Suzhou Itakda ang Industrial Equipment System Co, Ltd.
Wika

Menu ng web

Paghahanap ng produkto

Wika

Ibahagi

Balita sa industriya
Home / Balita / Balita sa industriya / Paano Pinapabuti ng Zero-Point Systems ang Workpiece Stability sa 5-Axis CNC Machining
Tingnan ang lahat ng mga proyekto

Paano Pinapabuti ng Zero-Point Systems ang Workpiece Stability sa 5-Axis CNC Machining

Bakit Nasisira ang Katatagan ng Workpiece Kapag Nagiging Kumplikado ang Mga Trabaho sa 5-Axis

Nakukuha ng 5-axis machining center ang halaga nito sa pamamagitan ng pagputol ng limang mukha ng isang bahagi nang walang isang manu-manong re-clamp. Nawawasak ang pangakong iyon sa sandaling hinahayaan ng isang fixture na lumipat ang workpiece ng kahit ilang microns sa kalagitnaan ng cycle. Ang mga path ng tool na na-program laban sa isang nakapirming datum ay biglang naputol laban sa isang gumagalaw, at ang bahagi ay nawala sa tolerance bago pa man mapansin ng operator ang anumang mali sa display.

Ang mga tindahan na nagpapatakbo ng tuluy-tuloy na 4th at 5th axis toolpaths ay nag-uulat na ang karamihan sa mga na-scrap na bahagi ay bumabalik sa fixturing, hindi sa cutter o sa programa. Ang paulit-ulit na bolt-down clamping, T-slot table, at vise stack ay nagpapakilala ng sarili nilang maliliit na error: hindi pantay na puwersa ng pag-clamping, thermal drift mula sa mahabang cycle, at micro-movement sa panahon ng mabilis na pag-ikot ng trunnion. Bawat isa sa mga compound na ito sa isang programang may limang mukha sa paraang hindi kailanman nararanasan ng isang 3-axis na trabaho.

Mga Zero-Point System ay partikular na binuo upang alisin ang variable na iyon. Sa halip na muling magtatag ng isang datum sa tuwing ang isang bahagi ay binabaligtad o pinapalitan, ang kabit ay nagla-lock sa isang nakapirming mekanikal na sanggunian na nananatiling pare-pareho sa bawat setup, papag, at makina sa isang tindahan. Kapag naitatag na ang sanggunian na iyon, ang programmer, ang operator, at ang departamento ng inspeksyon ay lahat ay gumagana mula sa parehong pisikal na punto, na nag-aalis ng isa sa mga pinakakaraniwang pinagmumulan ng hindi pagkakasundo sa pagitan ng isang CAM program at ang bahaging aktwal na lumalabas sa makina.

Ang Talagang Ginagawa ng Zero-Point Positioning System

Sa core nito, ang zero point clamping module ay isang mechanical coupling: isang baseplate o pallet na permanenteng naka-mount sa machine table, trunnion, o lapida, na ipinares sa isang locator pin na nakadikit sa ilalim ng workpiece, sub-plate, o fixture. Kapag bumagsak ang pin sa module at sumabit ang clamp, babalik ang bahagi sa eksaktong parehong X, Y, Z, at rotational na posisyon sa bawat pagkakataon, karaniwang nasa loob ng 0.005 mm ng repeatability.

Ito ang pinakamahalaga sa 5-axis na trabaho dahil ito ay nag-decouples ng dalawang problema na karaniwang nagkakabuhol-buhol: mahigpit na hawak ang bahagi, at tumpak na mahanap ang bahagi. Ang isang karaniwang vise ay maaaring humawak ng isang bahagi nang mahigpit ngunit umaasa sa operator na muling i-zero ang datum sa pamamagitan ng pagpindot. Ang isang zero point module ay mahigpit na humahawak sa bahagi at ginagarantiyahan na ang datum ay hindi kailanman gumagalaw, dahil ang mekanikal na sanggunian ay binuo sa mismong pagkabit sa halip na sa operator na pamamaraan.

