Tô Châu đặt Công ty TNHH SINH THỐNG CÔNG NGHIỆP.
ngôn ngữ

Menu web

Tìm kiếm sản phẩm

Ngôn ngữ

Chia sẻ

Tin tức trong ngành
Trang chủ / Tin tức / Tin tức trong ngành / Các thị giác tự định tâm và hệ thống khí nén biến đổi độ chính xác gia công điểm 0 như thế nào
Xem tất cả các dự án

Các thị giác tự định tâm và hệ thống khí nén biến đổi độ chính xác gia công điểm 0 như thế nào

Kỹ thuật gia công chính xác

Gia công CNC đa trục hiện đại đòi hỏi khả năng gia công theo kịp với dung sai dưới micron, chuyển đổi nhanh và tự động tắt đèn. Hướng dẫn này xem xét cách Hệ thống Vise khí nén và công nghệ êtô tự định tâm tích hợp với các hệ thống điểm 0 để mang lại các thiết lập nhất quán, có thể lặp lại và năng suất cao cho các dòng chi tiết phức tạp.

Precision self-centering vise mounted on a zero-point pallet system

Tại sao độ chính xác của phôi gia công lại xác định kết quả gia công

Mọi sự sắp xếp dung sai trong một bộ phận gia công đều quay trở lại một nguồn gốc duy nhất: mức độ chắc chắn của nguyên liệu thô hoặc phôi bán thành phẩm được định vị và kẹp. Khi việc giữ công việc gây ra sự phân tán vị trí thậm chí là 0,02 mm, phương sai đó sẽ lan truyền qua mọi thao tác tiếp theo. Giấy chứng nhận hoàn thiện, kết quả kiểm tra và lắp ráp phù hợp với tất cả các lỗi phản ánh do thiết bị cố định.

Các thị giác tự định tâm giải quyết vấn đề này tận gốc. Bằng cách áp dụng đồng thời lực kẹp đối xứng từ cả hai phía, chúng loại bỏ hiện tượng lệch tâm mà thiết kế hàm đơn cho phép. Được kết hợp với hệ thống đế điểm 0 giúp di chuyển các pallet đến trong phạm vi 0,002 mm so với mốc chuẩn cố định, ngăn xếp kết hợp đạt được khả năng lặp lại vị trí tổng thể sánh ngang với các thiết bị cố định chuyên dụng, trong một khoảng thời gian ngắn hơn so với thời gian thiết lập.

0.002 mm
Độ chính xác lặp lại điểm 0 điển hình
80 %
Giảm thời gian thiết lập so với các thiết bị thông thường
5x
Có thể tiếp cận nhiều mặt bộ phận hơn trên mỗi lần kẹp

Các thị giác tự định tâm hoạt động như thế nào: Nguyên lý cơ học

A êtô tự định tâm (còn được viết là phó tự định tâm hoặc phó định tâm) sử dụng cơ cấu truyền động hàm hai chiều. Vít me trung tâm có hướng ren đối diện sẽ di chuyển cả hai hàm vào trong với tốc độ bằng nhau. Phôi được tự động định vị ở tâm hình học của thân bàn kẹp, bất kể chiều rộng thực tế của nó là bao nhiêu, miễn là bộ phận đó nằm trong phạm vi hành trình hàm.

Các yếu tố cơ khí chính

  • Vít me hai chiều: Các ren bên trái và bên phải được gia công để có dung sai bước phù hợp, đảm bảo sự đối xứng hành trình của hàm trong phạm vi 0,005 mm trên toàn bộ hành trình.
  • Chèn hàm cứng: Các miếng chèn có răng cưa hoặc hàm mềm có thể thay thế cho phép thích ứng với các hình dạng tròn, vuông hoặc không đều mà không làm giảm độ bám.
  • Căn chỉnh hàm nổi: Ray dẫn hướng chính xác ngăn chặn hàm rung khi tải cắt, duy trì độ song song với trục máy.
  • Khuếch đại lực: Cơ cấu nêm hoặc chuyển đổi nhân mô-men xoắn tác dụng thành lực kẹp, thường mang lại 15 đến 25 kN từ mô-men xoắn siết vừa phải.
Vise tự định tâm - Cơ chế hàm hai chiều Hàm trái Hàm phải Phôi Dữ liệu trung tâm hình học Chủ đề LH Chủ đề RH

