Hoe om CNC-gereedskap-inspeksie te outomatiseer met in-masjien verkenning

PFT, Shenzhen

Opsomming

Geoutomatiseerde gereedskapinspeksie het 'n noodsaaklike stap in moderne CNC-werkswinkelbedryf geword, veral vir hoëpresisie- en hoëvolume produksie. Die doel van hierdie studie was om die doeltreffendheid van in-masjien aanvoelstelsels vir die monitering van slytasie en dimensionele akkuraatheid sonder om die siklus tyd te onderbreek, te evalueer. Metodes het die integrasie van 'n aanraak-geaktiveerde voeler in 'n drie-as vertikale masjien sentrum ingesluit, gekombineer met maatgemaakte inspeksie siklusse wat in die beheer sagteware ontwikkel is. Data is versamel vanaf herhaalde gereedskapinspeksies oor 500 masjien siklusse, waar afwykings in deursnee en lengte aangeteken is. Die resultate het getoon dat geoutomatiseerde aanvoeling die handmatige inspeksie tyd met 65% verminder het, terwyl dimensionele akkuraatheid binne ±2 µm behou is. Vergelykende analise met aflyninspeksie het aangedui dat in-masjien aanvoeling gelyke of hoër herhaalbaarheid bereik het, veral in die opsporing van geleidelike flank slyt. Die studie sluit af dat in-masjien aanvoeling 'n praktiese, skaalbare oplossing bied vir die outomatiseer van gereedskapinspeksie in CNC-omgewings, en beide proses betroubaarheid en koste vermindering ondersteun.

1 Inleiding

Gereedskapverslipping en -breuk is onder die mees algemene oorsake van deelafwykings en masjien-downtime in CNC-produksie. Tradisioneel het inspeksie grotendeels gepend op handmatige metings met behulp van aflyn-toerusting soos gereedskapvoorstellers en mikroskope. Alhoewel akkuraat, onderbreek hierdie metodes produksie en verhoog die arbeidskoste. In-masjien-probingtegnologie spreek hierdie uitdagings aan deur outomatiese gereedskapmeting direk binne die masjineringsiklus toe te laat. Hierdie studie ondersoek hoe in-masjien-probing geïmplementeer kan word om gereedskapinspeksie te outomatiseer, met fokus op ontwerpmetodologie, werkverrigtingresultate en praktiese implikasies.

2 Navorsingsmetode

2.1 Ontwerpkonsep

Die inspeksiestelsel is gebou rondom 'n aanraaktrigger-probe wat in die spil van 'n vertikale masjineringsentrum geïntegreer is. Die probe is geprogrammeer om gereedskaplengte en -deursnee voor en na elke masjineringsiklus te meet. Die probingprosedures is ontwikkel deur gebruik te maak van standaard G-kode-makros om herhaalbaarheid oor verskillende masjiene te verseker.

2.2 Data-insameling

Data is versamel oor 500 masjien-siklus van geharde staal komponente. Gereedskaplengte- en deursnee-afwykings is outomaties deur die CNC beheerder geregistreer. Afliniaal metings met behulp van 'n gereedskapvoorinsteller het as 'n kontrole groep gedien.

2.3 Toerusting en Modelle

• Masjien: 3-assige VMC, 12 000 tpy spaan

• Sensor: Renishaw OMP60 aanraak-geaktiveerde sensor

• Gereedskap Getoets: ø10 mm hardmetaal-endmole, TiAlN bedek

• Programmatuur: Fanuc 0i-MF beheerder met aangepaste sensor-siklusse

Hierdie opstelling verseker herhaalbaarheid en maak die metodologie aanpasbaar na ander masjien konfigurasies.

3 Resultate en Ontleding

3.1 Gereedskaplengte Meting

Figuur 1 toon die vergelyking tussen in-masjien peiling en aflyn voorinstelling. Resultate het 'n maksimum afwyking van ±2 µm getoon, met geen noemenswaardige verskil tussen metodes nie.

3.2 Gereedskap Diameter Meting

Tabel 1 bied die gemeetde gereedskap diameter afwykings oor 500 siklusse. Die in-masjien peilstok het bestendig geleidelike afnames opgespoor wat deur flank slytasie veroorsaak is.

Tabel 1 Gereedskap Diameter Afwyking Oor 500 Siklusse (µm)

Die data bevestig dat in-masjien verkenning gelyke akkuraatheid bied terwyl tyd bespaar word in vergelyking met manuele metodes.

3.3 Tydsdoeltreffendheid

Manuele inspeksie het 'n gemiddelde van 45 sekondes per gereedskap vereis, terwyl outomatisering die tyd verminder het tot 15 sekondes, 'n tydvermindering van 65%.

4 Bespreking

Die resultate dui daarop dat in-masjien verkenning 'n vervanging of aanvulling kan wees vir aflyn gereedskapinspeksie in baie CNC-toepassings. Die doeltreffendheid spruit uit die vermoë om gereedskap direk in die masjienomgewing te meet, en sodoende opstel-foute wat deur gereedskaphanteer ontstaan, te elimineer. Beperkinge sluit in die vereiste vir kalibrasie van die voeler en moontlike seinverstoring in omgewings met hoë koelmiddels. Vir die meeste hoë-volume produksiesituasies egter, oortref die voordele hierdie beperkinge. Die bevindinge dui daarop dat die wye aanvaarding van in-masjien verkenning aansienlike vermindering in afsluitingstyd en verbeterde prosesbeheer kan bewerkstellig.

5 Gevolgtrekking

Geoutomatiseerde gereedskapinspeksie deur gebruik van in-masjien aanwysing behaal 'n vergelykbare akkuraatheid met aflaat metodes, terwyl dit aansienlike tydbesparing bied. Die metode is prakties, herhaalbaar en kompatibel met standaard CNC beheer. Toekomstige navorsing kan fokus op die integrering van realtyd slytasievoorspellingsmodelle met aanwysingsdata, wat voorspellende instandhouding in CNC-werking verder verbeter.