Paraan ng Clamping Karaniwang Pag-uulit Re-Zero Kinakailangan Pinakamahusay na Pagkasyahin
Manu-manong vise 0.02 hanggang 0.05 mm Oo, bawat cycle Prototype, isang bahaging trabaho
T-slot bolt-down 0.03 hanggang 0.08 mm Oo, bawat cycle Malaki, mababang volume na bahagi
Zero point module 0.002 hanggang 0.005 mm Hindi, isang beses na pag-setup Mataas-mix, multi-axis, ulitin ang mga trabaho

Dahil ang reference point ay mekanikal sa halip na pamamaraan, ang parehong papag ay maaaring lumipat sa pagitan ng isang gilingan, isang coordinate measuring machine, at isang wire EDM nang hindi nawawala ang datum nito. Ang nag-iisang katangian na iyon ang dahilan kung bakit ang zero point tooling ang backbone ng karamihan sa mga modernong lights-out at high-mix na 5-axis na mga cell.

Paano Niresolba ng Octagonal Taper Locator ang Torsional Load

Ang mga round taper locator ay mahusay na humahawak ng vertical clamping force ngunit hindi maganda ang resistensya ng rotational torque, dahil ang cylindrical taper ay walang geometric na feature upang pigilan ang bahagi mula sa pag-twist sa ilalim ng mabibigat na side-milling load. Ito ay kung saan ang Octagonal Taper Zero Point Locator binabago ang geometry ng problema.

Octagonal Taper Zero Point Locator front view diagram

Ang eight-sided taper profile ay nagbibigay ng walong discrete flat contact face sa halip na isang tuluy-tuloy na curved surface. Sa panahon ng pag-clamping, uupo ang tagahanap laban sa mga flat na ito na may wedging action na lumalaban sa pag-ikot sa magkabilang direksyon, hindi lang vertical pull-down. Sa isang trunnion-mounted 5-axis setup kung saan iniikot ng talahanayan ang bahagi sa pamamagitan ng mga compound na anggulo, pinipigilan ng rotational lock na iyon ang micro-slip na lumalabas bilang witness mark o dimensional drift sa mga natapos na mukha.

  • Ang eight-face contact geometry ay lumalaban sa torsional load sa panahon ng mabibigat na side-milling pass
  • Ang self-centering taper angle ay nagbabayad para sa maliit na chip o debris interference
  • Pinapanatili ng mga tumigas at ground contact surface ang repeatability sa libu-libong mga clamp cycle
  • Tugma sa parehong manual at pneumatic o hydraulic clamping modules

Ang data sa field mula sa mga tindahan na nagpapatakbo ng mabibigat na bahagi ng istilo ng aerospace-bracket ay nagpapakita ng torsional deflection sa ilalim ng octagonal taper locator na nananatiling mas mababa sa 3 microns kahit na sa cutting forces na kitang-kita ang isang round-taper na katumbas. Para sa mga programang 5-axis kung saan lumalapit ang spindle sa bahagi mula sa isang dosenang iba't ibang mga anggulo ng vector sa isang cycle, ang torsional rigid na iyon ay kadalasang pagkakaiba sa pagitan ng isang bahagi na may tolerance at isa na hindi.

Pagsasama ng Zero Point Positioning System Sa Trunnion Fixtures

Zero Point Positioning System mounted on trunnion fixture

Ang isang trunnion table ay umiikot at ikiling ang workpiece upang ang spindle ay makalapit sa mga feature mula sa halos anumang anggulo nang walang manu-manong re-fixture. Ang kalayaang iyon ay kapaki-pakinabang lamang kung ang bahagi ay mananatiling perpektong matatagpuan sa bawat pag-ikot, na eksaktong gawain ng a Zero Point Positioning System binuo sa isang short-cone ball-lock na disenyo.

Pinapanatili ng short-cone geometry na mababa ang taas ng coupling, na direktang mahalaga sa isang trunnion dahil ang bawat milimetro ng idinagdag na taas ay pinapataas ang swing radius at ang inertial load na kailangang pamahalaan ng mga rotary ax sa panahon ng mabilis na pag-index. Ang isang ball-lock clamp sa loob ng cone ay humihila pababa sa bahagi na may pantay, radial na puwersa na ipinamahagi sa buong circumference, sa halip na isang single-point pull na maaaring mag-rock ng workpiece sa ilalim ng dynamic na pag-ikot.

