Bagaimana Mengautomatikan Pemeriksaan Alat CNC dengan Penyukatan Dalam Mesin

PFT, Shenzhen

Abstrak

Pemeriksaan alat secara automatik telah menjadi langkah penting dalam pemesinan CNC moden, terutamanya untuk pengeluaran yang memerlukan kepersisan tinggi dan jumlah yang besar. Tujuan kajian ini adalah untuk menilai keberkesanan sistem pengecaman dalam mesin untuk memantau haus alat dan kejituan dimensi tanpa mengganggu masa kitaran. Kaedah yang digunakan merangkumi integrasi probe jenis sentuh dalam pusat pemesinan menegak tiga paksi, bergabung dengan kitaran pemeriksaan tersuai yang dibangunkan dalam perisian kawalan. Data dikumpulkan daripada pemeriksaan alat berulang sepanjang 500 kitaran pemesinan, merekodkan sisihan dalam diameter dan panjang. Keputusan menunjukkan bahawa pengecaman automatik mengurangkan masa pemeriksaan manual sebanyak 65% sambil mengekalkan kejituan dimensi dalam julat ±2 µm. Analisis perbandingan dengan pemeriksaan luar mesin menunjukkan bahawa pengecaman dalam mesin mencapai kebolehulangan yang sama atau lebih tinggi, terutamanya dalam mengesan kehausan tepi secara beransur. Kajian ini merumuskan bahawa pengecaman dalam mesin menyediakan penyelesaian praktikal dan boleh dikembangkan untuk memperautomatikkan pemeriksaan alat dalam persekitaran CNC, menyokong kedua-dua kebolehpercayaan proses dan pengurangan kos.

1 pengenalan

Kepakaran dan kegagalan alat merupakan antara sebab utama berlakunya penyimpangan bahagian dan jangka masa pemeriksaan mesin dalam pengeluaran CNC. Secara tradisional, pemeriksaan bergantung kepada pengukuran manual dengan menggunakan peralatan luar talian seperti alat perset alat dan mikroskop. Walaupun tepat, kaedah ini mengganggu pengeluaran dan meningkatkan kos buruh. Teknologi pendeteksian dalam mesin menangani cabaran ini dengan membenarkan pengukuran alat secara automatik terus dalam kitaran pemesinan. Kajian ini menyiasat bagaimana pendeteksian dalam mesin boleh dilaksanakan untuk mempercepatkan pemeriksaan alat, dengan memberi fokus kepada metodologi reka bentuk, keputusan prestasi, dan implikasi praktikal.

2 Kaedah Penyelidikan

2.1 Konsep Reka Bentuk

Sistem pemeriksaan dibina berdasarkan probe picu sentuh yang diaplikasikan ke dalam spindal pusat pemesinan menegak. Probe ini diprogramkan untuk mengukur panjang dan diameter alat sebelum dan selepas setiap kitaran pemesinan. Rutin pendeteksian dibangunkan dengan menggunakan makro kod G piawai untuk memastikan kebolehulangan di pelbagai mesin.

2.2 Pengumpulan Data

Data dikumpulkan daripada 500 kitaran pememesinan komponen keluli dikeraskan. Penyimpangan panjang dan diameter alat dipantau secara automatik oleh kawalan CNC. Pengukuran secara manual menggunakan alat pemesin pratetap bertindak sebagai kumpulan kawalan.

2.3 Peralatan dan Model

• Mesin: vMC 3-paksi, kelajuan spindel 12,000 rpm

• Probe: Sondan Renishaw OMP60 jenis sentuh-hidup

• Alatan Diuji: milling end karbida berkeluk Ø10 mm, bersalut TiAlN

• Perisian: Kawalan Fanuc 0i-MF dengan kitaran sondan tersuai

Konfigurasi ini memastikan kebolehulangan dan membolehkan metodologi ini diaplikasikan pada konfigurasi mesin lain.

3 Keputusan dan Analisis

3.1 Pengukuran Panjang Alat

Rajah 1 menunjukkan perbandingan antara pengukuran dalam mesin dan penyediaan awal luar talian. Keputusan menunjukkan sisihan maksimum ±2 µm, tanpa perbezaan ketara antara kaedah-kaedah tersebut.

3.2 Pengukuran Diameter Alat Pemotong

Jadual 1 membentangkan sisihan diameter alat pemotong yang diukur merentasi 500 kitaran. Pengukur dalam mesin secara konsisten mengesan penurunan beransur-ansur yang disebabkan oleh haus tepi.

Jadual 1 Sisihan Diameter Alat Pemotong Merentasi 500 Kitaran (µm)

Data tersebut mengesahkan bahawa penyondan dalam mesin memberikan ketepatan yang sama sambil menjimatkan masa berbanding kaedah manual.

3.3 Kecekapan Masa

Pemeriksaan manual memerlukan purata 45 saat bagi setiap alat, manakala penyondan automatik mengurangkannya kepada 15 saat, menjayakan pengurangan masa sebanyak 65%.

4 Perbincangan

Keputusan menunjukkan bahawa penyondan dalam mesin boleh menggantikan atau melengkapi pemeriksaan alat secara manual dalam kebanyakan aplikasi CNC. Kebekannya timbul daripada keupayaan untuk mengukur alat secara langsung dalam persekitaran pemesinan, seterusnya menghilangkan ralat persediaan yang disebabkan oleh pengendalian alat. Hadnya termasuk keperluan kalibrasi probe dan gangguan isyarat berkemungkinan berlaku dalam persekitaran dengan penggunaan penyejuk berlebihan. Walau bagaimanapun, untuk kebanyakan situasi pengeluaran berjumlah tinggi, faedah-faedahnya melebihi kekangan-kekangan tersebut. Penemuan ini menunjukkan bahawa penerimaan secara meluas penyondan dalam mesin berpotensi untuk mengurangkan jangka masa pemberhentian dan meningkatkan kawalan proses.

5 Kesimpulan

Pemeriksaan alat pengganti secara automatik menggunakan pengecaman dalam mesin mencapai ketepatan yang setanding dengan kaedah luar talian sambil menawarkan penjimatan masa yang ketara. Kaedah ini praktikal, boleh diulang dan serasi dengan kawalan CNC piawai. Kajian pada masa hadapan boleh memberi fokus kepada penggabungan model ramalan haus masa sebenar dengan data pengecaman, seterusnya meningkatkan penyelenggaraan berjangka dalam pemesinan CNC.