Современные производственные процессы невозможны без использования станков с программным управлением, которые обеспечивают высокую точность и производительность. Одним из ключевых параметров является точность определения координат деталей, которая напрямую влияет на качество изделия и эффективность производства.
В настоящее время широко используются различные методы определения координат деталей, такие как контроль размеров, координатных отверстий, контроль геометрии и др. Однако, эти методы имеют недостатки, такие как сложность настройки и повышенные требования к квалификации оператора.
В данной статье будет рассмотрено применение новых методов определения координат деталей на станках с программным управлением, которые позволяют повысить точность и эффективность производства. Будут рассмотрены принципы работы и особенности применения этих методов, а также примеры их использования на практике.
Новые методы определения координат деталей на станках с программным управлением
1. Метод использования видеокамеры и компьютерного зрения
Один из новых методов определения координат деталей на станках с программным управлением - это метод использования видеокамеры и компьютерного зрения.
Этот метод основан на использовании видеокамеры для получения изображения детали, а затем анализа этого изображения при помощи компьютерного зрения.
Для применения этого метода на станках с программным управлением необходимо установить видеокамеру в зоне обработки деталей. После установки камеры необходимо провести ее калибровку, которая заключается в определении ее точных параметров, таких как фокусное расстояние, угол обзора и т.д.
После калибровки камеры начинается процесс сбора изображения детали. Изображение передается в компьютер, где происходит анализ при помощи компьютерного зрения. Анализ изображения может включать в себя распознавание контуров детали, определение ее размеров, формы и ориентации в пространстве.
После анализа изображения происходит передача полученной информации в систему управления станком. Система управления использует эту информацию для определения координат детали и дальнейшей обработки ее на станке.
Метод использования видеокамеры и компьютерного зрения имеет ряд преимуществ перед традиционными методами определения координат деталей. В частности, он позволяет повысить точность определения координат, увеличить скорость обработки деталей, а также автоматизировать процесс определения координат, что сокращает необходимость в человеческом участии в данном процессе.
2. Метод использования лазерной линии
Еще одним новым методом определения координат деталей на станках с программным управлением является метод использования лазерной линии. Он используется для определения координат деталей на поверхностях, на которых сложно использовать видеокамеры или другие методы.
Принцип работы этого метода заключается в том, что на деталь проецируется лазерная линия, образующая определенный угол с поверхностью. Затем с помощью фотодатчиков, расположенных на известном расстоянии друг от друга, определяется положение лазерной линии на детали. После этого с помощью математических расчетов определяются координаты детали в трехмерном пространстве.
Преимуществом этого метода является его точность и высокая скорость определения координат. Он также не требует контакта с деталью, что уменьшает риск ее повреждения. Однако недостатком является то, что этот метод не может быть использован на темных поверхностях или на поверхностях с неровностями, которые могут перекрывать лазерную линию.
Тем не менее, метод использования лазерной линии имеет широкое применение в промышленности, особенно в автомобильном производстве и производстве электроники. Он также может использоваться для определения координат деталей на поверхностях, на которых не могут быть использованы другие методы.
3. Метод использования датчиков силы
Метод использования датчиков силы для определения координат деталей на станках с программным управлением основан на измерении силы, которую оказывает деталь на инструмент. Датчики силы могут быть установлены на любой из осей станка, и они измеряют силу в направлении оси.
При использовании этого метода, деталь помещается на станок, а затем инструмент приближается к ней до тех пор, пока датчик не зафиксирует силу, оказываемую деталью на инструмент. Данные с датчика силы затем передаются в программное обеспечение станка, которое определяет координаты детали на основе измеренной силы.
Один из преимуществ этого метода заключается в том, что он позволяет измерять силу, оказываемую деталью на инструмент в режиме реального времени, что позволяет точно определить координаты детали на станке. Кроме того, этот метод позволяет определять не только координаты детали, но и ее форму и размеры, что особенно важно при работе с деталями сложной формы.
Однако использование датчиков силы также имеет свои ограничения. Например, он не может использоваться для измерения координат деталей, которые не оказывают силу на инструмент, например, для измерения координат пустотелых деталей. Кроме того, точность определения координат деталей может быть снижена из-за шума, возникающего при измерении силы.
Сравнение новых методов с существующими методами определения координат деталей на станках с программным управлением
Помимо новых методов определения координат деталей на станках с программным управлением, существуют и другие методы, которые используются в промышленности. Рассмотрим некоторые из них и сравним их с новыми методами.
1. Использование инкрементальных энкодеров
Этот метод основывается на использовании специальных датчиков - энкодеров, которые установлены на оси движения станка. Они позволяют определить изменение координаты при движении инструмента. Однако, данный метод не позволяет определить координаты детали, а только движение станка.
