Suzhou Set Industrial Equipment System Co., Ltd.
jazyk

Webová nabídka

Hledání produktů

Jazyk

Podíl

Zprávy průmyslu
Domov / Zprávy / Zprávy průmyslu / Jak systémy nulových bodů zlepšují stabilitu obrobku v 5osém CNC obrábění
Zobrazit všechny projekty

Jak systémy nulových bodů zlepšují stabilitu obrobku v 5osém CNC obrábění

Proč se stabilita obrobku zhorší, když se 5osé úlohy stanou složitými

5osé obráběcí centrum získává svou hodnotu řezáním pěti ploch součásti bez jediného ručního opětovného upnutí. Tento příslib se zhroutí v okamžiku, kdy přípravek umožní obrobku posunout uprostřed cyklu dokonce o několik mikronů. Dráhy nástroje, které byly naprogramovány proti pevnému počátku, se náhle oříznou proti pohyblivému a díl se vychýlí z tolerance dlouho předtím, než si obsluha všimne něčeho špatného na displeji.

Obchody, které provozují souvislé dráhy nástroje 4. a 5. osy, hlásí, že většina vyřazených dílů vede zpět k upínání, nikoli k fréze nebo programu. Opakované upínání šroubem, stoly s T-drážkou a sestavy svěráků mají své vlastní malé chyby: nerovnoměrnou upínací sílu, teplotní posun v důsledku dlouhých cyklů a mikropohyb během rychlé rotace čepu. Každá z těchto sloučenin v rámci programu s pěti tvářemi způsobem, který 3osá práce nikdy nezažije.

Systémy s nulovým bodem byly vyvinuty speciálně k odstranění této proměnné. Namísto opětovného nastavení počátku pokaždé, když je součást převrácena nebo vyměněna, se přípravek zablokuje na pevnou mechanickou referenci, která zůstává konstantní na každém nastavení, paletě a stroji v dílně. Jakmile je tato reference stanovena, programátor, operátor a kontrolní oddělení pracují všichni ze stejného fyzického bodu, což odstraňuje jeden z nejčastějších zdrojů neshod mezi CAM programem a součástí, která skutečně pochází ze stroje.

Co vlastně umí polohovací systém s nulovým bodem

Jádrem upínacího modulu nulového bodu je mechanická spojka: základní deska nebo paleta namontovaná trvale ke stolu stroje, čepu nebo náhrobku, spárovaná s polohovacím kolíkem upevněným na spodní straně obrobku, pomocné desky nebo přípravku. Když kolík zapadne do modulu a svorka zapadne, díl se pokaždé vrátí do přesně stejné polohy X, Y, Z a rotace, obvykle v rozmezí 0,005 mm opakovatelnosti.

To je nejdůležitější při práci s 5 osami, protože to odděluje dva problémy, které se běžně zamotávají dohromady: pevné držení součásti a přesné umístění součásti. Konvenční svěrák může držet díl pevně, ale spoléhá na to, že operátor znovu vynuluje vztažný bod dotykem. Modul nulového bodu drží součást pevně a zaručuje, že se nulový bod nikdy nepohne, protože mechanická reference je zabudována do samotné spojky, nikoli do techniky operátora.

Metoda upínání Typická opakovatelnost Je vyžadováno opětovné vynulování Nejlepší fit
Ruční svěrák 0,02 až 0,05 mm Ano, každý cyklus Prototypové, jednodílné zakázky
Šroubovací T-drážka 0,03 až 0,08 mm Ano, každý cyklus Velké, maloobjemové díly
Modul nulového bodu 0,002 až 0,005 mm Ne, jednorázové nastavení Vysoce promíchané, víceosé, opakované úlohy

Protože referenční bod je spíše mechanický než procedurální, může se stejná paleta pohybovat mezi frézou, souřadnicovým měřicím strojem a drátovým EDM, aniž by ztratila svůj počátek. Tato jediná vlastnost je to, co dělá z nástrojů s nulovým bodem páteř nejmodernějších 5osých článků se světelným výstupem a vysokým mixem.