Tatlong Praktikal na Benepisyo sa isang Trunnion Cell

  1. Ang mas mababang taas ng stack ay nagpapababa ng cantilever load sa mga rotary axis na motor sa panahon ng high-speed indexing
  2. Kahit na ang radial clamping force ay pinapanatili ang bahagi na nakasentro sa pamamagitan ng mga anggulo ng pagtabingi hanggang 120 degrees
  3. Hinahayaan ng mga standardized na interface ng pallet ang isang baseplate na tumanggap ng maraming bahagi ng pamilya nang hindi muling ginagamit ang trunnion

Ang mga tindahan na nagko-convert ng manual-vise trunnion cell sa isang zero point na interface ay karaniwang nag-uulat ng pagbaba ng cycle ng pag-index ng 15 hanggang 25 porsiyento, higit sa lahat dahil ang rotary axis ay hindi na kailangang mag-decelerate nang kasing-ingat sa kalagitnaan ng pag-indayog upang maiwasang maabala ang isang maluwag na reference na bahagi.

Pag-uulit ayon sa Uri ng Fixture: Isang Visual na Paghahambing

Ang chart sa ibaba ay naghahambing ng tipikal na positional repeatability sa mga karaniwang paraan ng fixturing, na ipinapakita sa microns. Ang mas mababang mga halaga ay nagpapahiwatig ng mas mahigpit, mas pare-parehong lokasyon ng bahagi sa mga paulit-ulit na cycle.

Positional Repeatability sa pamamagitan ng Clamping Method (microns) Manu-manong Vise 45 um T-Slot Bolt-Down 62 um Karaniwang Round Taper 12 um Octagonal Taper Zero Point 4 um

Vibration Amplitude sa Isang Machining Cycle

Ang matibay, well-reference na pag-clamping ay binabawasan ang matunog na panginginig ng boses sa panahon ng mga agresibong multi-axis cut. Sinusubaybayan ng line chart sa ibaba ang relatibong vibration amplitude sa isang solong roughing-to-finishing cycle para sa isang manu-manong naka-clamp na bahagi kumpara sa isang zero point na naka-clamp na bahagi.

Kamag-anak na Vibration Amplitude sa Paglipas ng Cycle Time 0 High Manu-manong clamping Zero point clamping Pag-roughing sa mga finishing pass

Ang pattern na patuloy na lumalabas sa mga sukat ng shop-floor ay ang manu-manong naka-clamp na mga bahagi ay tungo sa mas mataas at mas mali-mali na amplitude habang ang bilis ng spindle at pagtaas ng side-load sa pamamagitan ng isang roughing pass, habang ang isang mahigpit na tinukoy na zero point na setup ay nananatili sa isang mas makitid na banda. Ang mas makitid na banda na iyon ang nagbibigay-daan sa mga programmer na itulak ang mga rate ng feed at mga stepover na halaga nang mas agresibo nang hindi nanganganib sa mga marka ng chatter o napaaga na pagkasira ng tool, dahil hindi na ang fixture ang naglilimita sa kung gaano kahirap itulak ang hiwa.

Multi-Factor Comparison: Zero Point vs Conventional Fixturing

Ang radar chart sa ibaba ay nagbibigay ng marka sa bawat fixturing approach sa limang praktikal na pamantayan sa sukat na 1 hanggang 5, kung saan ang isang mas malaking nakapaloob na lugar ay kumakatawan sa mas malakas na pangkalahatang pagganap para sa high-mix na 5-axis na produksyon.

Paghahambing ng Paraan ng Pag-aayos Repeatability Bilis ng Pag-setup Katigasan Kakayahang umangkop Kahusayan sa Gastos Zero point system Manu-manong vise

Paano Gumagana ang Pagbabago ng Setup Sa isang Zero Point na Workflow

Ang diagram sa ibaba ay binabalangkas ang pagkakasunud-sunod ng isang tipikal na high-mix job changeover sa sandaling naka-install ang zero point system sa machine table o trunnion.