2. Использование тач-проб
Для определения координат детали можно использовать тач-пробы, которые устанавливаются на станке и измеряют контакт с деталью. Этот метод позволяет достаточно точно определить координаты детали, однако он требует наличия прямого контакта с деталью, что может привести к ее повреждению.
3. Использование оптических датчиков
Оптические датчики используются для определения положения детали в пространстве. Они могут быть как контактными, так и безконтактными. Однако, данный метод также имеет недостатки - он не всегда обеспечивает достаточно высокую точность, а также может быть чувствителен к изменению освещения.
Сравнение новых методов с существующими показывает, что они имеют ряд преимуществ. В отличие от тач-проб, видеокамера и лазерная линия не требуют контакта с деталью, что позволяет избежать ее повреждения. Кроме того, использование датчиков силы позволяет определять не только координаты детали, но и ее форму, что также является важным преимуществом.
Практическое применение новых методов определения координат деталей на станках с программным управлением
Практическое применение новых методов определения координат деталей на станках с программным управлением может значительно повысить точность и эффективность производства.
Одним из примеров такого применения является использование метода компьютерного зрения и видеокамер на станках с ЧПУ в автомобильной промышленности.
Компьютерное зрение позволяет автоматически обнаруживать и распознавать детали, а также определять их координаты и ориентацию. Это позволяет быстро и точно считывать информацию о деталях и корректировать их положение на станке, что уменьшает количество брака и повышает производительность.
Также датчики силы могут использоваться для определения координат деталей на станках с программным управлением в металлообрабатывающей промышленности.
Датчики силы могут измерять силу, которая применяется к детали во время ее обработки на станке. Эта информация может быть использована для определения координат деталей и улучшения точности обработки.
Приведем несколько примеров моделей станков с программным управлением, в которых используются новые методы определения координат деталей:
- Haas UMC-750: это 5-осевой вертикальный обрабатывающий центр с программным управлением, который может использовать метод использования видеокамеры и компьютерного зрения для определения координат деталей;
- FANUC Robodrill a-D21MiA5: станок с 5-осевым управлением и системой компьютерного зрения, которая позволяет определять положение деталей на станке, а также проверять качество обработки деталей в процессе работы станка;
- DMG MORI NHX 5500: это горизонтальный обрабатывающий центр с программным управлением, который может использовать метод использования лазерной линии для определения координат деталей;
- Mazak Integrex i-200S: это многофункциональный станок с программным управлением, который может использовать метод использования датчиков силы для определения координат деталей;
- Okuma MU-8000V LASER EX: станок с 5-осевым управлением и лазерной системой определения координат деталей, которая позволяет быстро и точно измерять положение деталей на станке и автоматически корректировать его в процессе обработки.
Это только некоторые примеры моделей станков, которые могут использовать новые методы определения координат деталей. В зависимости от производителя и конкретной модели, могут быть доступны различные методы, а также возможность комбинировать разные методы для повышения точности и эффективности обработки деталей.
Okuma GENOS M460V-5AX
Okuma GENOS M460V-5AX - это 5-осевой вертикальный обрабатывающий центр с программным управлением, разработанный компанией Okuma Corporation. Этот станок предназначен для обработки сложных деталей, таких как лопасти турбин, корпуса двигателей, насосы и многое другое.
Okuma GENOS M460V-5AX оснащен шпинделем с мощностью 22 кВт и максимальной скоростью вращения до 15 000 об/мин. Это обеспечивает высокую производительность и точность обработки. Станок также оснащен системой быстрой смены инструментов с 32 позициями для автоматической замены инструментов, что сокращает время перенастройки и повышает производительность. Одним из ключевых особенностей
Okuma GENOS M460V-5AX является применение новых методов определения координат деталей на станках с программным управлением, таких как использование видеокамеры и компьютерного зрения, лазерной линии и датчиков силы. Это позволяет достичь высокой точности обработки и минимизировать отходы.
Станок также оснащен системой управления OSP-P300A, которая обеспечивает простоту и удобство программирования, а также широкий диапазон функций для обработки деталей.
Заключенние
В данной статье были рассмотрены новые методы определения координат деталей на станках с программным управлением, такие как метод использования видеокамеры и компьютерного зрения, метод использования лазерной линии и метод использования датчиков силы. Были проанализированы преимущества и недостатки каждого из методов, а также были приведены примеры их практического применения.
Одним из основных ограничений новых методов является их высокая стоимость внедрения, особенно для малых и средних предприятий. Кроме того, для некоторых методов требуется высокая квалификация персонала, что также может стать проблемой для компаний.
Однако, несмотря на эти ограничения, новые методы определения координат деталей на станках с программным управлением имеют огромный потенциал для дальнейшего развития. С развитием технологий компьютерного зрения, лазерных и датчиковых систем, можно ожидать, что эти методы будут становиться более доступными и простыми в использовании.
Смотрите также: Применение технологий трехмерной печати (3D-печать) в промышленности