Độ chính xác kẹp đồng tâm trong thực tế

Độ chính xác của kẹp đồng tâm là thước đo định lượng mức độ gần giữa tâm phôi thực tế với tâm êtô lý thuyết sau khi kẹp. Các thị giác tự định tâm thủ công cao cấp đạt được độ đồng tâm từ 0,01 đến 0,03 mm; các phiên bản được dẫn động bằng khí nén với hàm dẫn động được điều khiển bằng servo có thể đạt tới 0,005 mm hoặc cao hơn. Độ chính xác này quan trọng nhất trong các bộ phận được tiện rồi phay trong đó mốc đo của máy tiện phải căn chỉnh với mốc đo phay mà không cần chỉ báo lại.

Các thị giác tự định tâm bằng khí nén: Kẹp sẵn sàng tự động hóa

Một êtô khí nén tự động thay thế mô-men xoắn siết chặt thủ công bằng khí nén được điều chỉnh, thường ở áp suất làm việc 5 đến 6 bar. Một xi lanh tác động kép dẫn động cơ cấu hàm và hình dạng tự định tâm đảm bảo phôi được giữ trên trục ở mọi chu kỳ. Lực kẹp không đổi bất kể kỹ thuật của người vận hành, điều này giúp loại bỏ một trong những nguồn biến đổi lớn nhất giữa các bộ phận trong quá trình thiết lập thủ công.

Sơ lược về đặc tính hiệu suất

tham số Tự định tâm bằng tay Tự định tâm bằng khí nén Khí nén trục thứ 5
Độ lặp lại định tâm 0,01 đến 0,03 mm 0,005 đến 0,01 mm 0,003 đến 0,008 mm
Tính nhất quán của lực kẹp Phụ thuộc vào nhà điều hành điều chỉnh áp suất điều chỉnh áp suất
Thời gian chu kỳ (kẹp/mở kẹp) 15 đến 45 giây 1 đến 3 giây 1 đến 3 giây
Tích hợp với tự động hóa Chỉ thủ công Robot/PLC đầy đủ Robot/PLC đầy đủ
Phạm vi lực kẹp điển hình (kN) 5 đến 20 10 đến 35 15 đến 50
Thích hợp cho gia công 5 trục bị giới hạn Có (model cấu hình thấp) Tối ưu hóa

Mạch điều chỉnh lực và an toàn

Việc điều chỉnh áp suất là cần thiết để tránh kẹp quá mức (nhả một phần trong quá trình cắt) và kẹp quá mức (biến dạng trên thành mỏng). Bộ điều chỉnh chính xác kết hợp với công tắc áp suất được nối vào máy CNC dưới dạng khóa liên động xác nhận kẹp đảm bảo trục chính dừng nếu áp suất giảm xuống dưới ngưỡng trong một chu kỳ.

Đối với các bộ phận bằng nhôm hoặc đồng có thành mỏng, việc giảm áp suất đường dây xuống 2 đến 3 bar và sử dụng ngàm mềm mặt rộng sẽ truyền tải mà không để lại vết trên bề mặt -- một lợi thế so với các giải pháp thay thế thủy lực thường hoạt động ở áp suất cao cố định.

Hệ thống điểm 0: Nền tảng cho sự chuyển đổi nhanh chóng

Hệ thống pallet điểm 0 (còn gọi là giá đỡ thay đổi nhanh) sử dụng bu lông hoặc cán kẹp chính xác để định vị và khóa vào bộ phận thu được tích hợp trên bàn máy hoặc bia mộ. Khả năng lặp lại vị trí từ 0,002 mm trở lên đạt được thông qua các bề mặt định vị hình côn hoặc hình cầu được mài đến dung sai dưới micron. Khi bộ thu điểm 0 được ánh xạ tới hệ tọa độ máy, bất kỳ pallet nào có thân tương thích sẽ di chuyển đến cùng một mốc thời gian đó.

