CNC-töötluskeskuste tööriistade seadistamise meetodite põhjalik analüüs
CNC-töötluskeskuste täppistöötluses on tööriistade seadistamise täpsus nagu hoone nurgakivi, mis määrab otseselt lõpliku tooriku töötlemise täpsuse ja kvaliteedi. Puurimis- ja keermestuskeskustes ning CNC-töötluskeskustes tavaliselt kasutatavate tööriistade seadistamise meetodite hulka kuuluvad peamiselt tööriistade seadistamine tööriistade eelseadistusseadmega, automaatne tööriistade seadistamine ja tööriistade seadistamine proovilõikamise teel. Nende hulgas on proovilõikamise teel seadistamine oma piirangute tõttu vähem levinud, samas kui automaatne tööriistade seadistamine ja tööriistade seadistamine tööriistade eelseadistusseadmega on oma eeliste tõttu muutunud peavooluks.
I. Automaatne tööriistade seadistamise meetod: täiuslik kombinatsioon suurest täpsusest ja suurest efektiivsusest
Automaatne tööriistade seadistamine tugineb CNC-töötluskeskuses olevale täiustatud tööriistade tuvastamise süsteemile. See süsteem on nagu täpne „tööriistade mõõtmise meister“, mis suudab tööpingi tavapärase töö ajal täpselt ja korrapäraselt mõõta iga tööriista pikkust igas koordinaatsuunas. See kasutab täiustatud tehnilisi vahendeid, nagu ülitäpsed laserandurid ja infrapunadetektorid. Kui tööriist läheneb tuvastusalale, suudavad need tundlikud andurid kiiresti jäädvustada tööriista peeneid omadusi ja asukohateavet ning edastada need koheselt tööpingi intelligentsele juhtimissüsteemile. Seejärel aktiveeritakse kohe juhtimissüsteemis eelseadistatud keerulised ja täpsed algoritmid, just nagu matemaatiline geenius, kes teeb hetkega keerulisi arvutusi, saades kiiresti ja täpselt kindlaks tööriista tegeliku ja teoreetilise asukoha vahelise hälbe väärtuse. Kohe pärast seda reguleerib tööpink automaatselt ja täpselt tööriista kompensatsiooniparameetreid vastavalt nendele arvutustulemustele, võimaldades tööriista täpselt ideaalsesse asendisse tooriku koordinaatsüsteemis paigutada, justkui juhiks seda nähtamatu, kuid äärmiselt täpne käsi.
Selle tööriistade seadistamise meetodi eelised on märkimisväärsed. Selle tööriistade seadistamise täpsust võib pidada mikronitaseme või isegi kõrgema täpsuse peoks. Kuna see kõrvaldab täielikult subjektiivsete tegurite, näiteks käe värisemise ja visuaalsete vigade vahelise häire, mis on käsitsi tööriistade seadistamise protsessis vältimatud, minimeeritakse tööriistade positsioneerimisviga. Näiteks lennunduses ülitäpsete komponentide töötlemisel saab automaatne tööriistade seadistamine tagada, et keerukate kõverate pindade, näiteks turbiinilabade töötlemisel, kontrollitakse positsioneerimisviga väga väikeses vahemikus, tagades seeläbi labade profiili täpsuse ja pinnakvaliteedi ning võimaldades lennukimootori stabiilset jõudlust.
Samal ajal on automaatne tööriistade seadistamine ka suurepärase efektiivsusega. Kogu tuvastamise ja parandamise protsess on nagu kiirelt töötav täppismasin, mis toimib sujuvalt ja võtab väga vähe aega. Võrreldes traditsioonilise proovilõikamise teel toimuva tööriistade seadistamisega saab selle tööriistade seadistamise aega mitu või isegi kümneid kordi lühendada. Selliste komponentide nagu automootorite plokkide masstootmises võib tõhus automaatne tööriistade seadistamine oluliselt vähendada tööpingi seisakuid ja parandada tootmise efektiivsust, vastates autotööstuse rangetele nõuetele kiire tootmise ja õigeaegse tarnimise osas.
Automaatne tööriistade seadistussüsteem pole aga täiuslik. Selle seadmete maksumus on kõrge, otsekui mägi kapitaliinvesteeringuid, mis peletab eemale paljusid väikeettevõtteid. Alates hankimisest ja paigaldamisest kuni hilisema hoolduse ja täiustamiseni on vaja suurt kapitalitoetust. Lisaks on automaatsel tööriistade seadistussüsteemil operaatorite tehnilise taseme ja hooldusvõime osas suhteliselt kõrged nõuded. Operaatoritel peavad olema sügavad teadmised süsteemi tööpõhimõttest, parameetrite sätetest ja levinud vigade tõrkeotsingu meetoditest, mis kahtlemata seab väljakutse ettevõtete talentide arendamisele ja reservile.
II. Tööriistade eelseadistamine tööriistade eelseadistusseadmega: peamine valik, mis on ökonoomne ja praktiline
Tööriistade eelseadistusseadmega tööriistade seadistamine on CNC-töötluskeskustes tööriistade seadistamise valdkonnas oluline koht. Selle suurim võlu seisneb ideaalses tasakaalus ökonoomsuse ja praktilisuse vahel. Tööriistade eelseadistusseadme saab jagada tööpingisiseseks ja tööpingiväliseks tööriistade eelseadistusseadmeks, millel mõlemal on oma omadused ja mis ühiselt tagavad CNC-töötluses täpse tööriistade seadistamise.
