Das exzentrische Positionierungssystem bestimmt Werkzeugposition und -winkel

Oct 12, 2023

Coventry Associates in Shrewsbury, Massachusetts, hat ein Drei-Achsen-System für eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen entwickelt. Das als Eccentric Positioning System (EPS) bezeichnete vollelektrische System macht Pneumatik und Hydraulik überflüssig, verkürzt die Einrichtungs- und Zykluszeit, verbraucht weniger Energie und hat einen geringen Platzbedarf, sagte Craig Gardner, Präsident von Coventry Associates.

EPS ist ein mechatronisches System, das aus einem Stapel von drei exzentrischen Drehtischen besteht. Durch die Steuerung der Drehung jedes Drehtisches werden die genaue Position und der Winkel eines Werkzeugs erreicht. Die Positionierungsgenauigkeit und adaptive Leistung des EPS-Systems werden durch die Siemens Sinumerik CNC ermöglicht, wie in diesem Video zu sehen ist.

EPS wurde in eine Innenschleifmaschine integriert und zeigte dort drei deutliche Vorteile. Es kann jede Form abrichten oder schleifen, ohne dass Diamantrollen oder spezielle Abrichtaufsätze erforderlich sind. Zweitens kann es durch adaptive Steuerung der normalen Schleifkraft und nicht der Vorschubgeschwindigkeit schleifen, was die Materialabtragsraten erheblich verbessert. Drittens kompensiert es in Echtzeit Abweichungen, die zu Abweichungen im Werkstückdurchmesser und/oder der Konizität führen, und verbessert so sowohl die Qualität als auch den Durchsatz.

Gardner sagte, dass das EPS „potenzielle Anwendungen in allen Schleif- und Drehvorgängen für die Werkzeugmaschinenindustrie hat“. Er fügte hinzu, dass das EPS für alle Bearbeitungsvorgänge geeignet sein wird, die eine Kombination aus hoher Positionierungsgenauigkeit und kontrollierter Kraft erfordern.

Das Einführungsprodukt von Coventry, EPS SingleTool, ist für das Innenschleifen von Lagern mit einem einzigen Schleifkopf konzipiert. Es kann ein Schuh- oder Spannfutter-Arbeitskopf mit Einzelspitz- oder Rotationsabrichter zum Formen beliebiger Konturen verwendet werden. Der Stromverbrauch beträgt maximal 10 kW. und das Gewicht beträgt 630 kg, bei Außenmaßen von 305 mm x 660 mm x 560 mm.

Coventry validierte die Positionierungsleistung des EPS SingleTool mithilfe eines Laserinterferometers, um dessen Auflösung, Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Geradheitsfähigkeit zu messen.

Aufgrund der einzigartigen Kinematik des EPS sind alle Bewegungen dreiachsige interpolierte Bewegungen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Diese Messungen zeigen modernste Positionierungsfähigkeiten mit einer Wiederholgenauigkeit von 52 Nanometern.

Das System verfügt außerdem über eine hohe statische und dynamische Steifigkeit sowie die Fähigkeit, mit großen Kräften zu schleifen und schnelle Bewegungen auszuführen, um die Zeit zu minimieren, die für die Ausführung nicht schleifender Bewegungen erforderlich ist.

Die folgende Abbildung (Abbildung 4) zeigt die X-Abweichung oder „Geradheit“, die während 3 Hin- und Herbewegungen (insgesamt 6 Durchgänge) der Z-Achsenbewegungen erreicht wird. Diese Daten zeigen, dass der Unterschied zwischen den Maximal- und Minimalwerten für alle 6 Durchgänge weniger als einen Mikrometer über 200 mm Verfahrweg betrug.

Coventry arbeitete eng mit den Büros von Fraunhofer USA in Boston, Massachusetts, sowie zwei wichtigen Partnern, Saint Gobain Abrasives und Siemens Industry, Inc., zusammen, um die erste SingleTool-ID-Schleifanwendung zu entwickeln.

Gardner erklärte: „Unsere Geschäftsstrategie besteht darin, die EPS als Hardware- und Softwarelösung auf den Markt zu bringen, entweder als komplette Maschine für Endbenutzer oder als Plattform für Maschinenbauer. Unsere Lösung zeichnet sich durch einen vollelektrischen Betrieb aus, ohne Pneumatik oder.“ Hydraulik. Wir sehen typischerweise eine Auflösung von weniger als 0,12 Mikrometern mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,05 Mikrometern sowie eine lineare Genauigkeit von 0,12 Mikrometern bei gleichbleibender statischer und dynamischer Steifigkeit bis zu einer maximalen Schleifkraft von 3,34 kN. Bei einer schnellen Bewegung, einschließlich Beschleunigung und Verzögerung, wird eine Bewegung von 203 mm verfolgt in 1,16 Sek.

Werkstückhaltevorrichtung zur Befestigung an einer Fräs-, Dreh- oder Bohrmaschinenspindel. Es hält ein Werkzeug oder Werkstück an einem Ende und ermöglicht so die Drehung. Kann auch am Maschinentisch angebracht werden, um ein Werkstück zu halten. Zwei oder mehr verstellbare Backen halten das Werkzeug oder Teil tatsächlich. Kann manuell, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt werden. Siehe Spannzange.