Alisin ang natapos na papag mula sa modyul I-drop ang susunod na pre-set papag sa tagahanap Ang clamp ay nakikipag-ugnayan, naibalik ang datum Patakbuhin ang naka-imbak na programa, hindi na kailangan ng re-zero

Dahil ang datum ay ginagarantiyahan ng mechanical coupling sa halip na ng touch-off routine ng operator, ang pagbabagong ito ay karaniwang tumatagal ng wala pang dalawang minuto, kumpara sa labinlimang hanggang tatlumpung minuto para sa manu-manong muling indikasyon sa isang maihahambing na trunnion fixture.

Isang Mahusay na Halimbawa Mula sa High-Mix Bracket Production

Isaalang-alang ang isang job shop na nagpapatakbo ng mga structural bracket para sa pang-industriyang kagamitan, na ginawa mula sa aluminum billet sa limang mukha bawat bahagi sa mga batch na 40 hanggang 80 piraso. Bago i-convert sa zero point tooling, ang bawat bahagi ay nangangailangan ng manu-manong re-indicate sa pagitan ng 3 2 roughing operation at ang final trunnion finishing pass, pagdaragdag ng humigit-kumulang dalawampung minuto ng hindi pagputol ng oras bawat bahagi at pagpapakilala ng sapat na positional variance na halos anim na porsyento ang pagtanggi sa huling inspeksyon.

Pagkatapos mag-standardize sa mga octagonal taper locator para sa roughing fixture at isang short-cone zero point positioning system sa trunnion, inalis ng shop ang manu-manong muling ipahiwatig nang buo. Direktang lumipat ang mga pallet mula sa roughing station patungo sa trunnion na ang datum ay buo, ang hindi pagputol ng oras sa bawat bahagi ay bumaba sa humigit-kumulang apat na minuto, at ang huling-inspeksyon na pagtanggi ay bumaba sa ibaba ng isang porsyento sa loob ng tatlong buwang produksyon.

Mas mababa ang nakuhang kahusayan mula sa mas mabilis na pagputol at higit pa mula sa pag-alis ng manu-manong hakbang na madaling kapitan ng error, na siyang pattern na nakikita ng karamihan sa mga high-mix na tindahan kapag ang isang karaniwang mechanical datum ay sumasaklaw sa maraming istasyon kaysa sa pag-reset sa bawat isa.

Pagpapanatili ng Pangmatagalang Katumpakan Sa ilalim ng Pang-araw-araw na Pagkarga ng Produksyon

Ang isang zero point module ay kasing-tumpak lamang ng mga contact surface nito na mananatiling malinis. Ang mga chips, coolant residue, at fine grit ay ang pinakakaraniwang sanhi ng unti-unting pag-drift ng katumpakan sa mga tindahan na lumalampas sa isang pangunahing gawain sa pagpapanatili, dahil kahit na ilang micron ng mga debris na na-trap sa pagitan ng locator taper at ang mating cone nito ay makakabawi sa datum sa cycle na iyon.

Karamihan sa mga tindahan na nagpapatakbo ng zero point tooling sa tuluy-tuloy na produksyon ay nagtatayo ng tatlong gawi sa kanilang karaniwang operating procedure. Una, ang isang mabilis na pagpapasabog ng hangin o pagpunas ng parehong locator at ang baseplate socket bago ang bawat ikot ng clamp, na tumatagal ng ilang segundo ngunit inaalis ang karamihan ng panganib sa kontaminasyon. Pangalawa, ang isang naka-iskedyul na dimensional na pagsusuri, karaniwang lingguhan o bawat ilang libong cycle, gamit ang isang test indicator o isang dedikadong calibration puck upang kumpirmahin na ang datum ay hindi naaanod. Pangatlo, ang pagsubaybay sa clamp-cycle ay nagbibilang sa bawat module upang ang mga seal, spring, o hydraulic na bahagi sa loob ng mekanismo ng pag-clamping ay mapalitan sa isang preventive schedule sa halip na matapos ang isang pagkabigo ay lumabas bilang mga scrap na bahagi.

