Tự động hóa máy mài NC [Giới thiệu]

Các nhà sản xuất và người sử dụng máy mài NC gặp phải những thách thức sau đây hàng ngày.

• Việc tự tay đặt đá mài lên phôi và quan sát tia lửa/lắng nghe âm thanh để xác nhận vị trí bắt đầu gia công có thể rất tốn thời gian.
• Các nhân viên kỳ cựu và nhân viên mới không thể chuẩn hóa sự khác biệt về chất lượng trong quá trình sử dụng đá mài.
• Cảm biến AE được sử dụng, nhưng độ chính xác không ổn định.

Trong ngành công cụ máy móc, máy mài NC đòi hỏi độ chính xác gia công cao để xác định kích thước của phôi.
Do đó, ngay cả khi sử dụng NC, tự động hóa vẫn đi kèm với mức độ khó khăn cao, và nhiều người dùng phải đối mặt với thách thức thiếu hụt nhân lực tại các công trường của họ.

Bài viết này cung cấp cái nhìn sâu sắc về những nỗ lực tiên phong trong ngành của METROL nhằm tự động hóa hoàn toàn các máy mài NC bằng cách sử dụng cảm biến Khe hở Không khí .

[Vấn đề] Quy trình “ứng dụng đá mài” cho máy mài NC là gì?

Thông thường, hai thao tác thiết lập sau đây là cần thiết khi gia công phôi trên máy mài NC.

• Xác định vị trí bắt đầu cho quá trình gia công đá mài
• vị trí bắt đầu Phôi gia công

Nhìn chung, quá trình xác định vị trí bắt đầu gia công bằng đá mài (tức là đường kính của đá mài) được gọi là “quá trình ứng dụng đá mài”.

Quá trình "ứng dụng đá mài" này là một nhiệm vụ khó khăn và đầy thách thức.

Thực hiện “Quy trình ứng dụng đá mài”

Thông thường, người ta sẽ dùng tay từ từ đưa đá mài đang quay đến gần bề mặt phôi và tạo tiếp xúc.
Vị trí bắt đầu gia công có thể được xác định bằng các tia lửa và âm thanh phát ra khi đá mài tiếp xúc với phôi.

Do điểm gia công của đá mài bị dịch chuyển do sự giãn nở nhiệt và mài mòn của đá mài, nên cần phải điều chỉnh vị trí bắt đầu gia công trong quá trình thực hiện định kỳ các thao tác "mài đá mài".

Tiếp theo, chúng ta sẽ giải thích những rủi ro liên quan đến “quy trình sử dụng đá mài”.

Những rủi ro nào tiềm ẩn trong “quy trình ứng dụng đá mài” cho máy mài NC?

Quy trình "sử dụng đá mài" được mô tả trong phần trước có những vấn đề và rủi ro sau đây.

• Mỗi ứng dụng đều yêu cầu lao động thủ công và việc tự động hóa hoàn toàn là không thể.
• Độ chính xác gia công và số giờ công không đồng nhất giữa công nhân mới và công nhân có kinh nghiệm.
• Việc đá mài tiếp xúc trực tiếp với phôi gia công khiến phôi bị hư hỏng ngay sau khi mài xong.
• Nguy cơ đá mài va chạm với phôi gia công gây ra tai nạn.

Những vấn đề về sai sót của con người và việc tiếp thu kỹ năng rất khó giải quyết trong một sớm một chiều.
Để xây dựng một hệ thống sản xuất bền vững và an toàn, cần có các giải pháp thông qua việc tiêu chuẩn hóa và tự động hóa các kỹ năng.

Tự động hóa quy trình "ứng dụng đá mài" cho máy mài NC là gì?

Tại METROL, chúng tôi đã nghiên cứu từ lâu về việc tự động hóa "quy trình ứng dụng đá mài", một công việc vốn được thực hiện thủ công, và đã đạt được điều này bằng phương pháp dựa trên Cảm biến khe hở khí của chúng tôi.

Cảm biến khe hở khí là gì? Nguyên lý đo của cảm biến được giải thích.

Cảm biến khe hở khí) dùng để tự động hóa máy mài NC là gì?

Nói một cách đơn giản, Cảm biến khe hở khí là “một cảm biến định vị độ chính xác cao sử dụng không khí (vòi phun khí) để phát hiện khoảng cách đến một vật thể là Hợp lệ/Không hợp lệ.”
Một "ngưỡng khoảng cách" đóng vai trò là tiêu chí Hợp lệ/Không hợp lệ được đăng ký trước vào cảm biến, và cảm biến sẽ xác định chính xác xem khoảng cách giữa vật thể và vòi phun khí gần hơn hay xa hơn giá trị ngưỡng đó.

