Какви са онлайн методите за наблюдение на процеса на обработка с ЦПУ?

В сферата на съвременното производство машинната обработка с компютърно цифрово управление (CNC) се очертава като крайъгълна технология, позволяваща високопрецизно и ефективно производство на различни части. Като доставчик в процеса на обработка с ЦПУ разбирам критичното значение на онлайн наблюдението за осигуряване на качество, ефективност и надеждност на операциите по обработка. В този блог ще разгледам онлайн методите за наблюдение на процеса на обработка с ЦПУ.

1. Сензорно базирано наблюдение

Сензори за сила

Сензорите за сила играят решаваща роля в наблюдението на силите на рязане по време на процеса на обработка с ЦПУ. Чрез измерване на силите, упражнявани върху режещия инструмент, можем да добием представа за условията на обработка. Например необичайно увеличение на силата на рязане може да означава износване на инструмента, неправилни параметри на рязане или нехомогенност на материала. В нашите широкомащабни CNC машинни операции, като напрCNC обработка на големи части, сензорите за сила са монтирани на държачите на инструменти. Тези сензори непрекъснато предават данни към системата за наблюдение, което ни позволява да открием всякакви потенциални проблеми на ранен етап. Ако силата на рязане надвишава предварително зададения праг, системата може автоматично да коригира параметрите на рязане или да подкани оператор да провери инструмента.

Сензори за вибрации

Сензорите за вибрации са друг основен компонент на онлайн мониторинга. По време на обработката режещият инструмент и детайлът генерират вибрации. Нормалните вибрации са естествена част от процеса, но прекомерните или необичайни вибрации могат да доведат до лошо покритие на повърхността, неточности в размерите и дори счупване на инструмента. В нашите CNC машинни операции за малки части, катоCNC обработка на малки части, сензорите за вибрации са прикрепени към структурата на машинния инструмент. Сензорите могат да отчитат честотата и амплитудата на вибрациите. Чрез анализиране на моделите на вибрации можем да идентифицираме проблеми като небалансирани режещи инструменти, разхлабени приспособления или бърборене. Ако се открие необичайна вибрация, процесът на обработка може да бъде спрян и да се предприемат коригиращи действия.

Температурни сензори

Температурата е критичен фактор при обработката с ЦПУ. Високите температури могат да причинят термично разширение на детайла и режещия инструмент, което води до грешки в размерите. Освен това прекомерната топлина може да ускори износването на инструмента и да намали продължителността на живота на инструмента. Температурните сензори се използват за наблюдение на температурата на режещия инструмент, детайла и околната среда на обработка. В нашите CNC машинни съоръжения инфрачервените температурни сензори често се използват за безконтактно измерване на температурата на зоната на рязане. Чрез непрекъснато наблюдение на температурата можем да регулираме дебита на охлаждащата течност, скоростта на рязане или скоростта на подаване, за да поддържаме оптимален температурен диапазон.

2. Системи за машинно зрение

Проверка на инструмента

Системите за машинно зрение се използват широко за инспекция на инструменти при CNC обработка. Тези системи използват камери и алгоритми за обработка на изображения, за да наблюдават състоянието на режещите инструменти. В нашите операции сме инсталирали камери с висока разделителна способност близо до зоната на рязане. Камерите заснемат изображения на режещия инструмент на редовни интервали. Софтуерът за обработка на изображения след това анализира изображенията, за да открие признаци на износване на инструмента, като износване на страните, износване на кратери и отчупване. Ако бъде открито значително износване на инструмента, системата може автоматично да замени инструмента или да коригира параметрите на обработка, за да компенсира износването.

Проверка на детайла

Системите за машинно зрение се използват и за проверка на детайла по време на процеса на обработка. Камерите могат да заснемат изображения на детайла на различни етапи от обработката. Чрез сравняване на действителното изображение на детайла с CAD модела, системата може да открие грешки в размерите, повърхностни дефекти и несъответствия. В нашата CNC обработка на големи части системите за машинно зрение са особено полезни за осигуряване на точността на сложни геометрии. Ако бъде открита грешка в размерите, процесът на обработка може да се коригира в реално време, за да се коригира проблемът.

