Paano I-automate ang Pagsusuri ng CNC Tool sa Pamamagitan ng Probing sa Loob ng Machine

PFT, Shenzhen

Abstrak

Ang automated na inspeksyon ng tool ay naging mahalagang hakbang na ngayon sa modernong CNC machining, lalo na sa mataas na katiyakan at mataas na dami ng produksyon. Ang layunin ng pag-aaral na ito ay suriin ang epektibidad ng mga in-machine probing system sa pagsubaybay sa pagsusuot ng tool at dimensional accuracy nang hindi naghihinto sa cycle time. Kasama sa mga pamamaraan ang pagsasama ng touch-trigger probe sa loob ng isang three-axis vertical machining center, kasama ang mga custom na inspection cycle na binuo sa control software. Ang datos ay nakolekta mula sa paulit-ulit na inspeksyon ng tool sa loob ng 500 machining cycles, na nagtatala ng mga paglihis sa diameter at haba. Ang mga resulta ay nagpakita na ang automated probing ay binawasan ang oras ng manual na inspeksyon ng 65% habang pinapanatili ang dimensional accuracy sa loob ng ±2 µm. Ang comparative analysis kasama ang offline na inspeksyon ay nagpahiwatig na ang in-machine probing ay nakamit ng pantay o mas mataas na repeatability, lalo na sa pagtuklas ng paulit-ulit na flank wear. Nagwawakas ang pag-aaral na ito na ang in-machine probing ay nagbibigay ng praktikal at maaaring palawakin na solusyon para sa pag-automate ng inspeksyon ng tool sa mga paligid ng CNC, na sumusuporta sa parehong process reliability at pagbawas ng gastos.

1 pagpapakilala

Ang pagsusuot at pagkabasag ng tool ay kabilang sa mga pinakakaraniwang sanhi ng paglihis ng bahagi at pagkabigo ng makina sa produksyon ng CNC. Karaniwan, umaasa ang inspeksyon sa mga manual na pagsukat gamit ang mga offline na kagamitan tulad ng tool presetters at mikroskopyo. Bagama't tumpak, ang mga pamamaraang ito ay nakakapigil sa produksyon at nagpapataas ng gastos sa paggawa. Ang teknolohiya ng in-machine probing ay nakatutugon sa mga hamong ito sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa automated na pagsukat ng tool nang diretso sa loob ng machining cycle. Iniimbestigahan ng pag-aaral na ito kung paano maisasakatuparan ang in-machine probing upang automatihin ang inspeksyon ng tool, na binibigyang-diin ang metodolohiya ng disenyo, mga resulta sa pagganap, at mga praktikal na implikasyon.

2 Pamamaraan ng Pananaliksik

2.1 Konsepto ng Disenyo

Binuo ang sistema ng inspeksyon sa paligid ng isang touch-trigger probe na naisama sa spindle ng isang vertical machining center. Programado ang probe na sumukat ng haba at diameter ng tool bago at pagkatapos ng bawat machining cycle. Binuo ang mga probing routines gamit ang mga standard G-code macro upang matiyak ang pagkakapareho sa iba't ibang makina.

2.2 Pangangalap ng Datos

Ang mga datos ay nakolekta mula sa 500 machining cycles ng mga bahaging gawa sa hardened steel. Ang mga paglihis sa haba at lapad ng tool ay nakatala nang automatiko ng CNC controller. Ang mga offline na pagsusuri gamit ang tool presetter ay nagsilbing control group.

2.3 Kagamitan at Modelo

• Makina: 3-axis VMC, 12,000 rpm spindle

• Probe: Renishaw OMP60 touch-trigger probe

• Mga Ginamit na Tool: ø10 mm carbide end mills, TiAlN coated

• Software: Fanuc 0i-MF controller na may custom probing cycles

Ang pagkakaayos na ito ay nagsisiguro ng reproducibility at nagpapahintulot sa metodolohiya na maisama sa iba pang mga configuration ng makina.

3 Mga Resulta at Pagsusuri

3.1 Tool Length Measurement

Nagpapakita ang Figure 1 ng paghahambing sa pagitan ng in-machine probing at offline presetting. Ang mga resulta ay nagpahiwatig ng maximum na paglihis na ±2 µm, kung saan walang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang pamamaraan.

3.2 Sukat ng Tool Diameter

Nagpapakita ang Table 1 ng mga nakuhang paglihis ng tool diameter sa loob ng 500 cycles. Ang in-machine probe ay patuloy na nakapagtuklas ng unti-unting pagbaba dahil sa flank wear.

Table 1: Tool Diameter Deviation Sa Loob Ng 500 Cycles (µm)

Ang datos ay nagpapatunay na ang in-machine probing ay nagbibigay ng pantay na katiyakan habang nagse-save ng oras kumpara sa mga manual na pamamaraan.

3.3 Kahusayan sa Oras

Ang manual na inspeksyon ay nangangailangan ng average na 45 segundo bawat tool, samantalang ang automated probing ay binawasan ito sa 15 segundo, na nakakamit ng 65% na pagbawas ng oras.

4 Talakayan

Ang mga resulta ay nagmumungkahi na ang in-machine probing ay maaaring pumalit o допlemento ang offline tool inspection sa maraming CNC aplikasyon. Ang kanyang epektibidad ay nagmula sa kakayahang sukatin ang mga tool nang direkta sa machining environment, na nag-e-eliminate ng mga pagkakamali sa setup na dulot ng paghawak sa tool. Kasama sa mga limitasyon ang mga kinakailangan sa probe calibration at posibleng interference ng signal sa mga mataas na coolant na kapaligiran. Gayunpaman, para sa karamihan sa mga scenario ng mataas na produksyon, ang mga benepisyo ay higit sa mga paghihigpit. Ang mga natuklasan ay nagpapahiwatig na ang malawakang pagpapatupad ng in-machine probing ay maaaring makabuluhang bawasan ang downtime at mapabuti ang control sa proseso.

5 Konklusyon

Ang automated na inspeksyon ng tool gamit ang in-machine probing ay nakakamit ng katulad na katiyakan tulad ng mga offline na pamamaraan habang nag-aalok ng malaking paghemahemat ng oras. Ang pamamaraan ay praktikal, maaaring ulitin, at tugma sa karaniwang CNC controls. Maaaring iharap ng hinaharap na pananaliksik ang pagsasama ng real-time na modelo ng prediksyon ng pagsusuot sa datos ng probing, na higit na nagpapahusay ng predictive maintenance sa CNC machining.