Sistema di analisi degli errori del mandrino

Hardware

L'analizzatore di errori del mandrino presenta la serie Elite di sensori capacitivi ad alte prestazioni. Questi sensori offrono un'opzione a doppia sensibilità, risoluzioni nanometriche e moduli di temperatura opzionali. Un cavo collega i sensori al software che legge direttamente tutti i dati di calibrazione senza la necessità di inserire i dati dell'operatore. Gli obiettivi di precisione a sfere master, con rotondità nanometrica, si montano direttamente nei portautensili e nei mandrini del tornio. I supporti della sonda fissano le sonde capacitive in posizioni precise per risultati affidabili. Fino a sette sensori di temperatura consentono di comprendere come la macchina cambia con la temperatura in più posizioni: ambiente, mandrino, telaio, tavolo, ecc.

Software

Il software Spindle Error Analyzer raccoglie i dati dai sensori, calcola i movimenti di errore e visualizza risultati numerici e grafici. È possibile visualizzare contemporaneamente fino a quattro finestre di prova o qualsiasi finestra di prova a schermo intero. I dati dei test possono essere archiviati per una successiva visualizzazione e confronto con test futuri. Il software include finestre per la configurazione, le foto, la configurazione della sonda e la diagnostica del sistema; è incluso un sistema di aiuto su schermo completo.

Sistema di analisi degli errori del mandrino

Spindle Error Analyzer esegue test in conformità con questi standard:

Norma ANSI / ASME B5.54-2005: "Metodi per la valutazione delle prestazioni dei centri di lavoro CNC"
ISO230: codice di prova per macchine utensili, 3:"Determinazione degli effetti termici" 7: "Precisione geometrica degli assi di rotazione"
ANSI / ASME B5.57-1998: "Metodi per la valutazione delle prestazioni dei centri di tornitura CNC"
ANSI / ASME B89.3.4: "Assi di rotazione, metodi per specificare e testare"


Misurare le prestazioni
Sensori e obiettivi di precisioneSensori e obiettivi di precisione

Le sonde capacitive senza contatto ad alte prestazioni montate in un nido misurano lo spostamento dinamico di obiettivi a sfere master di precisione montati nel portautensile del mandrino o nel mandrino del tornio.

Cinque assi di misurazione

Una sonda è montata per misurare lo spostamento nell'asse Z. Una coppia di sonde sono montate a 90 ° di distanza (vista dall'alto) per misurare il movimento negli assi X e Y. Una seconda coppia di sonde X e Y è montata per misurare una seconda sfera master. La combinazione di coppie di sonde X e Y genera misurazioni dell'inclinazione.

Analisi e visualizzazione

Il software proprietario raccoglie le letture dalle sonde mentre lo è il mandrino
ruotando, analizza i risultati e li riporta sullo schermo con valori di misura numerici e grafici polari o lineari.

Misure e valori elencati:

Radiale sensibile rotante

Radiale sensibile rotanteRadiale sensibile rotante acquisisce i dati di spostamento da due sonde posizionate a 90 ° di distanza. Le sonde misurano lo spostamento X e Y dell'asse di rotazione per generare un diagramma polare. I test radiali sensibili rotanti sono validi per processi quali fresatura, alesatura e perforazione, in cui lo strumento ruota nel mandrino.

 

 


Radiale sensibile fisso

Radiale sensibile fissoFixed Sensitive Radial acquisisce lo spostamento nella direzione X rispetto alla posizione angolare del mandrino e visualizza i dati in un diagramma polare. I test radiali sensibili fissi sono validi per processi come la tornitura e alcuni processi di rettifica in cui la parte ruota nel mandrino o in cui il punto di contatto tra la mola e la parte si trova in una posizione fissa come la rettifica superficiale.

 

 


Inclinazione - Fissa Sensibile

Inclinazione - Fissa SensibileUtilizzando una coppia di sonde nell'asse X o Y, l'inclinazione del mandrino viene misurata e visualizzata in diverse posizioni angolari. Visualizza grafici polari standard o grafici 3D. Il test consente di prevedere le prestazioni in qualsiasi posizione lungo l'asse del mandrino. Le misurazioni dell'inclinazione indicano l'aumento delle fonti di errore man mano che il pezzo o l'utensile si estendono più lontano dalla faccia del mandrino.

