renishaw 則提供精密量測技術,幫助使用者提升產能,體驗製程自動化的優勢。

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