Quy trình làm việc tích hợp

Luồng tích hợp Vise tự định tâm điểm 0 BƯỚC 1 Gắn êtô lên pallet BƯỚC 2 Tải trước bộ phận ngoài máy BƯỚC 3 Gắn pallet vào máy thu BƯỚC 4 Kích hoạt kẹp - tín hiệu xác nhận BƯỚC 5 Chạy chương trình gia công BƯỚC 6 Nhả pallet, trao đổi bộ phận BƯỚC 7 Lặp lại - không cần thăm dò lại Vòng lặp -- phần tiếp theo, cùng mốc thời gian

Điểm mạnh của quy trình làm việc này là bước 1 và 2 diễn ra đồng thời tại trạm cài đặt sẵn trong khi máy đang cắt. Thời gian không hoạt động của trục chính được giới hạn trong vài giây để gắn pallet tiếp theo và xác nhận tín hiệu kẹp. Các cơ sở vận hành nhiều pallet theo vòng quay báo cáo mức sử dụng trục chính tăng từ 20 đến 35 điểm phần trăm so với thiết lập một trạm thông thường.

Thiết kế Vise Trục thứ 5: Mở khóa quyền truy cập nhiều mặt

A vivis trục thứ 5 (còn gọi là êtô 5 trục) là một bộ phận kẹp có biên dạng thấp được thiết kế để giảm thiểu nhiễu với các trục quay của trung tâm gia công 5 trục. Thân êtô tiêu chuẩn quá cao và rộng đối với các máy kiểu trục quay; Thiết kế trục thứ 5 làm giảm chiều cao thân kẹp và dấu chân hàm trong khi vẫn giữ nguyên nguyên lý tự định tâm và lực kẹp cần thiết.

Ưu tiên thiết kế cho gia công 5 trục

  • Thân hình thấp: Chiều cao hàm dưới 60 mm giữ cho yêu cầu về tầm với của dao ngắn, duy trì độ cứng trong điều kiện tầm với dài.
  • Hành động kẹp kéo xuống: Hàm kéo phôi xuống trên một thanh đỡ được nối đất chính xác sẽ loại bỏ hiện tượng nổi và đảm bảo tiếp xúc chuẩn phẳng.
  • Hình học mặt mở: Việc giảm chiều rộng thân bàn kẹp giúp khoảng hở trục chính tiếp cận tất cả bốn mặt thẳng đứng và một mặt ngang mà không bị va chạm vào vật cố định.
  • Gắn khe chữ T hoặc điểm 0: Khả năng tương thích trực tiếp với các mô-đun máy thu điểm 0 có nghĩa là trục vise thứ 5 được hưởng lợi từ độ chính xác định vị lại dưới 0,005 mm ở mỗi lần hoán đổi pallet.
  • Bề mặt thép không gỉ hoặc thấm nitơ: Khả năng chống phoi và chất làm mát duy trì độ chính xác của dẫn hướng hàm trong thời gian sản xuất dài.
!

Một êtô 5 trục định vị đường tâm phôi ở cách 80 mm phía trên bàn máy cho phép trục quay nghiêng hoàn toàn mà không gây cản trở cho thân êtô trên các bộ phận có chiều cao lên tới 120 mm -- việc kiểm tra hình học phải được xác nhận trong mô phỏng CAM trước khi gia công sản phẩm đầu tiên.

