Studer med integrert lasermåling for økt presisjon
Av Joppe Næss Christensen
Måling i maskinen underveis i produksjonsprosessen gir økt effektivitet og reduserer feilmarginer. Studer leverer nå lasermåling i sine universelle sylindriske slipemaskiner.
Etterbearbeidingsprosesser på slipemaskiner krever ofte nøyaktige toleranser i forhold til dimensjon, form og posisjonsnøyaktigheter, samt svært nøyaktige overflatekvaliteter. Ofte har selskaper empiriske verdier tilgjengelig for å oppfylle disse kravene. Imidlertid, med små delevolum, er det spesielt ønskelig med prosessevaluering på maskinen, ettersom mellommåling på eksterne målemaskiner og de resulterende korreksjonene forlenger bearbeidingstiden for delbearbeiding. Disse kontrolltiltakene vil øke prosesspåliteligheten og produktiviteten betydelig. Løsninger som kan brukes fleksibelt til et bredt utvalg av emner er ideelle og å foretrekke.
Muligheter for prosessmålingsteknologi i slipeprosesser
Produksjonsingeniører har forskjellige målefunksjoner tilgjengelig for prosessevaluering, som er basert på forskjellige prinsipper for produksjonsteknologi. Måling av prosesskrefter som slipekrefter eller komparative slipespindelstrømmer, gir eksempelvis en indeks for å oppnå levetiden til verktøy eller, like viktig, de muliggjør bestemmelse av svingende toleranser, som kan påvirke prosesstabilitet og overholdelse av nødvendige toleranser. I tillegg kan verktøykostnadene reduseres, da overdreven oppsliping forhindres. Kjente akustiske berøringssensorer hjelper såkalt kontaktdeteksjon i slipeprosessen for å redusere slipetiden, eller overvåker den virkelige profilen for oppsliping med dens konvoluttkurvefunksjoner. Taktile målesystemer som måle- og kontrollsystemer for diameter eller arbeidsstykkelengder, pneumatiske systemer eller mikrosensorer for langsgående utvidelser av spindelsystemer støtter også økt prosesspålitelighet. Andre målefunksjoner kan også beskrives her, for eksempel bruk av kamera eller lasersystemer for prosessovervåking. Spesielt lasermåleteknologi åpner interessante bruksområder.
Integrering av lasermåleteknologi
Studer kan trekke på mer enn 10 års erfaring med bruk av maskinintegrert lasermåleteknologi, som er evaluert for forsøk på måling av slipeskiver eller arbeidsstykker. Slike grunnleggende studier har tradisjon hos Studer for å sikre at selskapet er forberedt på fremtidige trender innen produksjonsteknologi. Denne kunnskapen og erfaringen har blitt brukt til å svare på gjeldende krav. Systemene som brukes i annet industri for verktøyovervåking er videreutviklet Studer-spesifikt på grunnlag av den nyeste lasermåleteknologien, som nylig er tilgjengelig, for måling av emner på slipemaskiner.
Øker effektiviteten
Den nødvendige måleenheten (se U-profil i figur 4) er montert mekanisk, på samme måte som Studer måleprober på B-akser, som bærer den aktuelle slipespindelen. Faktisk er denne situasjonen ikke ukjent for operatørene.
Størrelsen på denne måleenheten kan tilpasses emnets diameter. De eksisterende luftdysene for å blåse av emnet under målingen og de nyutviklede smusskjermene beskytter effektivt laseroptikken mot kjølesmøremidlet i maskinen. Sammenlignet med tidligere modeller bruker produsenten av laserenheter også en forbedret, mer nøyaktig laseroptikk. Det mest slående elementet fra Studers synspunkt er imidlertid muligheten for å generere mange tusen målepunkter for evaluering med emnet roterende. Dette reduserer måletiden betydelig. Disse funksjonene er integrert i Studer-spesifikke målesykluser. Brukeren får således en passende metode for berøringsfri måling for bearbeiding av presisjonsemner.
Det bør også nevnes at ikke bare forskjellige diameter kan registreres med en lasermåleenhet, men nøyaktige kontrollmålinger kan også utføres på "avbrutte" diameter, for eksempel aksler med kilespor eller langsgående spor og tannhjul i diameterrekkevidden (se figur 2). Oppsett og tilbakestilling av tidligere brukte taktile måleinstrumenter i prosessen er utelatt, og effektiviteten øker dramatisk.
Målesyklusen kan velges etter ønske etter hver bearbeiding eller på slutten av slipeprosessen. Studer-programvaren logger (se figur 3) de målte verdiene per diameter etter hver målesyklus. Denne prosessen gjør det mulig for operatøren å raskt finne ut kvaliteten på den slipte komponenten.
Eksempel på anvendelse
Et veldig effektivt eksempel på bruk av en integrert målestrategi er den komplekse bearbeidingen av små grupper med verktøy med PCD-skjærekanter. Ofte er spørsmålet her hvem som bearbeider hvem, diamantslipeskiven verktøyet, eller omvendt. Den såkalte "lukkede sløyfeprosessen" med taktile måleinstrumenter brukes ofte til dette formålet (figur 3). Skjærekantene blir målt, slipe, målt osv. I flere iterasjonstrinn. Diametertoleranser på +/- 1,5 mikrometer oppnås med dette tiltaket, som er et veldig godt resultat. Et økende behov for berøringsfri måling har utviklet seg for disse applikasjonene, ettersom PCD-skjærekantene noen ganger reagerer sensitivt på taktil måling.
Dette kravet om berøringsfri måling av verktøy i dette toleranseområdet, som har skjærekanter eller føringsskinner, kan nå oppfylles med den integrerte lasermåleteknologien som er beskrevet her (figur 4). Typiske måleoppgaver som kreves i denne sektoren er for eksempel:
Måling av et verktøy med skjærekanter, der den minste og største skjærekanten bestemmes i et måleplan.
Måling i to forskjellige plan av skjæreverktøyet, dvs. i forskjellige plan av målesylinderen generert ved rotasjon, gir dimensjonen til ønsket avsmaling på skjæreverktøy, som nå kan skiftes ut.
Avhengig av måleforskjellene mellom skjærekantens diameter og føringsskinnene til et skjæreverktøy i samme måleplan, kan laseroptikken bestemme denne diameteren selv med arbeidsemnet roterende. Dette vil være tilfelle for de fleste verktøy og vil ha en positiv effekt på måling av tidsreduksjon.
Studer-målesykluser kan hjelpe alle som vil vite før bearbeiding og med verktøyet som skal settes fast, hvor stor utløpet er fra verktøyskaftet til skjærediameteren på enden av verktøyet.
For mer informasjon se: www.studer.com og www.masentia.com
Kilde: Studer