[Giải thích] Nghiên cứu trường hợp sử dụng Cảm biến khe hở khí

Việc sử dụng Cảm biến khe hở khí được giải thích bằng ví dụ “kiểm tra xem có phôi gia công hay không”.

Ví dụ: Quy trình khi ngưỡng cảm biến được đặt ở mức 10 μm.

• Bước 1 : Đăng ký trước "ngưỡng khoảng cách 10μm" cho cảm biến.
• Bước 2 : Di chuyển phôi đến gần vòi phun để phát hiện sự có mặt hoặc vắng mặt của nó (xem Hình 2).

Khi khoảng cách giữa phôi và vòi phun lớn hơn giá trị ngưỡng (=10µm) → Tín hiệu đầu ra không hợp lệ. [Hình bên trái.]
Tiến hành cho đến khi khoảng cách giữa phôi và vòi phun là 10 μm hoặc nhỏ hơn → Chuyển sang tín hiệu Hợp lệ. [Hình bên phải]

Giải thích về tự động hóa máy mài NC sử dụng cảm biến

Hình minh họa và các bức ảnh sau đây cho thấy cách tự động hóa quy trình ứng dụng đá mài bằng cách sử dụng Cảm biến khe hở khí . Mục tiêu phát hiện trong máy mài NC không phải là phôi mà là “vị trí bắt đầu của đá mài quay”.

[Hình minh họa] Quy trình xác định vị trí bắt đầu gia công bằng Cảm biến khe hở khí.

• Lắp đặt vòi phun khí trên máy mài NC.
• Đá mài đang quay tiến lại gần vòi phun khí.
• Vị trí tín hiệu cảm biến chuyển đổi → Vị trí bắt đầu gia công (xem Hình 3)

[Mô tả ảnh] Quy trình xác định vị trí bắt đầu gia công bằng cảm biến Khe hở Không khí .

Hình ảnh phóng to của vòi phun khí và đá mài thực tế được hiển thị để minh họa quy trình phát hiện.

Quy trình 1: Đá mài đang quay tiến lại gần vòi phun khí.
Khoảng cách giữa vòi phun và đá mài lớn hơn giá trị ngưỡng, và cảm biến đang ở trạng thái tín hiệu không hợp lệ. (Xem Hình 4)
Bánh mài di chuyển dần đến vòi phun cho đến khi đạt đến vị trí ngưỡng, tại đó tín hiệu chuyển sang trạng thái Hợp lệ.

Bước 2: Vị trí mà công tắc tín hiệu chuyển sang chính là vị trí bắt đầu gia công.
Khi khoảng cách giữa đá mài và vòi phun đạt đến ngưỡng quy định, cảm biến sẽ chuyển sang tín hiệu hợp lệ.
Bằng cách đọc tọa độ mà tại đó cảm biến chuyển sang tín hiệu hợp lệ, có thể xác định được “vị trí bắt đầu gia công bằng đá mài”.

Bước 3: Tính đường kính đá mài bằng phép toán số học.
Đường kính ngoài của đá mài có thể được tính toán từ tọa độ vị trí tham chiếu của đá mài khi tín hiệu cảm biến được xuất ra.

[Tóm tắt] Tự động hóa quy trình ứng dụng đá mài.

Như đã mô tả ở trên, thông qua các bước từ 1 đến 3, “quy trình ứng dụng đá mài” trước đây được thực hiện thủ công nay đã được tự động hóa hoàn toàn.
*Ngoài ra, cần phải xác định "chiều cao phôi" bằng đầu dò cảm ứng hoặc thiết bị tương tự.

[Bình luận video] Tự động hóa máy mài NC

Quy trình đo lường đá mài được mô tả trong chương trước được giới thiệu trong video cho thấy máy mài NC thực tế đang hoạt động.

[Ví dụ sử dụng] Nghiên cứu trường hợp tự động hóa máy mài NC

“Quy trình tự động hóa việc ứng dụng đá mài quay” đã được tích hợp như một “cảm biến không tiếp xúc có khả năng đo đường kính đá mài” tùy chọn trên các máy mài CNC của Okamoto Machine Tool Works - một nhà sản xuất máy mài hàng đầu.

[Câu hỏi thường gặp] Về tự động hóa máy mài NC

Sau đây là câu trả lời cho các câu hỏi thường gặp về việc đo vị trí bắt đầu khi gia công bằng đá mài.

Tôi có thể đo khi dung dịch làm mát vẫn còn trên đá mài không?

Phải ngừng Dung dịch làm mát khi đo.
Sau khi ngừng cấp chất làm mát, cần xoay đá mài trong vài giây để loại bỏ hơi ẩm trước khi đo để có kết quả chính xác hơn. Đá mài còn chứa chất làm mát (hơi ẩm) có thể không cho kết quả đo chính xác do sự giãn nở.

