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Vturn-X200机台安全碰撞功能介绍
来源:台中精机   发表时间:2011/12/9 16:16:00  浏览次数:
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前言

  近年来复合加工机的发展迅速,将不同加工技术集中在一台机台上,实现多工序加工与管理、简化生产流程,明显减少加工周期及成本、提高精度、缩短交期。加上复合加工机具备操作性便利、确保加工制程精度及可靠度、预测机台寿命、少量多样智能化、大量生产制程分析、机台省能源、占地面积小等优点,发展复合加工机已成为工具机制造商倾力追求的目标。

  虽然我国工具机在发展高速主轴、高速进给系统,甚至复合加工技术已有突破,但实际加工效能往往还是不如国外大厂。国外大厂经由学界深入的探讨与分析原因后,已纷纷利用控制器与软件技术,使机台具备有智能化的学习控制功能。以复合加工机的领导厂商日本Mazak公司为例,智能化程度最高,运用也最广,由于机台控制轴复杂且有非对称性的旋转工件,因此主动式主轴平衡技术与防碰撞监控技术成为必要的关键。

防碰撞技术

  机台因高速化、复合化,所以机械干涉的可能性,和干涉造成的损失都会增加,但为了降低机台冲突所造成的损失,采用低速率加工,却会造成产能大幅降低。要如何降低使用者操作上的负担,大幅提升工作产能,便得藉由手动操作模式来移动轴向,同时从NC画面上的3D模拟进行机械干涉检查,当产生碰撞立即停止轴向。以日本控制器大厂FANUC为例,搭载在新世代控制器30/31i系列的3D干涉检测机能,其机能内建于控制器本身、支持多种物件名称设定、简单的输入设定方式,且包含可支持至4个路径及五轴同动机台。

 

机能运用

  台中精机在2006年承接政府科专案开发车铣复合加工机,在当时产学界一片不看好的声浪下执行,参考了多家国外厂商的技术指标,其中就包含了防碰撞监控机能的开发。而国内厂商对智能化指标其实相当陌生,因此需要控制器厂商支持配合开发。nextpage

  关于防碰撞监控机能,可分为实时NC监控和CAM程序路径模拟两项,后者已有配合厂商制作,因此机台特色重点就在实时防碰撞监控。实时NC监控有分为OPEN与标准内建CNC两种,因当时考量成本、困难度及实时性,而选择了标准内建的防碰撞监控开发。藉由FANUC提供的机能, 加上专属于台中精机Vturn-X200车铣复合加工机的触控屏幕,创造出相当具有特色的操作模式。使用者可从触控屏幕上得知机台任何的讯息,包含实时碰撞物件显示、动态防碰撞距离变更、工件、夹爪及刀具外型尺寸设定流程等。

  其中手动操作模式下采用互动对话,触控屏幕主动显示讯息提醒使用者机械干涉已相当接近(6mm)。使用者可按下解除「轴向停止」的方式,消除心理上害怕机台碰撞的负担,再配合画面上的图形,让使用者了解实时碰撞的位置。

  公司于2009年台湾TIMTOS展发表Vturn-X200车铣复合加工机,就是以标准内建CNC模式展示防碰撞监控机能。

  然而在2011年台湾TIMTOS展,Vturn-X200车铣复合加工机进一步与工研院机械所合作展示OPEN CNC模式。当时采用HSSB光纤联机方式作实时防碰撞监控,包含机台图形显示、人机接口操作、动态切削及干涉碰撞检出等功能。采用此模式可在刀具、工件、机台结构等,绘制出更加精细的外型及尺寸,而现在已进入测试验证阶段,可望在不久的将来广泛使用,但基于成本考量,并无列为Vturn-X200车铣复合加工机的选购项目。

结论

  市场随著电子信息产业的发达,智能化工具机技术已经在业界实用化,国内外多家厂商纷纷将智能化技术运用于主轴、磨床、塘孔、钻孔攻牙、五轴、车铣等专用加工机上,然而在这技术中,以热补偿、刀具适应性监控为共通议题,次要为学习控制、切削震动、切削条件、主轴轴承、动平衡等,多轴复合加工机注重防碰撞、自动化生产排程等,由此可证明智能化工具机可有效提升加工效能、精度稳定度与可靠度。

  国内厂商可藉由智能化的应用,提高机台的附加价值与操作维修的便利性,以及集成关键零组件技术,结合国内雄厚的信息及电子产业实力,智能化工具机将会是未来产业的重要改变。而台中精机Vturn-X200车铣复合加工机正是着重智能化技术的应用,双系统、三主轴及九个控制轴的复杂机型,其标准内建的防碰撞监控机能更为使用者建立安全保护的机制,大大降低机台冲突所造成的损失。

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