Mga Common Wear Points na Inspeksyunin

  • Taper o cone contact surface para sa pitting, galling, o coolant staining
  • Ang mekanismo ng pag-clamping ay mga bukal o mga seal para sa pinababang puwersa ng pull-down sa paglipas ng panahon
  • Baseplate mounting bolts para sa torque retention pagkatapos ng paulit-ulit na vibration cycle
  • Locator pins sa mga pallets para masuot sa unang engagement chamfer

Ang mga tindahan na lumalaktaw sa mga pagsusuring ito ay may posibilidad na mapansin ang mga problema sa katumpakan pagkatapos lamang mabigo ang isang batch ng mga bahagi sa panghuling inspeksyon, kung saan ang ugat na dahilan ay mas mahirap ihiwalay kaysa sa isang karaniwang lingguhang pagsusuri. Ang pagbuo ng inspeksyon sa isang umiiral na iskedyul ng preventive maintenance, sa halip na ituring ito bilang isang hiwalay na gawain, ay ang pinaka-maaasahang paraan upang mapanatili ang isang fleet ng zero point module na gumaganap sa kanilang na-rate na tolerance para sa mga taon kaysa sa mga buwan.

Pagtatantya ng Return on Standardizing Zero Point Tooling

Ang pinansiyal na kaso para sa zero point tooling ay bihirang nagmumula sa mismong halaga ng module, na isang maliit na line item kumpara sa oras ng makina na pinoprotektahan nito. Nagmumula ito sa tatlong pinagmumulan ng compounding: binawasan ang oras ng hindi pagputol bawat bahagi, binawasan ang scrap at rework, at nabawasan ang pag-asa sa isang may karanasang operator na humawak ng tolerance sa pamamagitan ng pakiramdam.

Ang non-cutting time ay ang pinakamadaling mabilang. Kung ang isang manu-manong muling ipahiwatig sa isang trunnion fixture ay kumonsumo ng dalawampung minuto bawat bahagi at ang isang zero point changeover ay kumonsumo ng dalawang minuto, isang batch ng animnapung bahagi ang bumabawi ng humigit-kumulang labing-walong oras ng spindle time na kung hindi man ay mauupo sa idle habang nagse-setup. Sa isang tipikal na rate ng tindahan, ang nabawi na oras na iyon lamang ay kadalasang binabayaran ang pamumuhunan sa tooling sa loob ng iisang production run ng isang mid-volume na bahagi ng pamilya.

Scrap reduction compounds sa ibabaw nito. Ang isang tindahan na lumilipat mula sa anim na porsyentong rate ng pagtanggi patungo sa isang porsyentong rate ng pagtanggi sa animnapung pirasong batch ay umiiwas sa humigit-kumulang tatlong na-scrap na bahagi sa bawat pagtakbo, bawat isa ay nagdadala ng buong halaga ng materyal, oras ng makina, at programming na nailagay na dito bago mahuli ang depekto. Sa dose-dosenang mga batch sa isang taon, ang pagkakaibang iyon lamang ay madalas na lumampas sa kabuuang halaga ng pag-convert ng isang cell sa isang karaniwang zero point na interface.

Ang pangatlong salik ay mas mahirap maglagay ng numero ngunit mahalaga rin ito sa pagsasanay: pagkakapare-pareho na hindi nakadepende sa kung aling operator ang nagpatakbo ng setup. Ang isang mekanikal na datum ay gumaganap ng parehong kung ang isang senior machinist o isang kamakailang hire ay naglo-load ng papag, na binabawasan ang oras ng pagsasanay na kinakailangan bago ang isang bagong operator ay maaaring magpatakbo ng mga high-mix na trabaho nang nakapag-iisa.

Pagpili ng Tamang Zero Point Configuration

Hindi lahat ng 5-axis na trabaho ay nangangailangan ng parehong locator geometry o clamping force. Ang pagtutugma ng module sa bahaging pamilya ay maiiwasan ang parehong under-clamping, na nanganganib sa paggalaw ng bahagi, at labis na pagtukoy, na nagdaragdag ng hindi kinakailangang gastos at taas ng stack.

