Рекомендуем приобрести: Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе! Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе! Наладкой металлорежущего станка называют его подготовку вместе с технологической оснасткой к выполнению определенной работы по изготовлению детали в соответствии с установленным технологическим процессом для обеспечения требуемой производительности, точности и шероховатости поверхности. Комплекс работ по наладке станка состоит из установки определенных режимов резания, настройки зажимных приспособлений, режущего и вспомогательного инструментов и других вспомогательных операций. После наладки обрабатывают две-три заготовки. Если полученные после обработки размеры не соответствуют указанным на чертеже, то производят подналадку инструмента на требуемый размер или регулировку приспособления. Для обеспечения требуемых режимов резания производят настройку станка. Настройкой станка называют его кинематическую подготовку к выполнению заданной операции по установленным режимам резания согласно технологическому процессу. По характеру выполнения различают первоначальную и текущую наладку технологического оборудования. Первоначальная наладка производится в два этапа: непосредственно после сборки на заводе — изготовителе оборудования и на заводе-потребителе (у заказчика) после его монтажа. Текущая наладка (подналадка) осуществляется в процессе эксплуатации технологического оборудования, когда происходит изменение наладочного размера во время обработки одной и той же заготовки или при переходе на обработку другой заготовки. Под подналадкой подразумевают дополнительную регулировку оборудования и (или) оснастки в процессе работы для восстановления технических параметров, достигнутых при первичной наладке. Необходимость в подналадке обусловлена износом инструмента, упругими или температурными деформациями механизмов станка и пр. При переходе на обработку другой заготовки необходимо установить новые режимы обработки, сменить или отрегулировать приспособление, заменить или наладить режущий инструмент. По окончании наладки (подналадки) станок должен обеспечить выполнение заданных функций с требуемыми качеством и производительностью изготовления изделия. Для уменьшения влияния изнашивания режущего инструмента широко применяют бесподналадочную смену режущего инструмента, в первую очередь, — на станках с ЧПУ. Сущность ее заключается в том, что инструмент, настроенный на размер с помощью специального приспособления вне станка, может быть заменен новым без последующей корректировки его положения на станке. Требуемое положение режущей кромки инструмента относительно его установочной базы достигается точным изготовлением инструмента или его регулировкой, обеспечивающей точное положение режущей кромки. Существуют следующие типовые методы наладки металлорежущих станков:
|
Настройка и наладка металлорежущих станков
Рекомендуем приобрести:
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
На машиностроительных предприятиях имеется большое количество металлорежущих станков, среди них много станков-автоматов и полуавтоматов. Размеры деталей, обрабатываемых на таких станках, в соответствии с заданными, выдерживаются в процессе резания автоматически. Последнее является одним из важнейших факторов, определяющих достижение более высокой производительности труда в условиях массового и крупносерийного производства. Эффективность использования металлорежущих станков, в том числе автоматов и полуавтоматов, в значительной мере зависит от способов настройки и наладки их.
В литературе не всегда одинаково раскрывают содержание терминов «наладка» и «настройка». Иногда в них вкладывают различное содержание, а иногда их даже отождествляют. Под термином «наладка» подразумевается комплекс мероприятий, в результате осуществления которых станок оказывается подготовленным для обработки деталей заданных форм и размеров. Наладка, например, автоматов и полуавтоматов включает обычно следующие мероприятия:
- Ознакомление с технологической документацией и укомплектование станка требуемой оснасткой и инструментом.
- Монтаж приспособлений для установки и закрепления детали. регулирование механизмов подачи материала и загрузочных устройств.
- Смена кулачков или зубчатых колес подачи; предварительная приближенная установка и закрепление режущих инструментов.
- Установка передач для осуществления необходимой скорости вращения шпинделей, предварительная расстановка упоров определяющих длину перемещения суппортов, последовательность их движения и последовательность изменения скорости вращения шпинделей. Этим и заканчивается наладка, т. е. подготовка станка для обработки с заданными режимами детали, форма и размеры которой предусмотрены чертежом. Далее следует процесс настройки.
