НАЗАД

Шлифовальные станки с ЧПУ

Применение магнитострикционных датчиков линейного положения (магнитострикционных датчиков линейного перемещения) в шлифовальных станках с ЧПУ.


Шлифовальный станок с ЧПУ

Шлифовальный станок с ЧПУ (Числовым Программным Управлением) – это высокотехнологичное оборудование, предназначенное для точной и эффективной обработки различных материалов, включая металлы, дерево, пластик и другие. Он оснащен компьютерной системой управления, которая позволяет оператору программировать и контролировать процесс шлифования с высокой точностью и скоростью.

Шлифовальный станок с ЧПУ (Числовым Программным Управлением) – это высокотехнологичное оборудование, предназначенное для точной и эффективной обработки различных материалов, включая металлы, дерево, пластик и другие. Он оснащен компьютерной системой управления, которая позволяет оператору программировать и контролировать процесс шлифования с высокой точностью и скоростью.

Шлифовальные станки с ЧПУ используются в различных отраслях, включая машиностроение, авиационную промышленность, производство инструментов и других, где требуется высокая точность и производительность обработки материалов.

В шлифовальных станках с ЧПУ, как правило, в качестве исполнительных механизмов выступают подвижный стол и шпиндель, которые контролируют положение и скорость операций. При этом контроль положения стола реализуется датчиками перемещений в направлении осей Х и Y, а шпиндель управляется в направлении оси Z.

Схема перемещения осей движущихся  рабочих органов
Схема перемещения осей движущихся  рабочих органов

Основные элементы шлифовальных станков с ЧПУ

  • Станина: Основание станка, на котором установлены другие узлы.
  • Стол: Подвижная или неподвижная поверхность, на которой размещается деталь для шлифования.
  • Шлифовальная бабка: Используется для фиксации шлифовального круга.
  • Шпиндель: Вращающийся вал, на котором установлен шлифовальный круг.
  • Передняя и задняя бабки: Используются на круглошлифовальных и шлицешлифовальных станках для фиксации детали.
  • Мост: Используется на некоторых типах станков для поддержки шлифовального круга.
  • Система ЧПУ: Управляет движением шлифовального круга и стола, обеспечивая точное и повторяемое шлифование.
  • Электрошкаф: Содержит электронное оборудование для управления станком.
  • Гидроагрегат: Используется для смазки и охлаждения шлифовального круга и детали.
  • Стойка: Поддерживает стол и шлифовальную бабку.

Типы шлифовальных станков с ЧПУ

  • Круглошлифовальные станки: Используются для шлифования круглых деталей.
  • Внутришлифовальные станки: Используются для шлифования внутренних поверхностей деталей.
  • Плоскошлифовальные станки: Используются для шлифования плоских поверхностей деталей.
  • Профилешлифовальные станки: Используются для шлифования деталей с сложными профилями.
  • Бесцентровые шлифовальные станки: Используются для шлифования деталей без центра.
  • Координатно-шлифовальные станки: Используются для шлифования деталей с высокой точностью.

Особенности шлифовальных станков с ЧПУ

Высокие обороты: Шлифовальные станки с ЧПУ работают на повышенных оборотах, что обеспечивает высокую производительность и качество обработки.

Специальные резцы: Они используются с сменными твердосплавными пластинами, которые обеспечивают длительный срок службы и высокую эффективность шлифования.

Программирование: Оператор может программировать станок для выполнения различных задач, включая шлифование сложных поверхностей и форм.

Точность: Шлифовальные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность обработки, что особенно важно в производстве деталей с точными размерами и формами.

Использование шлифовальных станков с ЧПУ в различных отраслях.

Заключение

Шлифовальный станок с ЧПУ – это мощное оборудование, которое позволяет оператору выполнять сложные задачи по обработке материалов с высокой точностью и производительностью. Он широко используется в различных отраслях промышленности и является важным инструментом для производства деталей с точными размерами и формами.

Где применяются шлифовальные станки

  • Металлообработка: Шлифовальные станки с ЧПУ используются для шлифования металлических деталей, таких как валы, оси и другие.
  • Машиностроение: Используются для шлифования деталей машин и механизмов.
  • Авиационная промышленность: Шлифовальные станки с ЧПУ используются для шлифования деталей самолётов и вертолётов.
  • Автомобилестроение: Используются для шлифования деталей автомобилей, таких как валы, шатуны и другие.
  • Деревообработка: Шлифовальные станки с ЧПУ используются для шлифования деревянных изделий, таких как мебель и строительные элементы.
  • Шлифовальные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность и производительность, что делает их незаменимыми в различных отраслях промышленности.