Katangian ng Trabaho Inirerekomendang Pagsasaalang-alang
Malakas na side-milling, mataas na metalikang kuwintas Octagonal taper locator para sa rotational resistance
Trunnion-mount, tilt-heavy na mga programa Short-cone ball-lock positioning system para sa mababang taas ng stack
Madalas na part-family changeover Standardized baseplate pattern sa lahat ng fixtures
Manipis na pader o maselang bahagi Ibinahagi, kahit na clamping force sa isang solong high-force point
Multi-machine production, shared pallets Karaniwang interface ng module sa mga istasyon ng mill, inspeksyon, at EDM

Kung saan pinagsasama ng isang trabaho ang ilan sa mga katangiang ito, karamihan sa mga tindahan ay nag-standardize sa isang pamilya ng tagahanap sa buong cell kaysa sa paghahalo ng mga geometries, dahil ang isang solong mekanikal na interface ay pinapasimple ang parehong tooling imbentaryo at pagsasanay ng operator.

Nakakatulong din na planuhin ang layout ng module sa paligid ng bahaging pamilya sa halip na sa isang solong trabaho. Ang isang pallet pattern na may sukat para sa pinakamalaking inaasahang bahagi sa isang pamilya, na may mga mounting position na iniwang bukas para sa mas maliliit na variant, ay nag-iwas sa karaniwang pagkakamali ng pagdidisenyo ng tool sa paligid ng isang bahagi at pagkatapos ay matuklasan na hindi ito sukat habang nagbabago ang halo ng trabaho sa isang taon ng produksyon. Ang pagrepaso sa mga paparating na quote kasama ang umiiral na imbentaryo ng fixture bago mag-commit sa isang geometry ng tagahanap ay may posibilidad na maiwasan ang magastos na pag-retool sa kalagitnaan ng taon.

Mga Madalas Itanong

Q1: Gaano kalaki ang katumpakan ng posisyon na maaaring makatotohanan ng isang zero point system sa paglipas ng panahon?

Ang mga module ng hardened-steel na well-maintained ay karaniwang mayroong repeatability sa loob ng 0.005 mm sa sampu-sampung libong clamp cycle, bagama't ang aktwal na mga numero ay nakadepende sa clamping force, contamination control, at kung gaano palagiang pinananatiling malinis ang mga ibabaw ng isinangkot.

Q2: Kailangan ba ng octagonal taper locator para sa bawat 5-axis na trabaho, o heavy-cutting na trabaho lang?

Ang mas magaan na mga operasyon sa pagtatapos na may kaunting side load ay kadalasang maaaring tumakbo sa karaniwang round taper locator. Nakukuha ng octagonal geometry ang gastos nito lalo na sa roughing o heavy side-milling pass kung saan malaki ang torsional load.

Q3: Maaari bang i-retrofit ang isang zero point positioning system sa isang kasalukuyang trunnion table?

Sa karamihan ng mga kaso oo, sa kondisyon na ang ibabaw ng trunnion ay may sapat na flat mounting area at ang baseplate pattern ay tumugma sa bolt spacing ng table. Ang isang maikling fit check laban sa swing envelope ng trunnion ay inirerekomenda bago mag-order.

Q4: Ang pagdaragdag ba ng zero point module ay nakakabawas sa magagamit na clamping area para sa mas malalaking bahagi?

Ang baseplate mismo ay nagdaragdag ng ilang taas at footprint, ngunit karamihan sa mga short-cone na disenyo ay partikular na binuo upang mabawasan ang parusang iyon, na pinapanatili ang magagamit na lugar ng mesa na malapit sa kung ano ang iaalok ng bolt-down na kabit.

Q5: Paano nakakaapekto ang zero point tooling sa changeover time kumpara sa manual indication?

Ang karaniwang pagbabago na may zero point interface ay tumatakbo sa ilalim ng dalawang minuto bawat bahagi, kumpara sa labinlimang hanggang tatlumpung minuto para sa isang buong manual na muling ipahiwatig sa isang maihahambing na trunnion fixture.

Pinakabagong balita
Suzhou Itakda ang Industrial Equipment System Co, Ltd.
Pinakabagong balita