Контроль нагрузки на станках WFL

[A_1 231]

Здравствуйте. Предлагаю ознакомиться со специальной программой контроля усилий резания при обработке на станках фирмы WFL MillturnTechnologies.

 

Здесь - краткое описание этой программы LOADAXIS.pdf

 

Добавлен новый цикл  - цикл резьбонарезания с контролем нагрузки, который при опасности поломки метчика или раскатника сразу выведет инструмент из отверстия. К сожалению, у нас не часто применяется резьбонарезание, но очень хочется оценить эффективность такой защиты инструмента от поломок.

Если Вы счастливый обладатель таких станков, и у Вас есть потребность в сохранении инструмента от досадных поломок, приглашаю поучаствовать в испытании этой программы.

 

[A_1 231]

 

Всем добрый день. Продолжаю знакомить с новой программой контроля нагрузки.

Для проверки её мы попытались просверлить стальную заготовку сверлом без установленных на нём режущих пластин. Сначала просверлили эту же заготовку нормальным сверлом того же диаметра, с пластинами, обучив станок допустимым нагрузкам. Потом установили такое же сверло (конечно, мы взяли списанное сверло) и "забыли" установить на него режущие пластинки. Сверло, коснувшись заготовки, издало "недовольный") звук и сразу отошло от заготовки, программа заблокировала клавишу старт, и вывела сообщение о превышении нагрузки.

Следов дополнительных повреждений на сверле обнаружено не было.

Что было бы с ним в случае отсутствия контроля нагрузки при мощности 30 кВт на фрезерном шпинделе представить не трудно...)

 

 

Изменено 24 июля 2017 пользователем A_1

[andrey2147 172]

А родное от WFL чем плохо?
 

[A_1 231]

8 часов назад, andrey2147 сказал:

А родное от WFL чем плохо?

Фирменное программное обеспечение контроля поломки и столкновений, конечно, ни чем не плохо. Новая программа является альтернативой и имеет некоторые преимущества, перечислю некоторые из них.

 

1. При превышении нагрузки, режущий инструмент не остается внутри заготовки, а, без остановки главного привода, отводится из зоны резания. Конечно, у WFL это тоже предусмотрено, но это - опция, которой у нас не было, и, здоровенное сверло останавливалось на большой глубине внутри детали. Вращение и подача СОЖ прекращались без малейшего отвода от детали. Представления о состоянии режущей части в этом случае не было, и мы мучительно думали, продолжить обработку или вывести вручную, чтобы проверить состояние инструмента.

Что сделать в случае срабатывания контроля - пишем в виде отдельного кадра, или, если нам мало одного кадра для описания отвода, пишем имя подпрограммы, в которой определяем отвод, выключение вращения и СОЖ, включение сирены)).

 

2. В новой программе возможен учет момента на круговых осях с учетом положения инструмента. Пример - контроль круговой оси C1, когда фреза работает с переменным удалением от оси заготовки. В этом случае можно задать не контроль нагрузки оси C1, а контроль отношения фактической нагрузки по C1 к значению линейной оси X1, например. То же и при токарке, можем контролировать отношение нагрузки на шпиндель к текущему диаметру. Это позволяет осуществить полный контроль всей траектории инструмента, а не брать в расчет только нагрузки на максимальных радиусах.

 

3. Удобство. Совместная работа программы контроля нагрузки и сверлильных циклов автоматически определяет большинство параметров, - в этом случае, программа знает какие оси контролировать, куда отводить инструмент в случае перегрузки, как отводить (актуально для резьбонарезания - инструмент не остановится, а "выкрутится" в начальную точку).

 

4. Удобство N2. Можно не переключать режимы с контроля на обучение и не ждать этого обучения, чтобы после него переключиться обратно на контроль, а оставить работать станок в автоматическом режиме, программа при нулевых значений нагрузок соответствующего номера прохода поймет, что требуется обучение, временно включит этот режим, а затем снова перейдет на режим контроля следующего прохода.

 

 

 

 

[ak762 308]

а это опция платная и идет с новыми станками или можно устанавливать и на б.у. станки?

[A_1 231]

3 часа назад, ak762 сказал:

а это опция платная и идет с новыми станками или можно устанавливать и на б.у. станки?

 

Эту программу я разработал как альтернативу опции контроля нагрузки от завода-изготовителя.  Она может функционировать на любом станке с системой Sinumerik 840D.

В настоящее время программа адаптирована и испытана на станках WFL. Для этих станков я предлагаю версию программы бесплатно. По вопросам приобретения программы прошу обращаться в личные сообщения.

 

 

 

[A_1 231]

Для проверки эффективности работы программы мы провели еще один эксперимент.