3. Анализ на данни и машинно обучение

Оптимизация на процеса

Анализът на данни и техниките за машинно обучение все повече се използват в онлайн мониторинга на обработката с ЦПУ. Ние събираме огромно количество данни от различни сензори и системи за машинно зрение по време на процеса на обработка. Тези данни включват сили на рязане, вибрации, температури, износване на инструмента и размери на детайла. Анализирайки тези данни, можем да идентифицираме модели и корелации, които могат да се използват за оптимизиране на процеса на обработка. Например, алгоритмите за машинно обучение могат да бъдат обучени да предсказват износването на инструмента въз основа на данните за силата на рязане и температурата. Това ни позволява да планираме смяната на инструмента предварително, намалявайки риска от счупване на инструмента и подобрявайки цялостната ефективност на процеса на обработка.

Откриване на аномалия

Алгоритмите за машинно обучение също са ефективни при откриване на аномалии. Чрез установяване на базова линия на нормални условия на обработка, използвайки исторически данни, алгоритмите могат да открият всякакви отклонения от нормалните модели. Например, ако моделът на вибрациите внезапно се промени или силата на рязане покаже неочаквано увеличение, системата може да го маркира като аномалия. След това операторите могат да проучат причината за аномалията и да предприемат подходящи действия.

4. Дистанционно наблюдение и облачни системи

Отдалечен достъп

Като доставчик на CNC машинни процеси, ние разбираме важността на дистанционното наблюдение. С развитието на технологията Интернет на нещата (IoT) вече можем да имаме дистанционен достъп до данните за наблюдение на нашите CNC машини. Нашите машини са оборудвани с IoT устройства, които предават данните от сензора към облачен сървър. Операторите имат достъп до тези данни от всяко място с помощта на компютър или мобилно устройство. Това ни позволява да наблюдаваме процеса на обработка в реално време, дори когато не сме на място. Например, ако възникне проблем в извънработно време, операторите могат да получат сигнали на мобилните си телефони и да предприемат незабавни действия.

Облачно базирано съхранение и анализ на данни

Системите, базирани на облак, също така предоставят удобен начин за съхраняване и анализ на голямото количество данни за мониторинг. Облачният сървър може да съхранява години исторически данни, които могат да се използват за дългосрочен анализ и подобряване на процесите. Освен това инструментите за анализ, базирани на облак, могат да изпълняват сложни задачи за анализ на данни, като предсказуема поддръжка и оптимизация на процеси, без необходимост от скъпи изчислителни ресурси на място.

5. Мониторинг на акустичните емисии

Мониторингът на акустичните емисии (AE) е мощна техника за откриване на началото на износване и счупване на инструмента при CNC обработка. По време на процеса на обработка деформацията и счупването на материала генерират акустични вълни. AE сензорите могат да открият тези вълни и да ги преобразуват в електрически сигнали. Чрез анализиране на AE сигналите можем да открием ранните признаци на износване и счупване на инструмента. В нашата CNC обработка на малки части AE сензорите често се използват в комбинация с други методи за наблюдение. Сигналите AE могат да осигурят допълнителна информация за процеса на обработка, като например качеството на образуване на стружки. Ако бъде открит необичаен AE сигнал, това може да означава потенциален проблем с инструмента или детайла.

Защо онлайн наблюдението е важно за вас

Онлайн наблюдението на процеса на CNC обработка предлага няколко предимства за нашите клиенти. Първо, гарантира качеството на обработените части. Чрез откриване и коригиране на проблеми в реално време, ние можем да произвеждаме детайли с висока точност и отлично покритие на повърхността. Второ, подобрява ефективността на процеса на обработка. Чрез оптимизиране на параметрите на рязане и предварително планиране на промените на инструмента, можем да намалим времето за обработка и да увеличим производителността. Трето, повишава надеждността на машинните операции. Чрез ранно откриване на аномалии можем да предотвратим счупването на инструмента и повредата на машината, намалявайки времето за престой и разходите за поддръжка.

Ако се интересувате от нашите CNC машинни услуги и искате да научите повече за това как нашите онлайн методи за наблюдение могат да бъдат от полза за вашите проекти, препоръчваме ви да се свържете с нас за обсъждане на обществената поръчка. Ние се ангажираме да ви предоставим висококачествени, ефективни и надеждни CNC решения за обработка.

Референции

• Dornfeld, DA, Minis, I., & Takeuchi, Y. (2006). Виртуално производство: компютърно интегрирано моделиране за бързо разработване на продукти. Springer Science & Business Media.
• Алтинтас, Й. (2012). Автоматизация на производството: механика за рязане на метал, вибрации на металорежещи машини и проектиране с ЦПУ. Cambridge University Press.
• Elbestawi, MA, & Makky, MA (2001). Сензорно базирано наблюдение на операциите по обработка. CIRP Annals - Технология на производството, 50 (2), 541 - 564.