Точность позиционирования и перемещения инструмента

Неточность позиционирования движущихся элементов шлифовальных станков с ЧПУ может привести к следующим последствиям:

  1. Повышенный износ инструментов и деталей станка: Неправильное позиционирование может привести к преждевременному износу инструментов и деталей станка, что может увеличить затраты на производство и уменьшить качество готовых изделий.
  2. Снижение качества готовых изделий: Неточность позиционирования может привести к нарушению геометрической точности деталей станка, что может уменьшить качество готовых изделий и снизить их надежность.
  3. Увеличение времени настройки и регулировки: Неправильное позиционирование может потребовать дополнительного времени на настройку и регулировку станка, что может уменьшить производительность и увеличить затраты на производство.
  4. Снижение производительности: Неточность позиционирования может привести к снижению производительности станка, что может уменьшить количество готовых изделий и увеличить затраты на производство.
  5. Увеличение риска поломок и аварий: Неправильное позиционирование может привести к поломкам и авариям станка, что может уменьшить производительность и увеличить затраты на ремонт и обслуживание.

Меры по уменьшению неточности позиционирования:

  1. Использование магнитострикционных датчиков линейного положения: Они обеспечивают высокую точность измерений и могут быть интегрированы в систему управления станка для коррекции ошибок и поддержания точности в заданных пределах.
  2. Проверка точности позиционирования: Регулярная проверка точности позиционирования может помочь обнаружить и исправить ошибки, что может уменьшить риск поломок и аварий.
  3. Методика оценки и повышения точности шлифовального центра: Она рассматривает вопросы повышения точности позиционирования и интерполяции круговых траекторий для шлифовального станка с ЧПУ.

Вывод

Неточность позиционирования шлифовальных станков с ЧПУ может привести к значительным последствиям, включая снижение качества готовых изделий, увеличение времени настройки и регулировки, снижение производительности и увеличение риска поломок и аварий. Меры по уменьшению неточности позиционирования включают использование магнитострикционных датчиков линейного положения, проверку точности позиционирования и методику оценки и повышения точности шлифовального центра.

Как обеспечить высокую точность и надежность позиционирования и перемещения инструмента?

Рассмотрим одну из наиболее важных мер по обеспечению высокой точности, надежности позиционирования и перемещения инструмента: Использование в шлифовальных станках с ЧПУ магнитострикционных датчиков линейного положения. Точные бесконтактные измерения положения с высокой повторяемостью и линейностью достигаются благодаря отсутствию износа на любой из частей сенсорных элементов. К таким датчикам относятся датчики серии MSI-P и MSI-PB от компании ООО «МультиСистемная Интеграция».

Также в зависимости от конструкции встречаются шлифовальные станки с внутренним монтажом датчика линейного положения в гидроцилиндре. К таким датчикам относится серия MSI-H и серия MSI-HE.  Такой случай мы и разберем на примере станка Hoffmann S-V7.

Автоматический отрезной шлифовальный станок S-V7 с ЧПУ

Полностью автоматический отрезной шлифовальный станок S-V7 с ЧПУ был разработан для высокоточной резки твердосплавных или HSS стержней и поверхностного шлифования. Заготовки диаметром от 3 до 20 мм и длиной до 330 мм могут обрабатываться в автоматическом режиме. Перед нарезкой по размеру стержни подаются в призму и устанавливаются в требуемое положение перед шлифовальной головкой с помощью толкателя. Толкатель приводится в движение гидравлическим цилиндром со встроенным датчиком линейного положения (Рис.4). Датчик линейного положения контролирует подачу материала и обеспечивает высокоточное позиционирование заготовки перед шлифовальным кругом, благодаря чему положение программируется свободно и индивидуально по мере необходимости. Второй датчик линейного положения встроен в гидравлический цилиндр шлифовальной головки и точно измеряет горизонтальное смещение шлифовальной головки.

