Orbex 在首次火箭发射前,将关键复合材料部件的装夹速度提升 900%

来源|MSP
在首次火箭发射前夕,Orbex借助MSP的 PerfectPart 数控计量解决方案,成功克服了部件变形难题,并将部件装夹时间从5小时缩短至30分钟,使单个部件的装夹效率提升 900%,大幅提高了碳纤维有效载荷航空电子模块的生产速度。
该解决方案的应用还使整体生产时间缩短一半,简化了工装夹具流程,并让Orbex能够确保部件 “一次加工合格”。在Orbex计划扩大生产规模的背景下,MSP 的关键作用在于,利用Orbex现有的设备,为其提供了一套可重复、可扩展的加工流程。
此前,受传统对准方法的严重限制,Orbex一直在寻找一种解决方案,以实现有效载荷航空电子模块(PAM)快速且精准的数控加工。Orbex的数控操作员专家加文・贝尔顿(Gavin Belton)解释道:“PAM是一种大型复合材料薄壁部件,部分区域的铺层结构十分精密。由于存在变形风险,我们很难确定精确的加工位置。” 过去,每个部件的对准过程至少需要 5 小时,且无法解决变形问题 —— 这导致部件的窗口和凹槽加工尺寸出现偏差,进而引发装配问题,还需要返工修复。贝尔顿补充说:“这些部件价值数万英镑,生产周期约为 6 周。一旦出现报废,损失的时间、资金和材料都无法挽回。”
鉴于 “一次加工合格” 对生产的重要性,MSP 的 PerfectPart 解决方案被视为核心工具。该方案不仅能帮助 Orbex 实现精准对准,其计量套件还能对各类误差(包括测头装夹与校准误差、数控机床自身误差)进行补偿。
误差消除流程从AutoClock和NC-Checker两款软件的应用开始。这两款产品首先消除了测头校准过程中的人为误差,随后NC-Checker会评估数控机床的几何性能,确保其加工精度能够满足部件的公差要求。
贝尔顿表示:“通过检测,我们立即发现了 C 轴和 B 轴存在的一个问题 —— 这个问题原本可能导致部件外径上的孔出现对准偏差。而这次仅30分钟的检测,帮助机床供应商找出了误差根源,并在加工开始前完成了修正。” 目前,Orbex使用其CMS Ares 机床生产运载火箭的碳纤维结构部件。
为解决Orbex的部件对准难题,MSP引入了NC-PartLocator产品。该产品非常适合复杂、易变形或薄壁部件的对准作业:它通过五轴测头对部件进行测量,自动生成六自由度(六个方向的位置与角度)的最佳拟合对准方案;同时,该软件能补偿实际部件位置与理论加工程序之间的偏差(例如部件发生变形时的偏差)。此外,更新后的对准数据会自动上传至机床控制器,无需额外修改加工程序,对准误差也会被自动消除。
贝尔顿补充道:“按下‘启动’键后,你能实时看到对准过程在推进,并且确信最终加工结果会完全符合预期。而且整个装夹过程的速度大幅提升,工作也变得更轻松了。”

Orbex使用其 CMS Ares 机床制造运载火箭的碳纤维结构部件。
解决方案的成效十分显著:Orbex 将原本时长不固定的 5 小时部件装夹流程,稳定缩短至 30 分钟,装夹速度提升 900%;同时,整体生产时间从 2 天缩短至 1 天,效率提高一半。
Orbex的工装夹具流程也得到了优化。贝尔顿说:“我们不再需要用定位销固定所有部件、限制部件位置,而是设计出了更简单的夹具。现在不需要每次都对夹具进行修边加工,直接使用即可 ——MSP的最佳拟合对准功能会自动计算出正确的对准参数。这套方案的优势显而易见,无需过多权衡。加工这类高价值部件时,风险的降低程度怎么强调都不为过。”
随着Orbex 火箭发射日期的临近,MSP的 PerfectPart解决方案将在扩大生产规模中发挥重要作用。贝尔顿表示:“目前我们只有一台CMS Ares 机床,而这套方案实质上提升了这台机床的产能,有助于缓解生产瓶颈。未来如果我们决定增购机床,MSP方案的简便性意味着我们可以将现有加工流程直接‘复制粘贴’到新机床中,轻松过渡到扩大化生产,既保证高质量,又能快速启动生产。”








