Jak osmihranný Taper Lokátor řeší torzní zatížení

Lokátory kulatých kuželů dobře zvládají vertikální upínací sílu, ale špatně odolávají rotačnímu momentu, protože válcové kužele nemají žádnou geometrickou vlastnost, která by zabránila kroucení součásti při velkém zatížení bočním frézováním. Toto je místo Osmiúhelníkový Taper Zero Point Locator mění geometrii problému.

Octagonal Taper Zero Point Locator front view diagram

Osmistranný kuželový profil poskytuje osm diskrétních plochých kontaktních ploch namísto jedné spojité zakřivené plochy. Během upínání lokátor dosedá na tyto plošky pomocí zaklínění, které odolává otáčení v obou směrech, nejen vertikálnímu stahování. V 5osém uspořádání namontovaném na čepu, kde stůl otáčí součást o složené úhly, tento rotační zámek zabraňuje mikroprokluzu, který se projevuje jako stopy svědků nebo rozměrový posun na dokončených plochách.

  • Osmiplošná kontaktní geometrie odolává torznímu zatížení při těžkých bočních frézovacích průchodech
  • Samostředící úhel kužele kompenzuje drobné rušení třísek nebo úlomků
  • Kalené a broušené kontaktní plochy si zachovávají opakovatelnost v průběhu desítek tisíc upínacích cyklů
  • Kompatibilní s manuálními i pneumatickými nebo hydraulickými upínacími moduly

Terénní data z obchodů provozujících těžké díly ve stylu držáků pro letectví a kosmonautiku ukazují torzní vychýlení pod osmihranným lokátorem kuželů, které zůstává pod 3 mikrony i při řezných silách, které by viditelně otřásly ekvivalentem kulatého kužele. U 5osých programů, kde se vřeteno přibližuje k dílu z tuctu různých vektorových úhlů v jednom cyklu, je torzní tuhost často rozdílem mezi dílem, který má toleranci, a tou, která ne.

Integrace polohovacího systému s nulovým bodem s čepovými přípravky

Zero Point Positioning System mounted on trunnion fixture

Čepový stůl otáčí a naklání obrobek, takže vřeteno se může přibližovat k prvkům z téměř jakéhokoli úhlu bez ručního upínání. Tato volnost je užitečná pouze v případě, že součást zůstane perfektně umístěna při každém otočení, což je přesně úkolem a Polohovací systém nulového bodu postavený na konstrukci s krátkým kuželem s kuličkovým zámkem.

Geometrie krátkého kužele udržuje výšku spojky nízkou, což je na čepu přímo důležité, protože každý milimetr přidané výšky zvyšuje poloměr otáčení a setrvačné zatížení, které musí rotační osy zvládat během rychlého indexování. Kulová svorka uvnitř kužele táhne součást dolů rovnoměrnou radiální silou rozloženou po celém obvodu, spíše než jednobodovým tahem, který může obrobek rozkývat při dynamické rotaci.

Tři praktické výhody na čepovém článku

  1. Nižší výška stohu snižuje konzolové zatížení motorů rotační osy během vysokorychlostního indexování
  2. Rovnoměrná radiální upínací síla udržuje součást vystředěnou díky úhlům náklonu až 120 stupňů
  3. Standardizovaná rozhraní palet umožňují, aby jedna základní deska přijala více rodin dílů bez nutnosti předělání čepu

Obchody, které převádějí otočnou buňku ručního svěráku na rozhraní s nulovým bodem, obvykle hlásí zkrácení doby cyklu indexování o 15 až 25 procent, a to především proto, že rotační osa již nemusí tak opatrně zpomalovat uprostřed kývání, aby nedošlo k narušení volně odkazované součásti.

Opakovatelnost podle typu zařízení: Vizuální srovnání

Níže uvedená tabulka porovnává typickou opakovatelnost polohy napříč běžnými přístupy k upevnění, vyjádřenou v mikronech. Nižší hodnoty znamenají těsnější a konzistentnější umístění součásti v opakovaných cyklech.