Danh sách kiểm tra lập kế hoạch cố định đa trục

  1. Xác nhận chiều cao bộ phận tối đa so với chiều cao thân kẹp và đường bao khoảng hở trục.
  2. Xác minh rằng lực kẹp đủ cho vết cắt bị gián đoạn nặng nhất trong chương trình.
  3. Mô phỏng tất cả các chuyển động quay của trục B và C trong CAM để phát hiện nhiễu của thân vise ở mọi góc tăng.
  4. Chọn hạt dao hàm phù hợp với vật liệu phôi: có răng cưa cho thép, hạt dao mặt nhôm nhẵn cho hợp kim mềm.
  5. Đặt bộ điều chỉnh áp suất và ghi lại áp suất kẹp đã được xác nhận trong hành trình công việc.
  6. Tiến hành kiểm tra bài viết đầu tiên ở cả vị trí nghiêng 0 độ và độ nghiêng tối đa để xác nhận độ ổn định của mốc dưới tải trọng cắt.

Tích hợp hệ thống: Kết hợp khí nén, tự định tâm và điểm 0

Cấu hình hiệu suất cao nhất bao gồm cả ba công nghệ: êtô tự định tâm bằng khí nén trên pallet điểm 0, được vận hành thông qua van điện từ được điều khiển bằng CNC và công tắc áp suất. Logic điều khiển đảm bảo máy sẽ không bắt đầu cắt trừ khi bộ thu điểm 0 được xác nhận đã khóa và công tắc áp suất vise báo cáo áp suất kẹp mục tiêu.

Kiến trúc điều khiển

tín hiệu Nguồn Hành động khóa liên động CNC
Điểm 0 bị khóa Cảm biến tiệm cận máy thu Cho phép cung cấp không khí gắn trên pallet
Áp lực kẹp Vise OK Công tắc áp suất trên mạch vise Giải phóng quyền khởi động trục chính
Giảm áp suất trong chu kỳ Giám sát áp suất liên tục Giữ nguyên liệu, dừng trục chính, báo động
Yêu cầu mở khóa không điểm Lập trình mã M hoặc PLC robot Thông hơi vise trước, sau đó thả zero-pt

Cấu hình bảng quay và bia mộ

Trên các trung tâm gia công ngang có bảng chỉ số quay, nhiều thị giác tự định tâm được sắp xếp trên bia mộ hoặc vật cố định hình khối, mỗi cái được phục vụ bởi một bộ mạch khí nén chung. Một tấm bia mộ bốn mặt với hai tấm kính mỗi mặt chứa được tám phôi trong mỗi chu kỳ. Do các bộ thu điểm 0 được gắn ở mỗi vị trí vise nên toàn bộ bia mộ được tải ngoại tuyến trước, sau đó được gắn vào bàn máy chỉ bằng một chuyển động. Thời gian chuyển đổi sản xuất giảm từ 3 đến 8 phút đối với việc hoán đổi bia mộ, so với 45 đến 90 phút đối với việc tái cố định truyền thống.

Chọn hệ thống phù hợp: Tiêu chí đặc điểm kỹ thuật chính

Việc kết hợp cấu hình với yêu cầu sản xuất thật đơn giản khi các yếu tố quyết định phù hợp với các thuộc tính hệ thống, như minh họa bên dưới.

Kịch bản sản xuất Cấu hình đề xuất Đặc điểm kỹ thuật chính
Khối lượng thấp, hỗn hợp cao Pallet không điểm tự định tâm bằng tay Phạm vi hàm 0 đến 160 mm, độ lặp lại 0,02 mm
Khối lượng trung bình, chạy hàng loạt Pallet không điểm tự định tâm bằng khí nén Lực kẹp 15 đến 25 kN, độ đồng tâm 0,01 mm
Tế bào tự động hóa, khối lượng lớn Bể chứa pallet rô-bốt trục 5 bằng khí nén 1 đến 3 giây cycle, pressure interlock, 0.005 mm repeat
Bộ phận phức hợp 5 trục Điểm 0 của trục vise trục thứ 5 cấu hình thấp Chiều cao thân dưới 65mm, hành động hàm kéo xuống
Các bộ phận hàng không vũ trụ có thành mỏng Chèn hàm mềm bằng khí nén giảm áp Phạm vi 2 đến 4 bar, hàm mềm tiếp xúc hoàn toàn, biến dạng dưới 0,01 mm