Под термином «настройка»
Поднастройка станка означает незначительную корректировку положения тех инструментов, кулачков, упоров, положением которых не обеспечивается необходимый размер обрабатываемой детали.
На настройку станков и особенно автоматов необходимо затрачивать значительное количество времени. В процессе настройки станки не работают. Установлено, например, что простои автоматов в связи с настройкой составляют 10—15% общего рабочего времени. Применение рациональных методов настройки позволит резко сократить эти простои.
Технический прогресс в машиностроении, внедрение в производство новых станков-полуавтоматов и автоматов требует от рабочих-станочников и наладчиков более глубоких знаний теории и практики наладки и настройки.
См. также: Общие сведения о порядке наладки станков
Методы наладки станков
Методы наладки станковНаладка станка – это подготовка его вместе с технологической оснасткой к изготовлению продукции (детали) с заданной производительностью с соответствием установленного технологического процесса для обеспечения заданной шероховатости поверхности и заданной точности размеров. Комплекс работ по наладке представляет собой настройку определенных режимов резания, установку зажимных приспособлений, режущего и вспомогательных инструментов и иных вспомогательных операций. После наладки рекомендуется обработать пару заготовок. Если после обработки размеры не соответствуют требованиям чертежа, то производят подналадку инструмента для получения требуемого размера или производят регулировку приспособления.
Подналадка станка – осуществляется в процессе эксплуатации станка, когда происходит переход на обработку другой такой же заготовки или изменение наладочного размера во время обработки. При подналадке производится дополнительная регулировка оборудования или оснастки в процессе работы для восстановления технических параметров , достигнутых при первичной наладке. Необходимостью подналадки является износ режущего инструмента, упругие и тепловые деформации механизмов станка. При переходе на обработку другой заготовки необходимо изменить режимы резания, сменить или отрегулировать приспособления, заменить или наладить режущий инструмент. По завершению подналадки станок должен обеспечить заданные функции с требуемым качеством изделия, а так же высокой производительностью изготовления заданного изделия.
Бесподналадочная смена режущего инструмента – служит для уменьшения износа режущего инструмента и ее сущность заключается в установке режущего инструмента при смене или переустановки которого не требуется дальнейшая корректировка для получения заданных размеров. К таким резцам можно отнести механические резцы со сменными пластинами.
Метод наладки по пробному проходу – данный метод применяют к каждой новой детали: обрабатывают небольшой участок поверхности заготовки, после чего измеряют полученный размер и делают корректировку глубины резания, для этого используют лимбы станка, индикаторные упоры. После получения необходимого размера обрабатывается вся поверхность. К достоинствам данного метода можно отнести простоту и независимость от способов базирования. Недостатками является потеря рабочего времени.
Метод наладки по пробным деталям
Метод наладки по первой готовой детали, эталону или шаблону – заключается в установке на неработающем станке инструмента до касания с деталью (эталоном или шаблоном). При наладке используют годную деталь изготовленную ранее. По конструктивным формам эталон имитирует обрабатываемую заготовку при ее базировании в приспособлении. Данный метод не имеет недостатков.
Токарю следует помнить, что прежде чем производить наладку станка, необходимо проверить его исправность. Перед началом работы токарь долен проверить перемещение салазок суппорта как вручную, так и в автоматическом режиме. Патрон должен быть надежно закреплен (резьбовой патрон дополнительно фиксируется хомутом). После данных операций необходимо проверить станок на холостом ходу.
Наладка гидросистем металлорежущих станков / Литература по металлообрабатывающим станкам / Stanok-online.ru
Книга название: Наладка гидросистем металлорежущих станков
Издание: Москва, Издательство «Машиностроение»
Автор: В.Н. Бондаренко
Год печати: 1973
Кол-во страниц: 57
Формат: Djvu
В брошюре излагаются вопросы наладки гидросистем металлорежущих станков и автоматических линий. Излагается метод описания и анализ гидросистем с применением функциональных циклограмм и уравнений протекания жидкости по магистралям. Приводится последовательность наладки гидросистемы станка в целом и указываются особенности наладки отдельных магистралей и элементов гидрав-лической аппаратуры. Брошюра предназначена для инженерно-технических работников и наладчиков гидросистем металлорежущих станков.