Opakovatelnost polohy metodou upnutí (mikrometry) Ruční svěrák 45 um T-Slot Bolt-Down 62 um Standardní kulatý kužel 12 um Osmihranný kuželový nulový bod 4 um

Amplituda vibrací v průběhu obráběcího cyklu

Pevné, dobře orientované upínání snižuje rezonanční vibrace při agresivních víceosých řezech. Spojnicový graf níže znázorňuje relativní amplitudu vibrací během jednoho cyklu od hrubování po dokončení pro ručně upnutý díl oproti dílu upnutému s nulovým bodem.

Relativní amplituda vibrací v průběhu doby cyklu 0 Vysoká Ruční upínání Upínání nulového bodu Hrubování přes dokončovací průchody

Vzor, který se konzistentně projevuje napříč dílenskými měřeními, je ten, že ručně upnuté díly mají tendenci k vyšší a nevyzpytatelnější amplitudě, jak se rychlost vřetena a boční zatížení zvyšují při hrubovacím průchodu, zatímco nastavení nulového bodu s pevným odkazem zůstává v mnohem užším pásmu. Toto užší pásmo umožňuje programátorům agresivněji posouvat rychlosti posuvu a překročení bez rizika chvění nebo předčasného opotřebení nástroje, protože upínač již není omezujícím faktorem toho, jak silně lze řez zatlačit.

Vícefaktorové srovnání: Nulový bod vs. konvenční upevnění

Níže uvedená radarová tabulka hodnotí každý přístup upínacího zařízení podle pěti praktických kritérií na stupnici od 1 do 5, kde větší uzavřená plocha představuje lepší celkový výkon pro 5osou výrobu s vysokým obsahem mixu.

Porovnání způsobu uchycení Opakovatelnost Nastavení rychlosti Tuhost Flexibilita Efektivita nákladů Systém nulových bodů Ruční svěrák

Jak funguje změna nastavení s pracovním postupem s nulovým bodem

Níže uvedený diagram nastiňuje sekvenci typického přepínání úloh s vysokým mixem, jakmile je systém nulového bodu nainstalován na stůl stroje nebo čep.

Odstraňte hotovou paletu z modulu Zrušte další předvolbu palety do lokátoru Svorka zapadne, datum obnoveno Spusťte uložený program, není potřeba opětovné nulování

Vzhledem k tomu, že počátek je zaručen mechanickou spojkou spíše než rutinou dotyku operátora, trvá tato změna obvykle méně než dvě minuty, ve srovnání s patnácti až třiceti minutami pro ruční opětovné indikování na srovnatelném čepovém upínači.

Pracovní příklad z výroby držáků High-Mix

Zvažte dílnu provozující konstrukční držáky pro průmyslová zařízení, obrobené z hliníkových bloků na pěti stranách na díl v dávkách 40 až 80 kusů. Před převedením na nástroje s nulovým bodem vyžadovala každá součást ruční přenastavení mezi hrubovací operací 3 2 a finálním dokončovacím průchodem čepu, přičemž se přidalo zhruba dvacet minut neřezného času na součást a zavedlo se dostatečné polohové odchylky, že vyřazení při závěrečné kontrole se pohybovalo kolem šesti procent.

Po standardizaci na osmihranné lokátory kuželů pro hrubovací přípravek a systém polohování nulového bodu s krátkým kuželem na čepu dílna zcela vyloučila ruční opětovné indikování. Palety se přesunuly přímo z hrubovací stanice do otočného čepu s neporušeným nulovým bodem, doba bez obrábění na díl klesla na zhruba čtyři minuty a vyřazení z konečné kontroly kleslo pod jedno procento během tříměsíčního výrobního cyklu.

Zvýšení efektivity bylo dosaženo méně z rychlejšího řezání a více z odstranění manuálního kroku náchylného k chybám, což je vzor, ​​který většina obchodů s vysokým mixem vidí, jakmile společný mechanický údaj zahrnuje více stanic, spíše než přestavování na každé z nich.

