Medição a laser de precisão em uma máquina de moagem

Não é incomum ver lasers em uso em uma oficina mecânica. Exemplos incluem interferômetros a laser para medição e calibração de sistemas de movimento de máquinas-ferramenta; e sistemas de ajuste de ferramentas a laser para medir ferramentas em uma máquina e detectar ferramentas quebradas.

Recentemente, a tecnologia a laser foi integrada para medir peças de precisão em alguns modelos de retificadoras externas e universais da Studer (uma marca United Grinding). Nos últimos 10 anos, a empresa vem desenvolvendo essa tecnologia que utilizou para medição experimental de rebolos. Percebendo seu potencial para retificadoras, em 2020 a Studer e o fabricante do laser adicionaram lentes aprimoradas e outros equipamentos necessários adequados para retificação e finalmente lançaram o que chama de LaserControl – tecnologia de medição de processo a laser integrada à máquina.

O LaserControl oferece muitos benefícios, como medição de peças de precisão que reduz os custos de produção, aumenta a capacidade de medir uma variedade de tamanhos de peças, melhora a qualidade das peças e emprega software que registra todas as medições. Além disso, sistemas como esses geralmente são fáceis de usar e produzem dados mais rapidamente do que seus equivalentes analógicos. Além disso, a medição a laser é um método de medição sem contato, portanto, não prejudica o material que está sendo medido. Quando não há contato, não há desgaste ou danos, inclusive no próprio dispositivo de medição, como uma sonda ou caneta usada em um sistema analógico.

Com a forma da letra “U” posicionada de lado com o emissor e o receptor de laser voltados um para o outro na extremidade aberta (veja a foto abaixo), o medidor a laser é acoplado ao cabeçote da torre da retificadora, portanto, móvel nos eixos X e Z . Ele entra em posição movendo o eixo X da máquina e se afasta quando a máquina está retificando. O cabeçote do laser se move sobre a peça para a posição de medição até que o feixe de laser seja quebrado pela periferia da peça, fazendo a medição do primeiro lado e registrando as informações de início. A cabeça do laser continua a se mover para frente sobre a peça até que o feixe de laser esteja além da peça e não esteja mais quebrado. Isso fornece as informações sobre o tamanho da peça. (A escala de vidro linear de alta resolução da máquina mede a distância desde a interrupção do feixe de medição até o feixe de medição não interrompido.) As medições são registradas em uma tabela na tela do operador.

Em forma de letra “U” posicionada em seu lado com o emissor e o receptor de laser voltados um para o outro na extremidade aberta, o medidor de laser é fixado ao cabeçote da torre da retificadora, portanto, móvel nos eixos X e Z. Créditos da foto:United Grinding/Studer

O processo de medição pode levar de 10 a 60 segundos, dependendo do tamanho da peça e do tipo de medição que está sendo feita. O sistema tem uma repetibilidade de +/-1,5 microns.

Embora extenso, o programa de software Studer de fácil utilização para o sistema permite aos operadores de retificadoras uma programação de medição fácil que não requer muita habilidade. O software registra automaticamente os valores medidos após cada ciclo de medição e os dados podem ser exportados para uma planilha para posterior avaliação. Os dados podem ser impressos se desejado.

Aqui estão alguns pontos-chave sobre o Studer LaserControl que são úteis para entender antes de decidir se esta tecnologia é vantajosa para sua aplicação.

Não é como os sistemas típicos de medição em processo. Muitos sistemas de medição em processo medem enquanto a máquina está cortando/retificando. O sistema de circuito fechado do LaserControl, no entanto, não mede enquanto o processo de retificação está ocorrendo, mas mede após a retificação ou entre os processos de retificação, interrompendo a retificação quando várias medições são feitas em uma peça de trabalho. Ao interromper a moagem temporariamente, evitam-se fluidos de moagem e emulsões que não são adequados para o laser. Para limpar o líquido refrigerante, cavacos e outros resíduos de usinagem da peça de trabalho antes da medição, o LaserControl aplica seu sistema de sopro com bicos de ar integrados imediatamente antes da medição.

Projetado para medir vários tamanhos de diâmetro e peças complexas. Como o sistema está conectado à torre do rebolo, ele é móvel ao redor da peça de trabalho. Portanto, ele é projetado para medir diâmetros externos tão pequenos

Apalpador é uma opção de medição em retificadoras, mas o processo corre o risco de danificar o apalpador e a aresta de corte da ferramenta sendo retificada.

de 1 milímetro a 100 milímetros, bem como peças complexas. As medições típicas incluem não apenas diâmetros de peças grandes e não interrompidos e contornos de comprimento, mas também diâmetros interrompidos, como eixos com ranhuras ou ranhuras, arestas de corte de ferramentas e canais de ferramentas.

Configuração não convencional. Ao contrário de outros sistemas de medição, este sistema de medição a laser não requer uma configuração mecânica. O operador da máquina informa ao programa do sistema quais pontos medir em uma peça de trabalho através do controle da máquina. Assim, o operador pode programar a máquina para medir qualquer ponto da peça que seja necessário para a coleta de dados. Essa configuração simples economiza tempo em comparação com uma configuração física convencional que geralmente requer uma configuração mais tediosa de um medidor no diâmetro ou comprimentos que serão medidos.

Especialmente útil para medir ferramentas de corte no diâmetro externo. Embora o LaserControl apresente muitos benefícios para muitas aplicações de retificação, ele não foi projetado para todas as peças de trabalho. Por exemplo, ele não pode medir IDs e não é ideal para produção de alto volume porque mesmo esse processo de medição na máquina diminui os tempos de ciclo. No entanto, é adequado para medição de diâmetro externo em ferramentas de corte de materiais muito duros com alta complexidade de precisão. As peças aeroespaciais geralmente também se beneficiam desse tipo de sistema de medição.

United Moagem/Studer | grind.com