Стержневой датчик линейного положения установленный в гидроцилиндре
Стержневой датчик линейного положения установленный в гидроцилиндре

Датчики серии MSI-H и MSI-HE обладают следующими достоинствами:

  • Высокая чувствительность;
  • Небольшое энергопотребление;
  • Абсолютное измерения перемещений;
  • Отсутствие механически изнашиваемых частей;
  • Долговечность использования;
  • Простота в эксплуатации;
  • Надежность;
  • Преимущественно, компактные размеры;
  • Высокий коэффициент преобразования;
  • Небольшой вес;
  • Помехозащищенность;
  • Наличие крепежных элементов в комплекте;
  • Мгновенное формирование сигнала;
  • Взаимозаменяемость с многими популярными брендами европейских и американских производителей.

Магнитострикционные датчики линейных положений (перемещений)

Магнитострикционные датчики линейного положения российского производства серии MSI обеспечивают абсолютное измерение положения, более высокую производительность и большую безопасность для механизмов и устройств автоматизации.

Магнитострикционные датчики линейного положения MSI превосходят конкурентов по характеристикам, обеспечивают точность и надежность в самых трудных условиях, что приводит к превосходным показателям для наших клиентов.

Магнитострикция. Как это работает

Датчики серии MSI-H и MSI-HE имеют фланец вдоль которого перемещается кольцевой магнит. Поле магнита взаимодействует с полем волновода в той координате, в которой находится магнит, в результате чего образуется ультразвуковая волна, которая детектируется чувствительным элементов в головке датчика. Разница во времени между импульсом тока, который создает магнитное поле во всём волноводе датчика и принятым импульсом ультразвуковой волны пропорционально координате магнита.

Электроника датчика позволяет проводить точное измерение координаты. Данная технология измерения является очень надежной и обеспечивает высокую точность и повторяемость.

Принцип работы магнитострикционного датчика линейного положения / перемещения
Принцип работы магнитострикционного датчика линейного положения / перемещения

Преимущество технологии:

  • Бесконтактная – позиционный магнит не имеет механической связи с волноводом датчика, таким образом решается сразу же 2 проблемы:
    • Отсутствует механический износ.
    • Нет жесткого требования к параллельности относительно датчика и контролируемого узла, отклонение может достигать до 10мм.
  • Абсолютная – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо в какой момент времени происходит его опрос.
  • Высокое разрешение – достигается за счет сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
  • Устойчивость к ударам и вибрациям – позволяет применять датчики в механизмах, которые эксплуатируются в тяжёлый условиях. Сенсорный элемент датчика восприимчив, только к ультразвуку с определённой длинной волны. Таким образом другие механические колебания не влияют на измерения.
  • Точный принцип измерения – обеспечивается за счёт скорости распространения ультразвуковой волны в волноводе, её значение является постоянной.  Имеет превосходную линейность и повторяемость.

Недостатки технологии:

Высокие температуры – главная проблема магнитострикции, так как при повышении температуры свыше 85°C заявленные характеристики в наших датчиках перестают соответствовать действительности, в первую очередь это связано с линейным расширением материалов.

Внимание:

Длительное воздействие высоких температур, приводит к размагничиванию позиционных магнитов.

  • Внешние магнитные поля – создаваемые мощными индуктивными нагрузками вблизи волновода, могут создать ложный торсионный импульс, тем самым показания датчика не будут соответствовать действительности.

Датчики линейного положения серии MSI-H и MSI-HE

Преимущества датчиков:

  • Модульная конструкция, позволяет оперативно произвести ремонт оборудования без необходимости в сбросе давления из гидравлического контура.
  • Совместим со всеми позиционными магнитами Temposonics, а также с частью магнитов фирмы BALLUFF.
  • Возможность установки нулевой точки на расстоянии 50 мм или 30 мм, либо индивидуальное значение по требованию клиента.
  • Абсолютное линейное измерение (выходные сигналы пропорциональны перемещению позиционного магнита)
  • Светодиодный индикатор для диагностики датчика
  • Высочайшая точность: разрешение до 1 мкм
  • Измеряемая длина от 25 до 3800 мм (50-2500 мм для HE) с шагом 1 мм
  • Линейность < 0,01%
  • Повторяемость < 0,001%
  • Рабочая температура до 85 °C
  • Опционально рабочее давление до 800 бар
  • Степень защиты IP67
  • Возможность использования влагостойкого и тефлонового кабеля
Внешний вид датчиков линейного положения серии MSI-H и MSI-HE и пример установки в гидроцилиндр
Внешний вид датчиков линейного положения серии MSI-H и MSI-HE и пример установки в гидроцилиндр

Можно заказать дополнительно аксессуары:

● Магниты – не имеют физической связи с датчиком и могут быть установлены с зазором от профиля до 10мм. И магнитная каретка, которая имеет магнитное соединение, таким образом датчику не страшны люфты механизмов.

