Прецизионное лазерное измерение на шлифовальном станке

Нередко можно увидеть лазеры в механическом цехе. Примеры включают лазерные интерферометры для измерения и калибровки систем движения станков; и системы лазерной наладки инструментов для измерения инструментов на станке и обнаружения сломанных инструментов.

Недавно лазерная технология была интегрирована для измерения прецизионных заготовок на некоторых моделях наружных и универсальных шлифовальных станков Studer (торговая марка United Grinding). В течение последних 10 лет компания разрабатывала эту технологию, которую использовала для экспериментального измерения шлифовальных кругов. Осознав свой потенциал для шлифовальных станков, в 2020 году Studer и производитель лазеров добавили улучшенные линзы и другое необходимое оборудование, подходящее для шлифования, и, наконец, запустили так называемую LaserControl — интегрированную в станок технологию лазерного измерения процессов.

LaserControl предлагает множество преимуществ, таких как точное измерение детали, что снижает производственные затраты, расширяет возможности измерения деталей различных размеров, улучшает качество деталей и использует программное обеспечение, которое записывает все измерения. Кроме того, такие системы, как правило, просты в использовании и производят данные быстрее, чем их аналоговые аналоги. Кроме того, лазерное измерение является бесконтактным методом измерения, поэтому оно не наносит вреда измеряемому материалу. Когда нет контакта, нет износа или повреждения, в том числе самого измерительного устройства, такого как зонд или стилус, который используется в аналоговой системе.

В форме буквы «U», расположенной на боку, с лазерным излучателем и приемником, обращенными друг к другу на открытом конце (см. Фото ниже), лазерный датчик прикреплен к револьверной головке шлифовального станка, поэтому он может перемещаться по осям X и Z. . Он приходит в рабочее положение, перемещая ось X станка, и отклоняется, когда станок шлифует. Лазерная головка перемещается над деталью в положение для измерения до тех пор, пока лазерный луч не пересекается с периферией детали, выполняя измерение первой стороны и регистрируя начальную информацию. Лазерная головка продолжает двигаться вперед над деталью до тех пор, пока лазерный луч не выйдет за пределы детали и не перестанет прерываться. Затем это дает информацию о размере детали. (Линейная стеклянная шкала машины с высоким разрешением измеряет расстояние от прерывания измерительного луча до непрерываемого измерительного луча.) Измерения регистрируются в таблице на экране оператора.

В форме буквы «U», расположенной на своей стороной с лазерным излучателем и приемником, обращенными друг к другу на открытом конце, лазерный датчик прикреплен к револьверной головке шлифовального станка, таким образом, он может перемещаться по осям X и Z. Фото предоставлено:United Grinding/Studer

Процесс измерения может занять от 10 до 60 секунд, в зависимости от размера детали и типа проводимого измерения. Система имеет повторяемость +/-1,5 микрона.

Несмотря на обширность, удобное программное обеспечение Studer для системы позволяет операторам шлифовальных станков легко программировать измерения, не требуя особых навыков. Программное обеспечение автоматически записывает измеренные значения после каждого цикла измерения, и данные можно экспортировать в электронную таблицу для дальнейшей оценки. При желании данные можно распечатать.

Вот некоторые ключевые моменты о Studer LaserControl, которые полезно понять, прежде чем решить, подходит ли эта технология для вашего приложения.

Не похоже на типичные системы измерения в процессе производства. Многие системы измерения в процессе производства измеряют во время резки/шлифовки станка. Замкнутая система LaserControl, однако, не измеряет во время процесса шлифования, а вместо этого измеряет после шлифования или между процессами шлифования, прерывая шлифование, когда на одной заготовке выполняется несколько измерений. Благодаря временной остановке шлифования можно избежать использования шлифовальных жидкостей и эмульсий, не подходящих для лазера. Чтобы удалить охлаждающую жидкость, стружку и другие остатки механической обработки с заготовки перед измерением, LaserControl применяет систему продувки со встроенными воздушными соплами непосредственно перед измерением.

Предназначен для измерения различных диаметров и сложных деталей. Поскольку система прикреплена к револьверной головке шлифовального круга, ее можно перемещать вокруг заготовки. Поэтому он предназначен для измерения внешних диаметров как малых

Зондирование — это вариант измерения в шлифовальных станках, но при этом существует риск повреждения зонда и режущей кромки затачиваемого инструмента.

от 1 мм до 100 мм, а также сложные детали. Типичные измерения включают не только большие, непрерывные диаметры заготовки и контуры длины, но также и прерывистые диаметры, такие как валы со шлицами или канавками, режущие кромки инструментов и канавки инструментов.

Нетрадиционная установка. В отличие от другие измерительные системы, эта лазерная измерительная система не требует механической настройки. Оператор станка сообщает программе системы, какие точки измерять на заготовке, через систему управления станком. Таким образом, оператор может запрограммировать станок на измерение любой точки заготовки, необходимой для сбора данных. Эта простая настройка экономит время по сравнению с обычной физической настройкой, которая часто требует более утомительной настройки измерительного прибора на диаметр или длину, которые будут измеряться.

Особенно полезно для измерения режущих инструментов по внешнему диаметру. Несмотря на то, что LaserControl предоставляет много преимуществ для многих операций шлифования, он не предназначен для каждой детали. Например, он не может измерять внутренний диаметр и не идеален для крупносерийного производства, потому что даже этот процесс измерения в машине сокращает время цикла. Тем не менее, он хорошо подходит для измерения внешнего диаметра режущих инструментов из очень твердых материалов с высокой точностью. Детали аэрокосмической отрасли также обычно выигрывают от этого типа измерительной системы.

Юнайтед Гриндинг/Студер | шлифовка.com