 

 


assiale

assialeErrore assiale Il movimento acquisisce i dati di spostamento da una sonda nell'asse Z. La sonda misura lo spostamento assiale del mandrino. Sono inoltre richiesti i dati sulla posizione angolare del mandrino ottenuti dall'eccentricità misurata da un'altra sonda nell'asse X o Y o da un segnale di indice o encoder. Oltre a un diagramma polare, il movimento di errore assiale può anche essere visualizzato in un display lineare di tipo oscilloscopio.

 

 


FFT

FFTIl test di analisi FFT acquisisce i dati da una singola sonda e visualizza l'ampiezza relativa dei suoi componenti di frequenza. Viene prodotto un grafico dell'ampiezza rispetto alla frequenza. Il grafico viene aggiornato una volta al secondo, mostrando i risultati FFT sul set di dati più recente. I dati FFT vengono utilizzati per identificare le frequenze dei cuscinetti, le frequenze di risonanza, le armoniche, gli RPM e le vibrazioni strutturali.

 

 


Stabilità della temperatura

Stabilità della temperaturaI test di stabilità misurano gli effetti del calore prodotto dal mandrino stesso durante il funzionamento. Questi test di breve durata vengono eseguiti mentre il mandrino ruota. Questo misura i cambiamenti nella posizione relativa tra l'utensile e il pezzo che influiscono sulle prestazioni della macchina utensile, come ad esempio: posizione di elementi su una parte a qualsiasi distanza dalla faccia del mandrino, posizione di un foro, profondità di un foro, posizione di un contorno. Il test isola anche i semplici movimenti X e Y da movimenti di inclinazione più complessi.

 


Errore di variazione della temperatura (TVE)

TVE verifica il movimento dell'utensile rispetto al pezzo a causa delle variazioni della temperatura ambiente. Questo test viene eseguito senza rotazione del mandrino e con l'alimentazione alla macchina spenta. A causa della natura mutevole della temperatura ambiente e del tempo necessario affinché la massa termica di una macchina utensile si "assorba" alla temperatura ambiente, questi test sono di lunga durata con ventiquattro ore tipiche. Questa misurazione viene eseguita con sonde negli assi X, Y e Z.


Test automatizzati

Genera un foglio di calcolo di esecuzioni di test consecutive. Controllare le prestazioni nel tempo o a diverse velocità del mandrino. Le informazioni possono essere collegate a un foglio di calcolo Excel per la successiva rappresentazione grafica, stampa, condivisione e analisi personalizzate.


Parametri di prestazione radiale
  • Capacità di rotondità dovuta al movimento di errore del mandrino sincrono.
  • Capacità di finitura superficiale dovuta al movimento di errore asincrono del mandrino
  • Degrado delle prestazioni a velocità specifiche
Problemi relativi alla fonte
  • Gara di cuscinetti fuori round
  • Sedili con cuscinetti rotondi
  • Sede dei cuscinetti non allineata
  • Usura dei cuscinetti, precarico improprio, vibrazioni strutturali
  • Rigidità inadeguata, squilibrio, frequenze di risonanza della macchina

Parametri di prestazione assiale
  • Capacità di finitura superficiale dovuta al movimento di errore asincrono del mandrino.
  • Degrado delle prestazioni a velocità specifiche.
Problemi relativi alla fonte
  • Usura del cuscinetto, precarico improprio Vibrazioni strutturali.
  • Rigidità inadeguata, frequenze di risonanza dello squilibrio della macchina.

Opinione di un esperto

“La risoluzione dei problemi semplicemente osservando parti insoddisfacenti e fuori tolleranza è al massimo difficile. L'uso di strumenti di misurazione adeguati fornisce il percorso più rapido e accurato per identificare le cause e risolvere i problemi. "

Eric Marsh Ph.D.
Laboratorio di ricerca sulla dinamica delle macchine
Penn State

“Misuri regolarmente le macchine nel tuo negozio per conoscerne la salute e le condizioni prima che producano parti difettose, prima che si rompano. Questo è il grande vantaggio - essere al comando del tuo destino - essere in grado di dirigere le macchine a fare ciò che vuoi che facciano. "

James Bryan Ph.D.
Specialista in ingegneria di precisione
Precedentemente di Lawrence Livermore National Laboratories

"Non avrebbero bisogno di un decimo di quelle sale d'ispezione dall'altra parte e farebbero le parti giuste la prima volta."

Robert Hocken Ph.D.
Responsabile ingegneria di precisione
UNC Charlotte