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LaserControl - 정밀 가공을 위한 최첨단 레이저 공정 측정 기술

통합형 생산 측정 기술에 대한 요구

연삭기의 정삭 공정은 치수, 형상 및 위치 정확도와 관련된 까다로운 공차는 물론 고도로 정확한 표면 품질을 요구하는 경우가 많습니다. 대부분의 회사에는 이러한 요구에 도달할 수 있는 경험가치들이 존재합니다. 그러나 작은 로트 크기의 경우 기계 내에서 특정 공정에 대한 평가가 요구되는데, 외부 측정기에서의 중간 측정과 이에 대한 수정으로 부품 가공의 처리 시간이 연장되기 때문입니다. 이러한 검사 조치는 공정 안전성과 생산성을 크게 향상시킵니다. 다양한 가공품에 유연하게 사용할 수 있는 이러한 솔루션은 이상적이며 선호되는 방식입니다.

연삭 공정에서 공정 측정 기술의 가능성

공정 엔지니어는 공정 평가에 사용할 수 있는 다양한 측정 기능을 가지고 있으며, 이것은 생산 측정 기술의 다양한 원칙을 기반으로 합니다. 예를 들어, 연삭력(Ft, Fn) 또는 연삭 스핀들의 전류치 비교와 같은 공정력 측정은 공구의 수명 달성을 위한 지표를 제공하며, 공정 능력과 요구 공차 준수에 영향을 줄 수 있는 변동량을 측정하는 것도 중요합니다. 또한, 과도한 드레싱을 방지하여 공구 비용을 줄일 수 있습니다. 익숙한 음향 터치 센서는 연삭 공정에서 접촉 감지를 지원하여 연삭 시간을 줄이거나 엔벨로프 곡선 기능으로 프로파일에 적합한 드레싱 공정을 모니터링합니다 직경 또는 가공품 길이에 대한 측정 제어 시스템, 스핀들 시스템의 길이 확장을 위한 공압 시스템 또는 마이크로 센서와 같은 촉각 측정 시스템도 공정 안정성을 향상시켜 줍니다. 그 밖의 측정 기능으로는 공정 모니터링을 위한 카메라 또는 레이저 시스템의 사용도 해당됩니다. 그리고 이제 레이저 측정 기술은 흥미로운 응용 분야의 길을 열어줍니다.

STUDER 범용 원통 연삭기에 레이저 측정 기술 통합

STUDER는 연삭 휠이나 가공품 측정을 위한 실험으로 평가된 기계 통합형 레이저 측정 기술 사용에서 다져온 10년 이상의 경험을 활용할 수 있습니다. STUDER는 이러한 기본 연구에 대한 전통을 발판 삼아, 미래의 생산 기술 동향에 대비합니다. 이제 이 지식과 경험을 활용하여 현재의 요구 사항에 대응하고 있습니다. 다른 산업에서 공구 모니터링을 위해 사용되는 시스템이 STUDER 특정 최신 레이저 측정 기술을 기반으로 연삭기에서 가공품을 측정하기 위해 한 단계 더 개발되었습니다. 필요한 측정 장치(그림 4의 U-프로파일 참조)는 해당 연삭 스핀들을 운반하는 B 축의 측정 프로브와 유사하게 기계식으로 장착됩니다. 실제로 이러한 상황은 작업자에게 낮선 그림은 아닙니다.

측정 장치의 크기는 가공품 직경에 맞게 조정할 수 있습니다. 측정 중에 가공품으로 내보내는 기존 에어 블로잉 노즐과 새로 개발 된 먼지 차단막은 기계 내부의 연삭유로부터 레이저 광학을 효율적으로 보호합니다. 레이저 장치 제조업체는 이전 모델과 비교하여 더욱 개선되고 정확한 레이저 광학을 사용합니다. 그러나 당사의 관점에서 가장 돋보이는 요소는 회전하는 가공품에서 평가를 위해 수천 개의 측정 지점을 생성할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 측정 시간이 크게 단축됩니다 이 기능은 이제 STUDER 맞춤형 측정 사이클에 통합되었습니다. 이에 따라 사용자는 정밀 가공품 가공을 위한 비접촉식 측정에 적합한 방법을 얻게됩니다.

레이저 측정 장치로 다양한 직경을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 키홈 또는 축방향 그루브가 있는 샤프트 및 직경 범위의 톱니형 기어와 같은 "중단된" 직경에서도 정밀한 제어 측정을 수행할 수 있습니다(그림 1 참조). 지금까지 사용된 접촉식 측정장치의 설정 및 재설정 작업이 생략되고 효율성이 크게 향상됩니다.

측정 사이클은 각각의 공정 이후 또는 연삭 공정 마지막에 임의로 선택할 수 있습니다. STUDER 소프트웨어는 각 측정 사이클 후 직경 당 측정된 값을 기록합니다(그림 2 참조). 이 프로세스를 통해 작업자는 연삭한 부품의 품질을 한 눈에 확인할 수 있습니다.

절삭 공구용 레이저 측정 기술 적용 사례

통합형 측정 전략 사용의 매우 효율적인 한 예는 PCD 절삭날이 달려 있는 까다로운 공구의 작은 로트 가공입니다. 여기서 무엇이 무엇을 가공하는지, 다이아몬드 연삭 휠이 공구를, 또는 그 반대인지 질문하게 됩니다. 이를 위해 주로 접촉식 측정 장치가 있는 소위 "클로즈 루프 프로세스"가 사용됩니다(그림 3). PCD 외주 절삭날은 여러 반복적인 단계에서 측정, 연삭, 측정 등이 수행됩니다. 이 방법으로 +/- 1.5 마이크로미터의 직경 오차에 도달하며 매우 좋은 결과를 보여줍니다. 이 응용 분야에서 비접촉식 측정에 대한 요구가 증가하고 있는데, PCD 절삭날이 부분적으로 접촉식 측정에 민감하게 반응하기 때문입니다.

절삭 날 또는 가이드 레일에 대한 이 공차 범위에서 공구의 비접촉 측정에 대한 요구는 여기에 설명된 통합형 레이저 측정 기술로 충족될 수 있습니다(그림 4). 이 부문에서 요구되는 전형적인 측정 작업은 다음과 같습니다. 공구 절삭날의 외주 측정, 절삭날의 최대경과 최소경이 동일한 측정면에서 확인됩니다. 절삭 공구의 서로 다른 두 측정면에서 측정, 즉, 회전을 통해 생성된 측정된 원통 형상의 서로 다른 평면에서 절삭 공구에서 요구하는 테이퍼값이 측정되며, 출력할 수 있습니다.

동일한 측정 평면에서 절삭날의 직경과 절삭 공구의 가이드 레일 간의 측정 차이에 따라, 레이저 광학 장치는 이 직경을 회전하는 가공품에서도 확인할 수 있습니다. 대부분의 공구가 이 경우에 해당되며 측정 시간 단축에 긍정적인 영향을 미칩니다.

연삭할 공구를 가공하기 전에 클램핑한 상태에서 공구 샤프트에서부터 공구 끝의 절삭날 직경까지 런아웃이 얼마나 큰지 알고 싶을 경우, STUDER 측정 싸이클이 도움이 될 수 있습니다.

결론 요약

기계 통합형 레이저 측정 기술에 대한 전략은 연삭 기계에서 공정 측정 기술의 응용 가능성을 확장시켜 줍니다. 정밀하고 보편적인 비접촉식 측정 프로세스는 정밀 가공의 효율성을 높이기 위한 사용자의 노력을 지원해 줍니다.

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