Những cân nhắc về phạm vi hàm và đột quỵ

Hành trình hàm là tổng hành trình của mỗi hàm từ khi mở hoàn toàn đến khi đóng hoàn toàn. Các đơn vị tiêu chuẩn bao gồm chiều rộng phôi từ 0 đến 125 mm hoặc 0 đến 200 mm. Một phạm vi hàm đơn thường bao gồm một nhóm bộ phận hoàn chỉnh mà không cần chuyển đổi. Khi chiều rộng nằm ngoài phạm vi, các vấu bậc hoặc các thanh song song xếp chồng lên nhau sẽ mở rộng phạm vi tiếp cận mà không cần thay thế thân kẹp.

Bảo trì, hiệu chuẩn và tuổi thọ

Độ chính xác gia công giảm sút do mài mòn, nhiễm phoi và bôi trơn không đủ. Một quy trình bảo trì có cấu trúc giúp kéo dài khoảng thời gian hiệu chuẩn và bảo vệ khoản đầu tư vào các bộ phận chính xác.

Lịch bảo trì đề xuất

  • hàng ngày: Làm sạch mặt hàm và ray dẫn hướng bằng khí nén. Kiểm tra xem có chip nằm phía sau miếng chèn hàm hay không. Kiểm tra các phụ kiện đường dẫn khí xem có bị rò rỉ không.
  • hàng tuần: Bôi mỡ do nhà sản xuất quy định vào vít me và ray dẫn hướng. Xác minh điểm đặt công tắc áp suất xác nhận kẹp dựa trên máy đo đã hiệu chuẩn.
  • hàng tháng: Đo độ song song của hàm bằng đồng hồ quay số. Độ lệch chấp nhận được thường nhỏ hơn 0,01 mm trên toàn bộ khuôn mặt. Kiểm tra côn côn điểm 0 xem có vết mòn hoặc vết xước không.
  • Hàng quý: Hoàn thành việc xác minh độ chính xác định tâm bằng cách sử dụng mẫu thử đã biết có chiều rộng được đo chính xác. Ghi lại kết quả và so sánh với đường cơ sở. Thay thế miếng đệm hàm nếu độ lặp lại vượt quá 0,02 mm.
  • Mộtnually: Mang thân kẹp trở lại phòng thí nghiệm đo lường để kiểm tra đầy đủ độ đồng đều của bước vít me và độ thẳng của ray dẫn hướng hàm.

Chăm sóc chân không điểm

Cán côn điểm 0 đạt được độ lặp lại dưới 0,003 mm và phải được giữ không có phoi, cặn chất làm mát và hư hỏng bề mặt. Cách thực hành tốt nhất: lau thân và bộ thu bằng vải không có xơ trước mỗi chu kỳ gắn, cất pallet trên giá treo để tránh làm lệch phần côn và kiểm tra vết xước dưới kính phóng đại định kỳ hàng quý.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Sự khác biệt giữa êtô tự định tâm và êtô máy tiêu chuẩn là gì?

Một máy kẹp tiêu chuẩn chỉ di chuyển một hàm; hàm cố định đóng vai trò là mốc định vị. Điều này có nghĩa là tâm phôi thay đổi theo từng chiều rộng bộ phận khác nhau. Một kẹp tự định tâm di chuyển cả hai vấu cùng một lúc, giữ cho bộ phận nằm trên cùng một đường tâm hình học bất kể chiều rộng. Điều này rất cần thiết khi chương trình máy tham chiếu mốc thời gian trung tâm cố định và người vận hành cần kẹp các bộ phận mà không cần điều chỉnh độ lệch cố định giữa các kích thước.

Câu hỏi 2: Hệ thống kẹp khí nén có thể phù hợp với lực kẹp của kẹp thủy lực không?