Мы захотели узнать, что может произойти с очень хрупким инструментом, который по какой-либо ошибке попадет туда, куда он не должен попасть, но, в этот момент, будет применена программа контроля нагрузки. Вместо этого инструмента мы взяли обычный карандаш, зажали его в цанговый патрон, и подставили между поворачивающимися кулачками токарного патрона.

Перед этим мы обучили станок нагрузкам при холостом движении. Мы не знали заранее, сломает кулачок карандаш или нет, вероятность, что станок не почувствует нагрузку и не остановится, была велика. Итак, мы все подготовили, и начали снимать процесс. Извиняюсь за качество видео, в тот момент я снимал, не планируя его куда-то выкладывать, но оно показывает, что может произойти с очень хрупким инструментом, если произойдет какая-то ошибка.

 

 

 

 

 

 

[A_1 231]

Добрый день.

Расскажу еще об одной возможности программы контроля нагрузки.

При сверлении множества отверстий в заготовке, имеющей неравномерную твердость, некоторые отверстия не удается досверлить до конца, так как сверло постепенно затупляется и срабатывает контроль нагрузки. При этом, сразу перетачивать или менять сверло нет необходимости. Программе контроля нагрузки можно передать специальный параметр (";_nonstop"), чтобы она не останавливала обработку, а продолжалась бы работа по основной программе, т.е. чтобы станок "пробовал" просверлить следующие отверстия.

При этом недосверленные отверстия запоминаются (это программируется в основной программе) и после завершения сверления всех отверстий, программа возвращается к недосверленным.

Это позволяет экономить режущий инструмент путем сокращения числа переточек.

 

[A_1 231]

В этом сообщении хочу рассказать , как выполняется обучение допустимым нагрузкам.

На станке можно построить график, на котором будут отображены величины, соответствующие нагрузкам двигателей при сверлении:

 

 

Здесь $AA_POWER[C13] - мощность привода шпинделя

$AA_POWER[X1], $AA_POWER[Y1], $AA_POWER[Z1] - мощности приводов осей X, Y, Z

По верхней кривой видно, что при входе сверла в заготовку мощность шпинделя растет, а при выходе сверла из сквозного отверстия - снижается.

Программа в режиме обучения сравнивает эти значения нагрузки, и если новое значение выше записанного ранее старого - каждый раз фиксирует его в качестве максимального. Наверно, трудно представить, но программа это делает одновременно для 4-х разных двигателей.

Зафиксированные максимальные значения записываются в соответствующие регистры памяти станка:

 

 

Для шпинделя, в качестве максимального, записалось число 1993,96740014131

Увеличивая участки графика можно найти эту точку:

 

 

И, наконец, чтобы убедиться, что это - максимальное достигнутое значение при этом сверлении, можно вывести все значения в файл, и в нем найти наибольшее значение, которое совпадет с записанным самим станком. (Извиняюсь за качество следующей картинки, на ней я выделил это число среди 3438 других)

 

Скрытый текст

 

 

Изменено 12 сентября 2017 пользователем A_1

[andrey2147 172]

Всё это хорошо,но бренд WFL-один из дорогих  в мире.Посему решение о покупке чего-либо принимают люди далёкие от железа и от этого форума точно. И обычно низовой персонал они не слушают.
 

[A_1 231]

В 14.09.2017 в 10:02, andrey2147 сказал:

Всё это хорошо,но бренд WFL-один из дорогих  в мире.Посему решение о покупке чего-либо принимают люди далёкие от железа и от этого форума точно. И обычно низовой персонал они не слушают.

Хорошо, если хоть что-то покупают).

Программу контроля нагрузки применили на станке StarragHeckert, тоже с системой Sinumerik 840D.

При сверлении отверстий диаметром 26,5 мм, сверло иногда "заваривало",  когда оно попадало на сварной шов. Теперь в программу введен контроль нагрузки, который должен спасать инструмент в этих случаях. Программируется это просто, исходный текст программы немного меняется, для того, чтобы вместо обычного цикла CYCLE81 вызывался специальный CYCLE81_1.

Ну, и покажу, это сверло, и то что с ним случалось, до того как был введен контроль нагрузки, просьба не смотреть очень впечатлительным).
 

Скрытый текст

 

 

 

[A_1 231]

С помощью описываемой здесь программы нам удалось решить еще одну нашу "производственную проблему". На станке StarragHeckert комбинированным сверлом выполняются отверстия и фаски. Величина фаски должна быть 3±0,5 мм.

Но из-за того, что торец заготовки не обрабатывается, размер получаемой фаски "плавает". На разных отверстиях одной детали фаски могут получаться как слишком глубокие, так и очень мелкие, или даже отсутствовать.

