CNC Takım Muayenesini Makine İçi Prob ile Nasıl Otomatikleştirilir

PFT, Shenzhen

Özetle

Otomatik alet muayenesi, özellikle yüksek hassasiyetli ve yüksek hacimli üretimlerde, modern CNC işleme sürecinin temel bir aşaması haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, çevrim süresini kesintiye uğratmadan alet aşınmasını ve boyutsal doğruluğu izlemek için makine içi prob sistemlerinin etkinliğini değerlendirmektir. Yöntemler, kontrol yazılımında geliştirilen özel muayene döngüleriyle birlikte üç eksenli bir dikey işleme merkezine entegre edilen dokunmatik probun kullanılmasını içermiştir. Veriler, 500 işleme çevrimi boyunca tekrarlanan alet muayenelerinden, çap ve uzunlukta meydana gelen sapmalar kayıt altına alınarak elde edilmiştir. Sonuçlar, otomatik prob kullanımının manuel muayene süresini %65 azalttığını ve boyutsal doğruluğun ±2 µm aralığında kaldığını göstermiştir. Ofline muayene ile karşılaştırmalı analiz, makine içi probun özellikle kademeli yan yüz aşınmasının tespitinde eşit veya daha yüksek tekrarlanabilirlik sağladığını ortaya koymuştur. Çalışma, makine içi probun CNC ortamlarında alet muayenesini otomatikleştirmenin pratik ve ölçeklenebilir bir çözüm olduğunu, süreç güvenilirliğine ve maliyet azaltmaya katkı sağladığını sonucuna varılmıştır.

1 giriş

Takım aşınması ve kırılması, CNC üretiminde parça sapmalarının ve makine duruşlarının en yaygın nedenlerinden biridir. Geleneksel olarak, ölçüm işlemleri takım önceden ayarlayıcılar ve mikroskop gibi çevrim dışı ekipmanlar kullanılarak elle yapılır. Bu yöntemler doğrudur ancak üretim kesintiye uğrar ve işçilik maliyeti artar. Makine içi ölçüm teknolojisi, ölçüm işlemlerinin otomasyonunu sağlayarak bu sorunlara çözüm getirir. Bu çalışma, makine içi ölçümün takım ölçüm sürecini nasıl otomatikleştirebileceğini, tasarım metodolojisini, performans sonuçlarını ve uygulamadaki etkilerini incelemektedir.

2 Araştırma Yöntemi

2.1 Tasarım Kavramı

Ölçüm sistemi, dikey işleme merkezinin iş miline entegre edilmiş bir temas tipi prob ile oluşturulmuştur. Prob, her işleme döngüsünden önce ve sonra takım uzunluğu ve çapını ölçmek üzere programlanmıştır. Ölçüm rutinleri farklı makinelerde tekrarlanabilirliği sağlamak amacıyla standart G-kod makroları kullanılarak geliştirilmiştir.

2.2 Veri Toplama

Sertleştirilmiş çelik komponentlerin 500 işleme çevriminden veriler toplandı. Takım uzunluğu ve çap sapmaları CNC kontrolörü tarafından otomatik olarak kaydedildi. Kontrol grubu olarak bir takım önceden ayarlayıcı kullanılarak offline ölçümler yapıldı.

2.3 Ekipmanlar ve Modeller

• Makine: 3 eksenli DİK işleme merkezi, 12.000 devir/dakika iş miline sahip

• Prob: Renishaw OMP60 dokunmatik prob

• Test Edilen Takımlar: ø10 mm sert metal frezeler, TiAlN kaplı

• Yazılım: Fanuc 0i-MF kontrol cihazı, özel prob çevrimleri ile

Bu kurulum, tekrarlanabilirliği sağlar ve metodunun diğer makine konfigürasyonlarına uyarlanmasına olanak tanır.

3 Sonuçlar ve Analiz

3.1 Takım Uzunluğu Ölçümü

Şekil 1, makine içi ölçüm ile offline önceden ayar arasındaki karşılaştırmayı göstermektedir. Sonuçlar, ±2 µm'lik maksimum sapma göstermiş ve yöntemler arasında anlamlı bir fark tespit edilmemiştir.

3.2 Takım Çapı Ölçümü

Tablo 1, 500 çevrim boyunca ölçülen takım çapı sapmalarını sunmaktadır. Makine içi prob, yanal aşınma nedeniyle meydana gelen kademeli azalmaları sürekli olarak tespit etmiştir.

Tablo 1 500 Çevrim Boyunca Takım Çapı Sapması (µm)

Veriler, makine içi ölçümün, manuel yöntemlere kıyasla zaman tasarrufu sağlarken aynı doğruluğu sunduğunu doğrulamaktadır.

3.3 Zaman Verimliliği

Manuel inceleme, her alet için ortalama 45 saniye sürerken, otomatik ölçüm bu süreyi 15 saniyeye düşürerek %65 zaman tasarrufu sağlamıştır.

4 Tartışma

Sonuçlar, makine içi ölçümün birçok CNC uygulamasında çevrimdışı alet incelemesinin yerine veya onu tamamlayıcı olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Etkinliği, aletleri doğrudan iş parçası çevresinde ölçme kabiliyetinden kaynaklanmakta, alet taşıma nedeniyle oluşan kurulum hatalarını ortadan kaldırmaktadır. Sınırlamalar arasında prob kalibrasyon gereksinimi ve yüksek soğutma sıvısı kullanılan ortamlarda sinyal karışımı riski yer almaktadır. Ancak çoğu yüksek hacimli üretim senaryosunda faydalar bu sınırlamaları aşmaktadır. Bulgular, makine içi ölçümün yaygın olarak benimsenmesiyle durma süresinin önemli ölçüde azaltılacağı ve süreç kontrolünün iyileştirilebileceği sonucuna varmaktadır.

5 Sonuç

Makine içi ölçüm kullanarak otomatik alet kontrolü, çevrimdışı yöntemlerle karşılaştırılabilir doğruluk sağlarken önemli zaman tasarrufu sunar. Bu yöntem uygulanabilir, tekrarlanabilir ve standart CNC kontrolleriyle uyumludur. Gelecekteki araştırmalar, gerçek zamanlı aşınma tahmin modellerinin ölçüm verileriyle entegrasyonuna odaklanabilir ve böylece CNC işlemede tahmine dayalı bakım daha da geliştirilebilir.