Sistemas Avançados de Medição a Laser para Retíficas de Precisão

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

Integração de Laser em Retíficas Studer

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

Benefícios do LaserControl

O LaserControl oferece muitos benefícios, como medição de precisão de peças que reduz 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 são geralmente fáceis de usar e produzem dados mais rapidamente que seus equivalentes analógicos. Ademais, a medição a laser é um método de medição sem contato, portanto não danifica o material medido. Sem contato, não há desgaste ou dano, inclusive ao próprio dispositivo de medição, como uma sonda ou estilete usado em um sistema analógico.

Funcionamento do Sistema

Com formato da letra "U" posicionada de lado, com o emissor e receptor do laser voltados um para o outro na extremidade aberta (ver foto abaixo), o medidor a laser é fixado ao cabeçote da torre da retífica, sendo assim móvel nos eixos X e Z. Ele entra em posição movendo o eixo X da máquina e indexa para fora quando a máquina está retificando. A cabeça do laser move-se sobre a peça para posicionar a medição até que o feixe de laser seja interrompido pela periferia da peça, fazendo a primeira medição lateral e registrando a informação de início. A cabeça do laser continua a mover-se para frente sobre a peça até que o feixe de laser esteja além da peça e não seja mais interrompido. Isso então fornece a informação sobre o tamanho da peça. (A escala linear de vidro de alta resolução da máquina mede a distância da interrupção do feixe de medição até o feixe não interrompido.) As medições são registradas em uma tabela na tela do operador.

O processo de medição pode levar de 10 a 60 segundos, dependendo do tamanho da peça e do tipo de medição. O sistema tem repetibilidade de ±1,5 mícron.

Software Amigável

Embora extenso, o programa de software Studer amigável para o sistema permite que operadores de retífica programem medições facilmente, sem necessidade de muita habilidade. O software registra automaticamente os valores medidos após cada ciclo de medição, e os dados podem ser exportados para uma planilha para avaliação adicional. Os dados também podem ser impressos, se desejado.

Pontos-Chave do Studer LaserControl

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

Diferente de Sistemas Convencionais de Medição Em-Processo

Muitos sistemas de medição em-processo medem enquanto a máquina está cortando/retificando. O sistema de malha fechada do LaserControl, no entanto, não mede durante o processo de retífica, mas mede após a retífica ou entre processos de retífica, interrompendo a retífica quando múltiplas medições são feitas em uma peça. Ao parar a retífica temporariamente, fluidos de retífica e emulsão inadequados para o laser são evitados. Para limpar o refrigerante, cavacos e outros resíduos de usinagem da peça antes da medição, o LaserControl aplica seu sistema de sopro com bicos de ar integrados imediatamente antes da medição.

Projetado para Medir Múltiplos Diâmetros e Peças Complexas

Como o sistema está acoplado à torre do rebolo, ele é móvel ao redor da peça. Portanto, é projetado para medir diâmetros externos tão pequenos quanto 1 milímetro até 100 milímetros, bem como peças complexas. Medições típicas incluem não apenas diâmetros grandes e não interrompidos de peças e contornos de comprimento, mas também diâmetros interrompidos, como eixos com estrias ou ranhuras, arestas de corte de ferramentas e canais de ferramentas.

Configuração Não Convencional

Diferentemente de outros sistemas de medição, este sistema de medição a laser não requer configuração mecânica. O operador da máquina diz ao programa do sistema quais pontos medir em uma peça via controle da máquina. Assim, o operador pode programar a máquina para medir qualquer ponto da peça necessário para coleta de dados. Esta configuração simples economiza tempo comparada a uma configuração física convencional que frequentemente requer uma configuração mais trabalhosa de um medidor nos diâmetros ou comprimentos que serão medidos.

Especialmente Útil para Medir Ferramentas de Corte no DE

Embora o LaserControl apresente muitos benefícios para muitas aplicações de retífica, não é projetado para todas as peças. Por exemplo, não pode medir DIs e não é ideal para produção de alto volume porque mesmo este processo de medição na máquina desacelera os tempos de ciclo. No entanto, é adequado para medição DE em ferramentas de corte de material muito duro com alta complexidade de precisão. Peças aeroespaciais comumente se beneficiam deste tipo de sistema de medição.

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