Выровнять величину фасок нам удалось применением программы контроля нагрузки, теперь все фаски одинаковые, а корпус получил приличный товарный вид)).

 

[s_liam 66]

В 11.11.2017 в 20:23, A_1 сказал:

Выровнять величину фасок нам удалось применением программы контроля нагрузки, теперь все фаски одинаковые, а корпус получил приличный товарный вид)).

 

Вы рассчитали нагрузку, при которой идет гарантированный съем нужного объема металла при резании и при достижении этого значения процесс сверления завершается и инструмент выводится из отверстия, а затем перемещается к следующему?

Если так, то интересное решение. А заготовки не сильно по твердости отличаются? Нет вероятности, что фаска получится вне допуска? 1мм поля допуска достаточно небольшое значение в таком случае.

Изменено 24 ноября 2017 пользователем s_liam

[A_1 231]

10 часов назад, s_liam сказал:

Вы рассчитали нагрузку, при которой идет гарантированный съем нужного объема металла при резании и при достижении этого значения процесс сверления завершается и инструмент выводится из отверстия, а затем перемещается к следующему?

Да, сначала, так и хотел сделать - завершать движение инструмента по достижении некоторой нагрузки. Но, как Вы правильно заметили, размер фасок зависел бы от твердости заготовки и от степени затупления режущих пластин. Поэтому, сделал немного по-другому, воспользовался тем, что инструмент - комбинированное сверло с фасочными пластинками, которое одновременно сверлит отверстие и выполняет фаску. Базовая плоскость (для сверлильного цикла) определяется по возрастанию нагрузки на инструмент при его входе в металл. И далее, идет сверление на фиксированную глубину, подобранную так, чтобы получалась нужная фаска.

По точности. Фаски в отверстиях получаются, по моим измерениям штангенциркулем, все одинаковые. При этом, базовая плоскость на протяжении сверления одного корпуса "плавает" примерно на 2-3 мм.

 

[A_1 231]

Сегодня произошло еще одно испытание нашей программы контроля нагрузки. Как уже мы ее не испытывали: и запускали сверло в заготовку с отсутствующими на нем режущими пластинами; и зажимали вместо фрезы карандаш и наезжали на него кулачком патрона - все заканчивалось благополучно: на убитом ранее сверле не появилось новых повреждений, а карандаш остался цел.

Новое испытание было незапланированным, и произошло в результате ошибки. На станке не был отменен режим DRY (ускоренный прогон программы), и пошла в работу торцевая фреза Ø80 мм. Станок коротко "фыркнул" и отскочил от заготовки. Пластины на фрезе оказались целыми, и заготовка не была провернута в патроне (хотя ранее это иногда случалось).

Конечно, это не значит, что программа всегда будет спасать от таких ошибочных "сверхподач", то есть, речь не идет о достаточности применения этой программы, но необходимость ее наличия есть.

 

[catiauser 18]

Крутая штука.....Особенно с фасками порадовало.

[rAndreie 0]

C токаркой был опыт применения?

[A_1 231]

Да, конечно.

Токарка имеет свою особенность: чем больше радиус обрабатываемой поверхности - тем больше нагрузка на шпиндель при одинаковых режимах резания. Поэтому для контроля состояния режущей пластины регистрируется не нагрузка на шпинделе, а отношение этой нагрузки к радиусу обработки. Таким образом, контроль инструмента осуществляется на протяжении всей обработки, а не только на максимальных диаметрах.

 

[A_1 231]

Побочный эффект программы контроля нагрузки: станок сам может определить положение торца заготовки перед его подрезкой, исключив холостые (безопасные) проходы.

Реализовано на токарно-фрезерном станке с Sinumerik 840D sl.

 

 

Изменено 5 ноября 2018 пользователем A_1

[A_1 231]

Программа продолжает совершенствоваться).

Теперь, для снижения количества ложных срабатываний программы (прерываний обработки) можно производить анализ этих срабатываний для конкретных условий обработки. Для этого все срабатывания протоколируются в отдельный файл:

4-2-19 18:24 Prog:/_N_WKS_DIR/_N_00_00_000_WPD/00_00_000_MPF Tool:"26"
Z  --*-------  Max=10.156 Train=9.215 Lim=12.901
Y  --------->  Max=10.191 Train=7.213 Lim=10.098
X  *---------  Max=3.467 Train=3.467 Lim=4.854
C  *---------  Max=17.193 Train=17.193 Lim=24.07

Символ ">" говорит, что максимальное значение по соответствующей оси вышло за предел допустимой нагрузки. В данном случае можно, например, несколько увеличить допустимое значение нагрузки по оси Y для исключения/уменьшения ложных срабатываний.