Có thể tạo ra bao nhiêu tín hiệu cảm biến?

Có thể ghi nhận tối đa 3 tín hiệu. Bằng cách thiết lập ngưỡng theo mục tiêu, việc điều khiển hiệu quả cao là hoàn toàn khả thi.
Ví dụ bao gồm “tín hiệu đo lường” để xác định vị trí của đá mài, “tín hiệu giảm tốc” để kiểm soát tốc độ tiếp cận của đá mài và “ tín hiệu vượt quá giới hạn hành trình ” để ngăn ngừa va chạm.

Kích thước hạt mài trên đá mài tối đa là bao nhiêu?

Chất mài mòn càng mịn trên đá mài chính xác thì độ lặp lại càng cao, do đó phép đo càng chính xác hơn.
Các loại đá mài Độ chính xác như đá mài kim cương và đá mài CBN có thể được đo với độ lặp lại lên đến 1 μm.
Vui lòng liên hệ với nhóm của chúng tôi để biết thêm chi tiết.

Có thể đo kích thước của bất kỳ loại đá mài nào không?

• Đá mài thông thường
• Đá mài loại R
• Đá mài mỏng (lưỡi dao)
• Đá mài côn dùng để gia công rãnh chữ V

Mỗi hình dạng đá mài yêu cầu một phương pháp phát hiện khác nhau. Tiếp xúc với chúng tôi để được hỗ trợ.

Nên đo tốc độ quay của đá mài ở mức bao nhiêu vòng/phút?

Để tham khảo, nên tiến hành đo ở cùng tốc độ vòng quay (rpm) như trong quá trình gia công . Để biết thông tin cụ thể về tốc độ vòng quay, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ.

Cảm biến khe hở khí được lắp đặt ở đâu?

Vì chiều dài đường ống dẫn khí giữa vòi phun khí và cảm biến càng ngắn thì phản hồi càng tốt, nên khuyến cáo nên lắp đặt cảm biến gần vòi phun khí.
Cảm biến khe hở khí đạt IP67 và có khả năng chống dầu cắt gọt, do đó có thể được lắp đặt bên trong máy.

Liệu có thể lắp đặt trên máy thông thường thay vì máy mài NC không?

Việc lắp đặt trên các máy thông thường không được khuyến khích vì khó căn chỉnh vòi phun với đá mài.

Cần những điều kiện gì để tự động hóa máy mài NC?

Hiện tại, chúng tôi có kinh nghiệm lắp đặt các thiết bị trên máy mài NC do Okamoto Machine Tool Works, Ltd. sản xuất. Vui lòng liên hệ để biết thêm chi tiết.
Chúng tôi hoan nghênh mọi thắc mắc của quý khách, kể cả về máy mài NC từ các nhà sản xuất khác.

Cảm biến AE khác với cảm biến nào?

Cảm biến AE (phát xạ âm thanh) là loại cảm biến tiếp xúc, phát hiện dạng sóng khi đá mài được áp dụng trực tiếp lên phôi.

• Vì vị trí gia công phôi là vị trí bắt đầu gia công, nên có nguy cơ xảy ra sai lệch kích thước sau khi gia công.
• Khó ổn định độ chính xác phát hiện khi điều kiện thay đổi.

Cảm biến khe hở khí là một hệ thống phát hiện không tiếp xúc, sử dụng không khí để phát hiện ổn định mà không cần mài phôi hoặc đá mài.

[Bình luận video] Tự động hóa máy mài NC

Quá trình tự động hóa máy mài NC được mô tả đến đây được giải thích trong một video 3D dễ hiểu.

Phần kết luận

Phương pháp điều khiển vị trí đá mài bằng cảm biến Khe hở Không khí đã được nhiều nhà sản xuất máy mài áp dụng, trong đó có cả nhà sản xuất máy mài lớn nhất trong ngành.

Trong bối cảnh tình trạng thiếu hụt lao động tiếp tục gia tăng trong tương lai, tự động hóa các quy trình thủ công sẽ trở thành một trong những vấn đề quan trọng nhất.
Việc thiết lập phương pháp tự động hóa vận hành phù hợp với nhu cầu của công ty sẽ trở thành thế mạnh của các nhà sản xuất trong tương lai.
Hãy xem xét “tự động hóa máy mài” như một trong những cách để đạt được điều này.

Thông tin chi tiết hơn về các sản phẩm được giới thiệu trong bài viết này.

Yêu cầu tư vấn về các điều kiện để tự động hóa máy mài NC.

Các kỹ sư của chúng tôi sẽ giải đáp mọi thắc mắc của bạn về tự động hóa máy mài NC.
Tiếp xúc với chúng tôi để được hỗ trợ.