편심 포지셔닝 시스템으로 공구 위치와 각도 결정

Oct 12, 2023

매사추세츠 슈루즈베리에 있는 Coventry Associates는 다양한 가공 작업을 위한 3축 시스템을 개발했습니다. Coventry Associates의 사장인 Craig Gardner는 완전 전기식 시스템인 EPS(Eccentric Positioning System)가 공압 및 유압 장치를 제거하고 설정 및 사이클 시간을 줄이고 에너지를 덜 사용하며 설치 공간이 작다고 말했습니다.

EPS는 세 개의 편심 회전 테이블 스택으로 구성된 메카트로닉 시스템입니다. 각 회전 테이블의 회전을 제어함으로써 공구의 정확한 위치와 각도가 달성됩니다. 이 비디오에서 볼 수 있듯이 EPS 시스템의 위치 정확도와 적응형 성능은 Siemens Sinumerik CNC를 통해 구현됩니다.

EPS는 ID 연삭기에 통합되어 세 가지 뚜렷한 장점을 보여줍니다. 다이아몬드 롤이나 특수 드레싱 부착물을 사용하지 않고도 어떤 형태로든 드레싱하거나 그라인딩할 수 있습니다. 둘째, 이송 속도가 아닌 일반 연삭력을 적응적으로 제어하여 연삭할 수 있어 재료 제거율이 획기적으로 향상됩니다. 셋째, 공작물 직경 및/또는 테이퍼 변화를 초래하는 편향을 실시간으로 보정하여 품질과 처리량을 모두 향상시킵니다.

Gardner는 EPS가 "공작기계 산업의 모든 연삭 및 선삭 작업에 잠재적으로 응용될 수 있다"고 말했습니다. 그는 EPS가 높은 위치 정확도와 제어된 힘의 조합이 필요한 모든 가공 작업에 적합하게 만들어질 것이라고 덧붙였습니다.

Coventry의 출시 제품인 EPS SingleTool은 단일 휠헤드를 사용하여 베어링 ID 연삭 작업을 위해 설계되었습니다. 모든 윤곽을 형성하기 위해 단일 지점 또는 회전식 드레서와 함께 슈 또는 척 작업 헤드를 사용할 수 있습니다. 소비전력은 최대 10kW입니다. 무게는 630kg이고 외부 치수는 305mm x 660mm x 560mm입니다.

Coventry는 해상도, 정확성, 반복성 및 직진성 기능을 측정하기 위해 레이저 간섭계를 사용하여 EPS SingleTool의 위치 결정 성능을 검증했습니다.

EPS의 고유한 운동학으로 인해 모든 모션은 3축 보간 이동입니다. 이러한 측정 결과는 표 1에 나와 있습니다. 이러한 측정은 52나노미터의 반복성을 갖춘 최첨단 포지셔닝 기능을 보여줍니다.

이 시스템은 또한 높은 정적 및 동적 강성뿐만 아니라 큰 힘으로 연삭하고 빠른 동작을 만들어 비연삭 동작에 필요한 시간을 최소화하는 기능도 갖추고 있습니다.

아래 그림(그림 4)은 3번 앞뒤로(총 6번 패스) Z축 이동 중에 달성된 X 편차 또는 "진직도"를 보여줍니다. 이 데이터는 6개 패스 모두에 대한 최대값과 최소값 간의 차이가 200mm 이동에 대해 1미크론 미만임을 보여줍니다.

Coventry는 매사추세츠 주 보스턴에 있는 Fraunhofer USA 사무소와 두 개의 주요 파트너인 Saint Gobain Abrasives 및 Siemens Industry, Inc.와 긴밀히 협력하여 최초의 SingleTool ID 연삭 응용 프로그램을 개발했습니다.

Gardner는 "우리의 비즈니스 전략은 EPS를 최종 사용자를 위한 완전한 기계로 또는 기계 제작자를 위한 플랫폼으로 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션으로 시장에 출시하는 것입니다. 우리의 솔루션은 공압 장치나 장치를 사용하지 않고 완전 전기식 작동을 특징으로 합니다. 일반적으로 0.05미크론의 반복성으로 0.12미크론 미만의 해상도와 최대 3.34kN의 연삭력에 대한 일관된 정적 및 동적 강성을 통해 0.12미크론의 선형 정확도를 볼 수 있습니다. 가속 및 감속을 포함한 빠른 동작은 203mm 움직임을 추적합니다. 1.16초 만에."

밀, 선반 또는 드릴 프레스 스핀들에 부착되는 작업 고정 장치입니다. 한쪽 끝으로 도구나 공작물을 고정하여 회전할 수 있도록 합니다. 공작물을 고정하기 위해 기계 테이블에 장착할 수도 있습니다. 두 개 이상의 조정 가능한 조가 실제로 도구나 부품을 고정합니다. 수동, 공압, 유압 또는 전기적으로 작동할 수 있습니다. 콜렛을 참조하십시오.

부품 생성 또는 수정을 허용하는 공작 기계 전용 마이크로프로세서 기반 컨트롤러입니다. 프로그래밍된 수치 제어는 기계의 서보 및 스핀들 드라이브를 활성화하고 다양한 가공 작업을 제어합니다. DNC, 직접 수치 제어를 참조하세요. NC, 수치 제어.