更快、更精确、更高的生产率是开发新机床时的关键要求。在许多情况下,只有使用复杂的传感器技术才能实现改进。机床制造商及其供应商受益于易于集成的传感器。Micro-Epsilon用广泛的传感器证明了这一点,非常适合机床行业。
在机器制造和设计中,传感器是机器的眼睛和耳朵。因此,控制系统能够处理传感器提供的信息,并相应地控制执行机构。当然,机器只能按照传感器测量的精度工作。
高精度生产
在过去的几年里,高精度机床行业经历了真正的繁荣。这些工具生产的工件精度通常在微米范围内。要达到这些精度,需要在许多方面优化机床设计。主轴是最关键的部件之一。高速和刀具与工件之间的摩擦会导致主轴加热和其长度的变化。液体主轴冷却可以限制这种影响,但不能完全补偿它。除了温度效应外,由于快速旋转的主轴产生的高离心力,长度也会发生变化。
为了在工件精加工过程中达到非常高的精度,必须用传感器检测主轴长度的变化。然后CNC控制系统可以根据测量值调整刀具的位置。针对这种应用,Micro-Epsilon提供了SGS 4701(主轴生长系统)测量系统,该系统是该公司专门为高频主轴开发的。该系统基于eddyNCDT系列的涡流感应传感器,在非接触、无磨损的基础上进行测量。该测量方法对热、灰尘和油不敏感,适用于铁磁和非铁磁材料。
该系统设计包括微型传感器、传感器电缆和紧凑的控制器,允许设计师将所有组件集成到主轴中。在大多数应用中,传感器安装在主轴上,以便测量主轴迷宫环的长度变化。该控制器既可以通过法兰安装在主轴外壳上,也可以直接集成到主轴中。传感器系统测量温度和长度膨胀,并将这些值输出到控制器。长度测量的分辨率为0.5 μm,可实现高精度制造。
碰撞防护
机床的另一个关键部件是刀具夹紧系统。现代加工中心通常可以自动更换刀具,从而确保在许多制造环境中所需的高生产率水平。在弹匣中,各种工具都安装在一个工具架中。换刀时,机床自动取下相应的刀架放在主轴上,主轴的夹紧系统将刀架锁定到位。主轴夹紧系统的完善功能是极其重要的。如果工具的位置不正确,可能会导致错误的加工,从而导致高昂的成本。如果刀具倾斜,最坏的情况是由于高速和相关的力,它会松动,导致与其他机床部件碰撞造成高度损坏。
通常,启动器和开关环用于监测夹紧位置。然而,这些很难调整。Micro-Epsilon的模拟传感器LVP传感器提供了一个更简单的建设性解决方案。圆柱形传感器可以轻松集成到夹紧系统的释放装置中。一个环,作为传感器的目标,被简单地粘在拉杆上。
该传感器的测量原理是非接触式的,因此不易磨损。由于传感器提供的模拟信号与抽拉杆的行程成正比,因此这种解决方案可以实现连续监测。在其他解决方案中,切换点的繁琐设置是必要的,在这里完全消除了。即使使用这种传感器,传感器电子器件也非常小,因此可以直接在现场集成。
成本低,易于集成
机床中另一个常见的测量任务是确定尾架的位置。虽然这种测量对机器的精度或安全性没有直接影响,但它对设计师提出了许多挑战。因此,尾架中心点的位置往往必须确定在一个非常大的区域,高达几米。更糟糕的是,相应的测量系统的空间是有限的。一个理想的,也具有成本效益的解决方案是由Micro- Epsilon与它的wireSENSOR拉线传感器。由于其紧凑的设计,这些传感器即使在狭窄的空间也可以轻松安装。传感器不必直接安装在尾架附近,因为测量绳可以非常灵活地通过不同的滑轮引导。用于机床的典型传感器型号提供300毫米至2,100毫米的测量范围,尽管也可以提供更大的测量范围。这些传感器非常坚固耐用,即使在恶劣的环境条件下,例如在机床中普遍存在的环境条件下。
来自单一来源的不同测量任务的解决方案
使用Micro-Epsilon传感器,机器制造商有机会通过单一来源的解决方案实现所有测量任务。除了上述任务外,其他测量任务也可以使用传感器专家的产品来解决。例如,optoNCDT激光传感器可以精确地检查刀夹在弹匣中的位置。在机床安装过程中,经常需要快速、精确的位置确定。Micro-Epsilon传感器具有公共接口,可以轻松地与CNC控制器连接。它们的质量非常高,因此机床的可靠性和生产率得到了保证。大多数传感器的微型设计使它们能够最佳地集成到机器中,而不需要任何昂贵的设计更改。