TGT公司面临的挑战

解决方案

TGT新型刀具磨床的直线电机需要通过光栅获得线性位置反馈，因此必须采用适用于恶劣环境的封闭式直线光栅。作为雷尼绍的长期客户，TGT与雷尼绍工程师一起对FORTiS光栅进行了测试和评估。FORTiS封闭式光栅基于业内成熟的RESOLUTE™绝对式光栅技术而设计，抵御液体和固体碎屑污染物侵袭的能力极强。这款光栅还采用专门设计的集成式调谐质量减振器，不仅具有业界领先的30 g抗振性，还可确保显著抵抗光栅以固有频率振动。因此，FORTiS光栅能够大幅降低伺服控制回路受干扰的风险。

“多年来，雷尼绍产品给我们带来了很好的使用体验，比如LP2测头系统和用于直驱转台的RESOLUTE绝对式光栅等，这些产品的性能都很出色，”Ranganatha先生说道。“当雷尼绍针对我们的新型磨床推荐FORTiS封闭式光栅时，我们毫不犹豫就立即开始进行必要的测试和评估工作。”作为印度领先的刀具磨床制造商之一，TGT近年来率先推出采用直线电机的精密刀具磨床。

这款机床的横向X轴和纵向Z轴均采用圆筒型直线电机，冲程分别为300 mm和680 mm。两个轴都配备了FORTiS-S™封闭式光栅系统，这是FORTiS系列光栅的标准型号。

垂直Y轴标配一个滚珠丝杠系统，但客户也可根据需要选用配备FORTiS-S光栅的直线电机。旋转A轴安装在旋转C轴上，两个轴都利用配备RESOLUTE绝对式圆光栅的直驱电机来控制工件的方向，以减小反向间隙。RESOLUTE和FORTiS-S光栅均输出BISS-C串行通信，可与Beckhoff控制器直接通讯。在加工过程中，A轴旋转装夹在工件主轴上的工件，同时线性轴（X、Y和Z）控制砂轮的位置。

这款刀具磨床还配备雷尼绍LP2系列测头系统，用于在磨削之前执行工件找正。在产品开发的早期阶段，TGT对分辨率从10 nm到1 nm的一系列FORTiS-S封闭式绝对光栅进行了测试。为了实现理想的机床整体性能，TGT最终选用分辨率为1 nm的FORTiS-S光栅。

Microma Auto

Microma Auto是一款外圆磨床，用于制备普通钻头、立铣刀和型削刀具等切削刀具毛坯，它由四个线性轴（X、Y、Z和V）组成。

在加工之前，先将刀具毛坯装夹在工件主轴的夹头上，并利用LP2测头系统进行工件检测和找正。在加工过程中，V轴上安装的V型夹持器（V型块）旋转工件，同时纵向X轴（即进给轴）线性驱动工件。工件进入研磨站后，将被送入到两个砂轮（粗加工轮和精加工轮）之间，这两个砂轮分别沿Y轴和Z轴驱动，并且相互垂直。Microma Auto的一大优势是：一次完成整个制程。

该机床的运动学特性是，工件主轴（X轴）和V型块所在轴（V轴）在同一条直线电机导轨上，但由不同的直线伺服电机驱动。

X轴和V轴滑轨连接不同的FORTiS光栅读数头，但使用FORTiS双读数头系统的同一条封闭式绝对栅尺。两个读数头分别以10 nm的分辨率，将工件的X轴位置和V型块的V轴位置反馈给控制器。这样，FORTiS光栅就能够在150mm行程的轴上实现3µm的定位精度。

使用FORTiS双读数头封闭式光栅的一大优点在于，它可以简化机床的机械结构，从而节省空间并降低成本。Ranganatha先生说：“选择FORTiS双读数头直线光栅的一大原因是，它的安装和维护更快速、更简便。”

FORTiS封闭式光栅采用创新型非接触式机械设计，无需轴承、弹簧和导向滑架等组件。这种设计可减少磨耗，大大降低维护和维修过程中的破损风险，从而延长系统的使用寿命。FORTiS光栅读数头配备雷尼绍的LED安装指示灯和精心设计的安装附件，可确保光栅安装直观明了、一次成功。

相比于传统的光栅系统，FORTiS的安装用时大大缩短，即使在空间受限的应用场合也不例外。安装人员可通过标准USB连接器将高级诊断工具ADTa-100连接至运行雷尼绍ADT View软件的计算机，从而实现更多功能。该软件具有用户友好型图形界面，可显示高级诊断信息，包括关键的光栅性能参数，例如沿整个轴的信号强度等。

在机床组装过程中，TGT的技术人员使用ADTa-100硬件将FORTiS光栅连接至ADT View软件。该软件可实时显示机床各轴上不同位置的信号强度，以便技术人员了解哪些位置需要微调，甚至可以在切断机床电源的情况下对FORTiS光栅进行校准。

FORTiS光栅的安装过程简便快捷，帮助TGT节省了大量制造和维护时间。

Ranganatha先生表示：“FORTiS封闭式光栅的安装非常简便，大大提高了我们的生产效率。如果使用高级诊断工具ADTa-100，在接受雷尼绍的相关培训之后，我们的工程师在短短15分钟内便可完成单轴安装。如果只使用读数头LED指示灯，我相信速度会更快。通过LED指示灯，我们能够快速确定光栅的状态；当机床出现故障时，还有助于提高诊断准确性。”

“雷尼绍的专业团队经常和我们探讨我们的技术。FORTiS封闭式光栅可以根据轴长、位置分辨率和串行通信协议提供各种选项，因此我们在机床设计方面拥有更大的自由度，”Ranganatha先生说道。

“虽然我们是第一次使用FORTiS光栅，但是对它的设计充满信心。我们的新型磨床已经装配了FORTiS光栅，现在已经进入批量生产阶段。我们非常看好未来磨床的发展。近年来，印度国内的汽车和航空航天行业方兴未艾，切削刀具的市场需求也随之激增，我们从中受益良多。随着市场对磨床的需求日益增长，我们看到越来越多的竞争对手开始涌现。未来，TGT将着力于优化机床性能，”Ranganatha先生总结道。