Zachování dlouhodobé přesnosti při denním výrobním zatížení

Modul nulového bodu je pouze tak přesný, jak jeho kontaktní plochy zůstanou čisté. Třísky, zbytky chladicí kapaliny a jemné písky jsou nejčastější příčinou postupného posunu přesnosti v obchodech, které vynechávají základní rutinu údržby, protože i několik mikronů úlomků zachycených mezi kuželem lokátoru a jeho protilehlým kuželem vyrovná počátek v tomto cyklu.

Většina obchodů, které používají nástroje s nulovým bodem v nepřetržité výrobě, zabuduje do svého standardního provozního postupu tři návyky. Za prvé, rychlé provzdušnění nebo setření jak lokátoru, tak zásuvky základní desky před každým cyklem upínání, což trvá několik sekund, ale odstraňuje většinu rizika kontaminace. Za druhé, plánovaná kontrola rozměrů, obvykle týdně nebo každých několik tisíc cyklů, pomocí testovacího indikátoru nebo vyhrazeného kalibračního puku k potvrzení, že se počátek neodchýlil. Za třetí, sledování počtu upínacích cyklů na modul, takže těsnění, pružiny nebo hydraulické součásti uvnitř upínacího mechanismu jsou vyměňovány podle preventivního plánu, nikoli poté, co se porucha projeví jako vyřazené díly.

Body běžného opotřebení ke kontrole

  • Kuželové nebo kuželové kontaktní povrchy pro důlkové, oděrové nebo chladicí skvrny
  • Upínací mechanismus pruží nebo těsní pro snížení stahovací síly v průběhu času
  • Upevňovací šrouby základní desky pro udržení točivého momentu po opakovaných vibračních cyklech
  • Lokalizační kolíky na paletách pro opotřebení na počátečním záběrovém zkosení

Obchody, které tyto kontroly vynechávají, mají tendenci zaznamenat problémy s přesností až poté, co šarže dílů neprojde závěrečnou kontrolou, v tomto okamžiku je těžší izolovat hlavní příčinu, než by tomu bylo při rutinní týdenní kontrole. Nejspolehlivějším způsobem, jak udržet flotilu modulů s nulovým bodem v chodu na jmenovité toleranci po mnoho let, nikoli měsíců, je začlenění inspekce do stávajícího plánu preventivní údržby namísto toho, aby byla považována za samostatný úkol.

Odhad návratnosti standardizačních nástrojů s nulovým bodem

Finanční důvod pro nástroje s nulovým bodem zřídka pochází ze samotných nákladů na modul, což je skromná řádková položka ve srovnání se strojním časem, který chrání. Pochází ze tří zdrojů kompaundování: zkrácení doby bez řezání na díl, snížení zmetkovitosti a přepracování a snížená závislost na jediném zkušeném operátorovi, aby dodržel toleranci citem.

Nejsnáze se kvantifikuje doba neřezání. Pokud ruční opětovné indikování na čepovém upínači spotřebuje dvacet minut na jeden díl a změna nulového bodu zabere dvě minuty, dávka šedesáti dílů obnoví zhruba osmnáct hodin času vřetena, které by jinak během nastavování nečinně sedělo. Při typickém dílenském poměru se tento návratný čas sám o sobě často vrátí investici do nástrojů v rámci jedné výrobní série středněobjemových dílů.

Kromě toho sloučeniny pro redukci šrotu. Prodejna, která přechází z šestiprocentní míry zmetkovitosti na jednoprocentní zmetkovitost u šarže šedesáti kusů, se vyhne zhruba třem vyřazeným dílům na sérii, z nichž každá nese plné náklady na materiál, strojní čas a programování, které do ní již bylo zapuštěno, než se závada zachytí. V desítkách dávek ročně tento rozdíl sám o sobě často převyšuje celkové náklady na převod buňky na společné rozhraní s nulovým bodem.

Třetí faktor je těžší uvést číslo, ale v praxi je stejně důležitý: konzistence, která nezávisí na tom, který operátor provedl nastavení. Mechanický základ funguje stejně bez ohledu na to, zda paletu nakládá starší strojník nebo nedávný najatý pracovník, což zkracuje dobu potřebnou na zaškolení, než může nový operátor samostatně provádět náročné práce.