Кольцевой магнит OD33
Позиционный магнит “L”
Кольцевой магнит MSI-BAM013L
Кольцевой магнит OD25
Кольцевой магнит OD25
Кольцевой магнит MSI-MT0162
Кольцевой магнит MSI-MT0162
Кольцевой магнит MSI-MT0162
Кольцевой магнит MSI-MT0162
Магнитный поплавок MSI-251 447
Магнитный поплавок MSI-251 447
Магнитный поплавок MSI-200 938-2
Магнитный поплавок MSI-200 938-2
  • Разные типы подключения – для каждого интерфейса.
  • Датчики серии MSI являются прямой (полноценной) заменой датчиков Temposonics и Balluff обеспечивая идентичный уровень точности, надежности и производительности, и становясь предпочтительным выбором для инженеров и специалистов.
  • Датчики имеют широкий спектр интерфейсов, таких как Analog, START/STOP, SSI, PROFIBUS, CAN.

Влияние магнитострикционных датчиков на уменьшение количества брака и сокращения экономических потерь

Магнитострикционные датчики линейных перемещений играют важную роль в уменьшении количества брака и сокращении экономических потерь в производстве. Эти датчики обеспечивают высокую точность позиционирования в завершающих операциях шлифования, что является критически важным, так как до этого деталь уже прошла несколько операций по её изготовлению.

Уменьшение брака

Точное позиционирование:

Датчики линейных перемещений непрерывно контролируют положение и скорость исполнительных механизмов, таких как подвижный стол и шпиндель. Это позволяет шлифовальному станку с ЧПУ выполнять сложные операции шлифования с высокой точностью и стабильностью.

Точное позиционирование движущихся элементов шлифовального станка, таких как: стол и стойка (колонна) обеспечивает, что шлифование происходит в соответствии с заданными параметрами, что уменьшает вероятность брака.

Сокращение экономических потерь

Увеличение производительности:

Высокая точность и стабильность шлифовальных операций, обеспечиваемые магнитострикционными датчиками, позволяют шлифовальным станкам с ЧПУ работать на максимальной производительности, что уменьшает время простоя и увеличивает количество обработанных деталей.

Сокращение расходов на инструменты:

Точное позиционирование и контроль скорости помогают предотвратить износ инструментов и деталей, что уменьшает расходы на замену инструментов и ремонт станка.

Уменьшение затрат на ремонт:

Магнитострикционные датчики, ввиду их надёжности и неприхотливости, позволяют экономить на ремонте оборудования, т.к. выход из строя датчиков в шлифовальном станке при правильной эксплуатации крайне маловероятен.

Итог

Магнитострикционные датчики линейных перемещений в шлифовальных станках с ЧПУ играют важную роль в уменьшении количества брака и сокращении экономических потерь. Они обеспечивают высокую точность позиционирования, контроль скорости и помогают предотвращать ошибки в шлифовальном процессе, что уменьшает расходы на инструменты, ремонт и увеличивает производительность.

Оснащение магнитострикционными датчиками линейного положения серии MSI-H и MSI-HE в шлифовальных станках с ЧПУ является лучшим выбором для наших клиентов. Высокая точность и надежность датчиков серии MSI-H и MSI-HE, позволяют исключить даже малейшее отклонение в производственном процессе, что  уменьшает количество дефектных изделий и сократить финансовые потери.

За многие годы продажи, обслуживания, а также производства собственных датчиков линейного положения мы можем смело утверждать, что несвоевременная замена или установка некачественных датчиков линейного положения приводит к большим финансовым потерям, вследствие простоя и выпуска бракованной продукции.  Очень важно поддерживать станки и оборудование в рабочем, безотказном состоянии. Для выполнения такой задачи следует выбирать в партнеры отечественного производителя. Поддержание наличия на складе многих позиций, а также быстрые сроки производства и поставки для оперативной замены и поддержания запаса на складе. Всё это позволяет сохранять качество производства, уменьшить простой оборудования, а, соответственно, и издержки. 

Специалисты ООО «МультиСистемная Интеграция» помогут в выборе оптимального решения для достижения максимального результата в вашей задаче.

Обращайтесь к нашим специалистам и партнёрам за консультацией и помощью в выборе технического решения, наиболее оптимального для вашей задачи.