Các thị giác khí nén tiêu chuẩn ở 6 bar thường tạo ra lực kẹp từ 15 đến 30 kN, áp dụng cho phần lớn các ứng dụng phay và khoan trên thép và nhôm. Các tấm kẹp thủy lực có thể đạt tới 80 đến 150 kN, khiến chúng thích hợp hơn cho việc gia công thô nặng các hợp kim cứng. Nhiều cơ sở sử dụng kẹp khí nén cho các nguyên công hoàn thiện và cắt nhẹ hơn, dự trữ kẹp thủy lực cho các trạm gia công thô. Bộ tăng cường khí nén-thủy lực lai cũng tồn tại để nhân áp suất đầu vào khí nén để tạo ra lực thủy lực từ nguồn cung cấp khí nén tiêu chuẩn.

Câu hỏi 3: Làm thế nào hệ thống điểm 0 đạt được độ lặp lại 0,002 mm?

Máy thu điểm 0 sử dụng các bề mặt định vị côn được mài cứng và chính xác. Khi cán được kéo vào dưới tác dụng của lò xo hoặc khí nén, hình dạng côn sẽ tự điều chỉnh những sai lệch nhỏ trong quá trình lắp ghép. Các bề mặt tiếp xúc được đặt dưới Ra 0,2 micromet và diện tích tiếp xúc lớn phân phối lực kéo xuống mà không gây ra hiện tượng chảy cục bộ. Những yếu tố này cùng nhau tạo ra độ chính xác định vị lặp lại sánh ngang với mâm cặp ống kẹp chính xác.

Câu hỏi 4: Nên sử dụng loại hàm chèn nào cho phôi nhôm so với phôi thép?

Đối với phôi thép, hàm chèn có răng cưa có bước răng từ 1 đến 1,5 mm mang lại độ ma sát cao và chống kéo ra dưới lực cắt lớn. Đối với nhôm và các kim loại mềm khác, các hạt dao nhẵn hoặc có khía chéo với mặt tiếp xúc rộng sẽ phân phối tải trọng mà không để lại vết trên bề mặt. Các miếng đệm bằng nhôm mềm được gia công để phù hợp với đường viền của bộ phận là lý tưởng cho các bề mặt có thành mỏng hoặc được gia công hoàn thiện. Nguyên tắc chung: nếu có thể nhìn thấy dấu bề mặt sau kẹp và không thể chấp nhận được, hãy chuyển từ cấu hình răng cưa sang cấu hình hàm mềm.

Câu hỏi 5: Có thể sử dụng các thị giác tự định tâm trên máy 3 trục và sau đó chuyển sang máy 5 trục không?

Có, và đây là con đường áp dụng phổ biến. Một vise tự định tâm tương thích điểm 0 được gắn trên trung tâm gia công 3 trục tiêu chuẩn sẽ thiết lập cơ sở hạ tầng chuẩn. Khi cơ sở bổ sung thêm máy 5 trục, các pallet tương tự sẽ được gắn trực tiếp vào bộ thu điểm 0 của máy mới và chỉ cần thay thế phần thân kẹp phía trên bằng mô hình trục thứ 5 có cấu hình thấp. Quy trình làm việc cài đặt trước ngoại tuyến, các chương trình bộ phận được tham chiếu đến mốc chuẩn điểm 0 và các quy trình vận hành hầu như không thay đổi, làm giảm đáng kể thời gian học tập của máy mới.

Câu hỏi 6: Cần có những thông số kỹ thuật cấp khí nào cho ê tô tự định tâm bằng khí nén?

Hầu hết các hệ thống vise khí nén đều yêu cầu khí nén sạch, khô ở áp suất 5 đến 7 bar với lưu lượng đủ để lấp đầy xi lanh truyền động trong vòng 1 giây. Nên sử dụng bộ lọc-điều chỉnh-bôi trơn (FRL) chuyên dụng để ngăn ngừa độ ẩm và ô nhiễm hạt do phốt xi lanh xuống cấp. Đường dẫn khí phải có kích thước phù hợp để tránh sụt áp khi có nhu cầu phụ trợ đồng thời; đường kính bên trong thông thường là 8 đến 12 mm khi lắp đặt một tấm vise.

Tin tức mới nhất
Tô Châu đặt Công ty TNHH SINH THỐNG CÔNG NGHIỆP.
Tin tức mới nhất