Výběr konfigurace pravého nulového bodu

Ne každá 5osá úloha potřebuje stejnou geometrii lokátoru nebo upínací sílu. Přiřazením modulu k rodině dílů se vyhnete jak nedostatečnému upnutí, které ohrožuje pohyb dílu, tak nadměrnému zadání, které zvyšuje zbytečné náklady a výšku stohu.

Charakteristika práce Doporučená úvaha
Těžké boční frézování, vysoký točivý moment Osmihranný kuželový lokátor pro rotační odpor
Programy s naklápěním na čepu Polohovací systém s kulovým uzávěrem s krátkým kuželem pro nízkou výšku stohu
Častá výměna části rodiny Standardizovaný vzor základní desky u všech svítidel
Tenkostěnné nebo jemné části Rozložená, stejnoměrná upínací síla přes jediný bod vysoké síly
Vícestrojová výroba, sdílené palety Společné rozhraní modulu napříč frézovacími, kontrolními a EDM stanicemi

Tam, kde zakázka kombinuje několik těchto vlastností, většina obchodů standardizuje na jedné rodině lokátorů přes celou buňku spíše než smísí geometrie, protože jediné mechanické rozhraní zjednodušuje jak inventuru nástrojů, tak školení operátorů.

Pomáhá také naplánovat rozvržení modulu kolem rodiny součástí spíše než kolem jedné úlohy. Paletový vzor dimenzovaný pro největší očekávaný díl v rodině, s montážními pozicemi ponechanými pro menší varianty otevřenými, se vyhýbá běžné chybě navrhování nástrojů kolem jednoho dílu a následné zjištění, že se neškáluje, protože směs práce se během výrobního roku mění. Přezkoumání nadcházejících cenových nabídek spolu se stávajícím inventářem přípravků, než se zavážete ke geometrii lokátoru, má tendenci zabránit nákladnému předělávání v polovině roku.

Často kladené otázky

Q1: Jakou přesnost poloh může systém nulového bodu realisticky udržet v průběhu času?

Dobře udržované moduly z tvrzené oceli obvykle udržují opakovatelnost v rozmezí 0,005 mm během desítek tisíc upínacích cyklů, ačkoli skutečné hodnoty závisí na upínací síle, kontrole znečištění a na tom, jak důsledně jsou dosedací plochy udržovány čisté.

Q2: Je osmiúhelníkový lokátor kuželů nezbytný pro každou 5osou práci nebo pouze pro těžké obrábění?

Lehčí dokončovací operace s minimálním bočním zatížením lze často provádět na standardních lokátorech s kruhovým kuželem. Osmihranná geometrie si vydělává především na hrubovacích nebo těžkých bočních frézovacích průchodech, kde je torzní zatížení značné.

Q3: Lze polohovací systém nulového bodu dodatečně namontovat na stávající otočný stůl?

Ve většině případů ano, za předpokladu, že povrch čepu má dostatečně rovnou montážní plochu a vzor základní desky je přizpůsoben rozteči šroubů stolu. Před objednáním se doporučuje krátká kontrola lícování s otočným pouzdrem čepu.

Q4: Snižuje přidání modulu nulového bodu použitelnou upínací plochu pro větší díly?

Základní deska sama o sobě přidává určitou výšku a půdorys, ale většina designů s krátkým kuželem je postavena speciálně tak, aby minimalizovala tuto penalizaci a udržovala použitelnou plochu stolu blízko tomu, co by nabídlo šroubovací zařízení.

Q5: Jak ovlivňuje nástroj s nulovým bodem dobu přechodu ve srovnání s manuální indikací?

Typická změna s rozhraním s nulovým bodem trvá méně než dvě minuty na díl, ve srovnání s patnácti až třiceti minutami při plném ručním přenastavení na srovnatelném otočném přípravku.

Nejnovější zprávy
Suzhou Set Industrial Equipment System Co., Ltd.
Nejnovější zprávy