Geavanceerde lasersystemen voor precisiemeting op slijpmachines

Lasers in een machinezaal zijn geen uitzondering meer. Voorbeelden zijn laserinterferometers voor meting en kalibratie van machinebewegingen, en laser-toolsettingssystemen om gereedschappen op de machine te meten en gebroken tools te detecteren.

Onlangs is lasertechnologie geïntegreerd om precisiewerkstukken te meten op een aantal van Studers (een United Grinding-merkt) externe en universele slijpmachinemodellen. De afgelopen 10 jaar ontwikkelde het bedrijf deze technologie voor experimentele meting van slijpstenen. Na inzicht in het potentieel voor slijpmachines, voegden Studer en de laserfabrikant in 2020 verbeterde lenzen en benodigde uitrusting toe, geschikt voor slijpen, en lanceerden wat ze LaserControl noemen — machine-geïntegreerde laserprocesmeettechnologie.

LaserControl biedt tal van voordelen: precisiemeting van werkstukken die productiekosten verlaagt, de mogelijkheid om diverse werkmatafmetingen te meten, verbeterde onderdeelkwaliteit, en software die alle metingen registreert. Bovendien zijn dergelijke systemen doorgaans gebruiksvriendelijk en leveren ze sneller data dan hun analoge tegenhangers. Daarnaast is lasermeting een contactloze methode, dus het beschadigt het gemeten materiaal niet. Zonder contact is er geen slijtage of schade, ook niet aan het meetapparaat zelf, zoals een tastkop of stijlus op een analoog systeem.

Vormgegeven als de letter “U” op de zijkant geplaatst, met de laser-emitter en -ontvanger die elkaar afkijken aan de open uiteinden (zie foto), is de lasermeter bevestigd aan de toureltolkop van de slijpmachine, waardoor hij in X- en Z-as beweegbaar is. Hij komt in positie door de X-as van de machine te verplaatsen en indexeert weg tijdens het slijpen. De laserkop beweegt over het onderdeel om te positioneren voor meting totdat de laserstraal door de periferie van het onderdeel wordt verbroken, wat de eerste zijde meet en de startinformatie registreert. De laserkop blijft vooruit bewegen over het onderdeel totdat de laserstraal voorbij het onderdeel is en niet meer verbroken wordt. Dit geeft dan de informatie over de afmeting van het onderdeel. (De hoog-resolutie lineaire glazen schaal van de machine meet de afstand van metingstraal-onderbreking tot niet-onderbreking.) De metingen worden geregistreerd in een tabel op het operatorscherm.

De meetproces duurt 10 tot 60 seconden, afhankelijk van de grootte van het onderdeel en het type meting. Het systeem heeft een herhaalbaarheid van ±1,5 micron.

Hoewel uitgebreid, stelt de gebruiksvriendelijke Studer-software voor het systeem operators in staat om eenvoudig meetprogrammering uit te voeren zonder veel vaardigheid. De software registreert automatisch de gemeten waarden na elke meetcyclus, en data kan geëxporteerd worden naar een spreadsheet voor verdere evaluatie. Data kan indien gewenst worden afgedrukt.

Hier zijn enkele kernpunten over de Studer LaserControl die nuttig zijn om te begrijpen voordat u besluit of deze technologie voordelig is voor uw toepassing.

Niet als typische in-proces meetssystemen

Veel in-proces meetsystemen meten terwijl de machine snijt/slijpt. Het gesloten-lus systeem van LaserControl meet echter niet tijdens het slijpproces, maar na het slijpen of tussen slijpprocessen in, waarbij het slijpen tijdelijk wordt onderbroken wanneer meerdere metingen op één werkstuk worden uitgevoerd. Door tijdelijk te stoppen met slijpen, worden slijpvloeistoffen en emulsies die niet geschikt zijn voor de laser, vermeden. Om koelvloeistof, spaan en andere bewerkingsrestanten van het werkstuk voor meting te verwijderen, past LaserControl direct voor het meten zijn afblaassysteem met geïntegreerde luchtdusen toe.

Ontworpen voor meerdere diameterformaten en complexe onderdelen

Omdat het systeem aan de slijpstentourel bevestigd is, is het bewegelijk rond het werkstuk. Het is daarom ontworpen om externe diameters te meten van zo klein als 1 millimeter tot 100 millimeter, evenals complexe onderdelen. Typische metingen omvatten niet alleen grote, ononderbroken werkstukdiameters en lengtecontouren, maar ook onderbroken diameters zoals assen met splines of nutrienten, snijden van gereedschappen en gulzen.

Onconventionele opstelling

In tegenstelling tot andere meetsystemen vereist dit lasersysteem geen mechanische opstelling. De machineoperator geeft het programma aan welke punten op een werkstuk gemeten moeten worden via de machinebesturing. De operator kan de machine dus programmeren om elk punt van het werkstuk te meten dat nodig is voor dataverzameling. Deze eenvoudige opstelling bespaart tijd vergeleken met een conventionele fysieke opstelling die vaak een meer gedetailleerde opstelling van een meetapparaat op de diameter of lengtes vereist die gemeten zullen worden.

Bijzonder nuttig voor het meten van snijgereedschappen op de AD

Hoewel LaserControl veel voordelen biedt voor veel slijptoepassingen, is het niet ontworpen voor elk werkstuk. Het kan bijvoorbeeld geen IDs meten en is niet ideaal voor hoog-volume productie, omdat zelfs deze in-machine meetproces cyclusvertragingen veroorzaakt. Het is echter uitstekend geschikt voor AD-meting op zeer harde snijgereedschappen met hoge precisiecomplexiteit. Luchtvaartonderdelen profiteren vaak van dit type meetsysteem.

United Grinding/Studer | grinding.com