Mikroprozessorbasierte Steuerung für eine Werkzeugmaschine, die die Erstellung oder Änderung von Teilen ermöglicht. Eine programmierte numerische Steuerung aktiviert die Servos und Spindelantriebe der Maschine und steuert die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge. Siehe DNC, direkte numerische Steuerung; NC, numerische Steuerung.

Entfernen unerwünschter Materialien von „belasteten“ Schleifscheiben mit einem ein- oder mehrschneidigen Diamant- oder anderen Werkzeug. Durch den Prozess werden auch ungenutzte, scharfe Schleifspitzen freigelegt. Siehe Laden; wahr.

Maß für die Fähigkeit eines Bearbeitungssystems, Vibrationen durch eine erzwungene Eingabe zu dämpfen. Wenn die dynamische Steifigkeit eines Systems nicht ausreicht, um Schwingungen zu dämpfen, kommt es zum Rattern. Siehe statische Steifigkeit; Steifheit.

Geschwindigkeit der Positionsänderung des Werkzeugs als Ganzes relativ zum Werkstück während des Schneidens.

Bearbeitungsvorgang, bei dem Material vom Werkstück durch eine angetriebene Schleifscheibe, einen Stein, ein Band, eine Paste, ein Blech, eine Verbindung, eine Aufschlämmung usw. entfernt wird. Es gibt verschiedene Formen: Flächenschleifen (erzeugt flache und/oder quadratische Oberflächen); Rundschleifen (für äußere zylindrische und konische Formen, Hohlkehlen, Hinterschnitte usw.); spitzenloses Schleifen; Anfasen; Gewinde- und Formschleifen; Werkzeug- und Fräserschleifen; spontanes Schleifen; Läppen und Polieren (Schleifen mit extrem feiner Körnung, um ultraglatte Oberflächen zu erzeugen); Honen; und Scheibenschleifen.

Treibt eine Schleifscheibe oder ein anderes Schleifwerkzeug an, um Metall zu entfernen und Werkstücke mit engen Toleranzen zu bearbeiten. Bietet glatte, quadratische, parallele und genaue Werkstückoberflächen. Wenn ultraglatte Oberflächen und Oberflächen in der Größenordnung von Mikrometern erforderlich sind, werden Läpp- und Honmaschinen (Präzisionsschleifmaschinen, die Schleifmittel mit extrem feinen, gleichmäßigen Körnungen verarbeiten) verwendet. In ihrer „Endbearbeitung“-Funktion ist die Schleifmaschine vielleicht die am weitesten verbreitete Werkzeugmaschine. Es stehen verschiedene Ausführungen zur Verfügung: Tisch- und Ständerschleifmaschinen zum Schärfen von Drehmeißeln und Bohrern; Flächenschleifmaschinen zur Herstellung quadratischer, paralleler, glatter und präziser Teile; zylindrische und spitzenlose Schleifmaschinen; Mittellochschleifer; Formschleifer; Plan- und Schaftfräser; Schleifmaschinen; Zahnradschleifmaschinen; Koordinatenschleifmaschinen; Schleifbandschleifmaschinen (Gestell-, Schwenkrahmen-, Bandrollenschleifmaschinen); Werkzeug- und Schneidschleifmaschinen zum Schärfen und Nachschärfen von Schneidwerkzeugen; Hartmetallschleifer; handgeführte Stabschleifmaschinen; und Trennschleifsägen.

Maß, das den Innendurchmesser eines Hohlraums oder Lochs definiert. Siehe OD, Außendurchmesser.

Längenmaß, das einem Millionstel Meter entspricht.

Verwendung eines Fräsers hauptsächlich zur Herstellung flacher Oberflächen in horizontaler, vertikaler oder eckiger Ebene. Es kann auch die Bearbeitung von gekrümmten Oberflächen, Spiralen, Verzahnungen und Spezialarbeiten mit ungewöhnlichen und unregelmäßigen Formen umfassen. Wird häufig für die Herstellung von Prototypen oder Kleinserien verwendet, um den Bedarf an teuren Spezialwerkzeugen oder -prozessen zu eliminieren.

1. Fähigkeit eines Materials oder Teils, einer elastischen Verformung zu widerstehen. 2. Die Belastungsrate im Verhältnis zur Belastung; Je größer die Spannung ist, die erforderlich ist, um eine bestimmte Dehnung zu erzeugen, desto steifer wird das Material genannt. Siehe dynamische Steifigkeit; statische Steifigkeit.

Das Werkstück wird in einem Spannfutter gehalten, auf einer Planscheibe montiert oder zwischen Spitzen befestigt und gedreht, während ein Schneidwerkzeug, normalerweise ein Einschneidewerkzeug, entlang seines Umfangs oder über sein Ende oder seine Fläche in das Werkstück eingeführt wird. Dies erfolgt in Form eines geraden Drehens (Schneiden entlang der Peripherie des Werkstücks); Kegeldrehen (Erzeugung eines Kegels); Stufendrehen (Drehen unterschiedlich großer Durchmesser am gleichen Werkstück); Anfasen (Abschrägen einer Kante oder Schulter); zugewandt (ein Ende abschneiden); Drehgewinde (normalerweise extern, können aber auch intern sein); Schruppen (großer Metallabtrag); und Endbearbeitung (letzte Lichtschnitte). Wird auf Drehmaschinen, Drehzentren, Spannmaschinen, Schraubautomaten und ähnlichen Maschinen durchgeführt.