Эффектным cpeдством автоматизации в станкостроении является гидропривод, который широко применяется в механизмах рабочих и холостых ходов, а также в механизмах управления. Это объясняется высокой точностью работы его механизмов, их малыми размерами и массой, надежностью конструкции привода и возможностью автоматизации рабочих процессов.В гидрофицированных станках, как правило, реализуется автоматический или полуавтоматический цикл. По мере усложнения рабочих циклов, выполняемых на станках, их гидросистемы все более усложняются. В настоящее время гидросистемы занимают одно из центральных мест в конструкции станка. Поэтому конструирование, изготовление, эксплуатация металлорежущих станков, повышение их надежности немыслимы без всестороннего изучения и освоения их гидросистем.
От наладки металлорежущего станка, всех его систем и гидравлической в частности, зависит эффективность дальнейшего использования станка. В особенности это относится к станкам и автоматическим линиям, имеющим сложные гидросхемы, отладка которых в начальный период эксплуатации затрудняется, так как часто приходится не только регулировать отдельные элементы и участки гидросистемы, но и определять, соответствуют ли фактические параметры запроектированным, и на основании результатов диагностики гидросистемы устранять неполадки, изменяя иногда отдельные участки гидросхемы. Наладка гидросистемы станка включает мероприятия по подготовке системы к работе, регулированию ее параметров согласно установленным режимам, обнаружению неисправностей и их устранению для достижения необходимых производительности и точности.
При отработке отдельных фаз цикла работает не вся система, а только определенная ее часть. Эта часть гидросистемы состоит из магистралей, которые включены параллельно одна другой между зонами высокого и низкого давлений, причем каждая из магистралей выполняет строго определенные функции: привод главных и вспомогательных движений, регулирование скорости исполнительных органов, амортизация, торможение, защита и пр. Наладка гидросистемы сводится к обеспечению работоспособности таких магистралей и четкого взаимодействия элементов отдельной магистрали и всех магистралей между собой.
Гидросистему станка рекомендуется налаживать в указанной ниже последовательности. Изучение технической документации на гидросистему. К такой документации в зависимости от назначения станка и его сложности могут относиться циклограмма, описание рабочего цикла, гидросхема, инструкция по эксплуатации и наладке и т.п. Необходимо ознакомиться с принципом действия гидросистемы, органами управления и настройки системы. Работа гидросистемы изучается при отработке всех фаз цикла. Изучение удобно проводить по функциональным циклограммам. При этом необходимо записать уравнение протекания жидкости для фаз рабочего цикла. Для каждой фазы следует выделить соответствующие магистрали. Изучаются основные функ-ции и параметры входящей в магистрали гидроаппаратуры. Особое внимание нужно уделить характеристикам насосов и насосных установок и характеру перемещений гидроцилиндров, а также предохранительных клапанов. Поскольку в современных станках гидросхемы тесно связаны с электрическими и часто работают как единая система, надо изучить порядок включения электроаппаратов и знать особенности электросхемы стайка.
Изучение на станке расположения гидроаппаратуры и проверка ее монтажа. Изучается расположение элементов гидросистемы, функциональное назначение установленной контрольно-регулирующей аппаратуры, характер движения исполнительных органов станка, режимы работы элементов гидросистемы, последовательность их включения. Определяется, соответствует ли установленная аппаратура технической документации на нее. При осмотре аппаратуры необходимо установить места регулировок: найти регулировочные винты клапанов, упоры, лимбы регуляторов скорости и т. п. При проверке монтажа особое внимание следует уделять правильному соединению трубопроводов. На трубопроводе не должно быть вмятин, острых углов перегиба, волнистостей. Рабочие поверхности штоков, направляющих и т. д. не должны иметь механических повреждений. Находят краны и пробки для выпуска воздуха, скопляющегося в системе.