Tööriista seadistamise tööprotsess tööpingivälise tööriista eelseadistusseadmega on ainulaadne. Tööpingi välisküljel asuvas spetsiaalses alas paigaldab operaator tööriista hoolikalt eelnevalt suure täpsusega kalibreeritud tööpingivälise tööriista eelseadistusseadme külge. Tööriista eelseadistusseadme sees olev täpne mõõteseade, näiteks ülitäpne sondisüsteem, hakkab oma „võlujõudu“ avaldama. Sond puudutab õrnalt mikroni täpsusega tööriista iga võtmeosa, mõõtes täpselt võtmeparameetreid, nagu tööriista lõikeserva pikkus, raadius ja mikroskoopiline geomeetriline kuju. Need mõõteandmed salvestatakse kiiresti ja edastatakse tööpingi juhtimissüsteemile. Seejärel paigaldatakse tööriist tööpingi tööriistasalve või spindli külge. Tööpingi juhtimissüsteem määrab tööriista kompensatsiooniväärtuse täpselt vastavalt tööriista eelseadistusseadmest edastatud andmetele, tagades tööriista täpse töö töötlemisprotsessi ajal.
Tööpingivälise tööriista eelseadistusseadme eeliseks on see, et see suudab tööpingi töötlemisaega täielikult ära kasutada. Kui tööpink on intensiivse töötlemisülesandega, saab operaator samaaegselt teostada tööriista mõõtmist ja kalibreerimist väljaspool tööpinki, just nagu paralleelse ja segamatu tootmise sümfoonia. See paralleelne töörežiim parandab oluliselt tööpingi üldist kasutusmäära ja vähendab tootmisprotsessis ajaraiskamist. Näiteks vormitootmisettevõttes nõuab vormide töötlemine sageli mitme tööriista vahelduvat kasutamist. Tööpingiväline tööriista eelseadistusseade suudab vormide töötlemise ajal järgmise tööriista ette mõõta ja ette valmistada, muutes kogu töötlemisprotsessi kompaktsemaks ja tõhusamaks. Samal ajal on tööpingivälise tööriista eelseadistusseadme mõõtmistäpsus suhteliselt kõrge, mis suudab täita enamiku tavapärase töötlemise täpsusnõudeid, ning selle struktuur on suhteliselt iseseisev, mis hõlbustab hooldust ja kalibreerimist ning vähendab ettevõtete seadmete hoolduskulusid.
Tööriista seadistamine tööpingisisese eelseadistusseadmega seisneb tööriista otse kindlasse fikseeritud asendisse paigutamises tööpingi sees mõõtmiseks. Kui tööpingi töötlemine nõuab tööriista seadistamist, kannab spindl tööriista graatsiliselt tööpingisisese eelseadistusseadme mõõtepiirkonda. Tööriista eelseadistusseadme sond puutub õrnalt kokku tööriistaga ja selle lühikese ja täpse kokkupuutehetke jooksul mõõdetakse tööriista olulised parameetrid ning need väärtuslikud andmed edastatakse kiiresti tööpingi juhtimissüsteemi. Tööpingisisese eelseadistusseadmega tööriista seadistamise mugavus on iseenesestmõistetav. See väldib tööriista edasi-tagasi liikumist tööpingi ja tööpingivälise tööriista eelseadistusseadme vahel, vähendades kokkupõrkeohtu tööriista laadimise ja mahalaadimise ajal ning pakkudes tööriistale ohutut ja mugavat "sisemist läbipääsu". Kui tööriist töötlemisprotsessi käigus kulub või sellel on väike kõrvalekalle, suudab tööpingisisese eelseadistusseade tööriista igal ajal tuvastada ja korrigeerida, nagu ooterežiimis olev kaitse, tagades töötlemisprotsessi järjepidevuse ja stabiilsuse. Näiteks pikaajalise täppisfreesimise korral, kui tööriista suurus kulumise tõttu muutub, suudab tööpingisisene tööriista eelseadistusseade seda õigeaegselt tuvastada ja korrigeerida, tagades tooriku suuruse täpsuse ja pinnakvaliteedi.
Siiski on tööriistade eelseadistusseadmega tööriistade seadistamisel ka mõningaid piiranguid. Olenemata sellest, kas tegemist on masinasisese või masinavälise tööriistade eelseadistusseadmega, on selle mõõtmistäpsus küll enamiku töötlemisnõuete täitmiseks piisav, kuid ülikõrge täpsusega töötlemise valdkonnas jääb see siiski tipptasemel automaatse tööriistade eelseadistussüsteemiga võrreldes veidi alla. Lisaks nõuab tööriistade eelseadistusseadme kasutamine teatud oskusi ja kogemusi. Operaatorid peavad olema tuttavad tööriistade eelseadistusseadme tööprotsessi, parameetrite sätete ja andmetöötlusmeetoditega, vastasel juhul võib vale kasutamine mõjutada tööriistade seadistamise täpsust.
CNC-töötlemise tegelikus tootmisstsenaariumis peavad ettevõtted sobiva tööriistade seadistamise meetodi valimiseks põhjalikult arvestama mitmesuguste teguritega. Ettevõtete jaoks, kes taotlevad äärmist täpsust, millel on suur tootmismaht ja mis on hästi rahastatud, võib automaatne tööriistade seadistamise süsteem olla parim valik; enamiku väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete jaoks on tööriistade seadistamine tööriistade eelseadistusseadmega eelistatud valik tänu oma ökonoomsetele ja praktilistele omadustele. Tulevikus, CNC-tehnoloogia pideva innovatsiooni ja arenguga, arenevad tööriistade seadistamise meetodid kindlasti edasi, liikudes julgelt edasi intelligentsema, suure täpsuse, suure efektiivsuse ja odavama suunas, andes pideva tõuke CNC-töötlemistööstuse jõulisele arengule.