Скачать бесплатно книгу наладка гидросистем металлорежущих станков
Наладка металлорежущих станков на выполнение пробной обработки после текущего и среднего ремонта механических узлов | Уровень (подуровень) квалификации | ||||
Происхождение трудовой функции | Заимствовано из оригинала | ||||
Код оригинала | Регистрационный номер профессионального стандарта | ||||
Трудовые действия | Пробная эксплуатация отремонтированных металлорежущих станков на холостом ходу на всех скоростях и подачах | ||||
Проверка станков на шум | |||||
Проверка станков на нагрев | |||||
Проверка станков на геометрическую точность и жесткость | |||||
Установка заготовок и оснастки на станки, необходимые для пробной обработки | |||||
Установка режимов резания, необходимых для пробной обработки | |||||
Пробная обработка | |||||
Оценка соответствия качества пробной обработки требуемому и принятие решения о качестве ремонта | |||||
Выявление нарушений нормальной работы станков | |||||
Регулировка подшипников качения | |||||
Регулировка зазоров в шарико-винтовых передачах | |||||
Регулировка натяга в направляющих качения | |||||
Регулировка опор ходовых винтов | |||||
Регулировка натяжения ременных передач | |||||
Регулировка работы муфт и тормозов | |||||
Регулировка ограничителей, переключателей, упоров | |||||
Необходимые умения | Эксплуатировать металлорежущие станки различных типов | ||||
Читать чертежи | |||||
Контролировать размер, шероховатость обработанной поверхности, точность формы с использованием измерительных инструментов (индикаторные головки, микрометры, нутромеры) | |||||
Проверять геометрическую точность станков с использованием специальных инструментов | |||||
Вводить управляющую программу в системы числового программного управления (ЧПУ) станков | |||||
Производить регулировку подшипников | |||||
Регулировать направляющие качения | |||||
Определять и изменять зазор между гайками и винтами в винтовых передачах | |||||
Определять и изменять зазор между каретками и направляющими | |||||
Необходимые знания | Система допусков и посадок | ||||
Параметры шероховатости | |||||
Основные команды языка программирования оборудования с ЧПУ | |||||
Принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности металлорежущих станков и их узлов | |||||
Правила использования измерительных инструментов | |||||
Принцип работы, технические характеристики, конструктивные особенности металлорежущих станков и их узлов | |||||
Методические, нормативные материалы по выполнению наладки металлорежущих станков | |||||
Требования охраны труда при выполнении наладки и эксплуатации металлорежущих станков | |||||
Другие характеристики |
|
Трудовые действия |
Осмотр и проверка пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков согласно установленной инструкции по техническому обслуживанию и графику планово-предупредительного ремонта |
|
|
Очистка баков систем подачи рабочих жидкостей в системах гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Пополнение рабочих жидкостей в системах гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Замена рабочих жидкостей в системах гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Проверка насосов подачи рабочих сред в системах пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Ремонт насосов подачи рабочих сред в системах пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Замена насосов подачи рабочих сред в системах пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Проверка уплотнений трубопроводов пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Замена уплотнений трубопроводов пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Проверка фильтров, дросселей, масленок, подающих форсунок, переливных и напорных клапанов систем пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Замена фильтров, дросселей, масленок, подающих форсунок, переливных и напорных клапанов систем пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Ремонт фильтров, дросселей, масленок, подающих форсунок, переливных и напорных клапанов систем пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Замена гидроцилиндров систем гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Замена реле давления и реле времени в системах пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Гибка труб систем подачи рабочих сред в системах пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Развальцовка труб трубопроводов подачи рабочих сред пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Промывка (продув) систем пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
|
|
|
Заполнение дефектной ведомости |
|
|
|
Необходимые умения |
Выполнять монтаж гидравлических и пневматических устройств |
|
|
Выполнять гибку труб с использованием универсального оборудования и технологической оснастки |
||
|
Производить измерения с использованием индикаторных нутромеров, штангенциркулей, микрометров |
||
|
Диагностировать гидросистемы металлорежущих станков с использованием диагностических стендов и приборов для диагностики состояния гидросистем |
||
|
Читать техническую документацию |
||
|
Читать принципиальные гидравлические и пневматические схемы |
||
|
Необходимые знания |
Правила и способы гибки и развальцовки труб из различных материалов с использованием универсального оборудования и технологической оснастки |
|
|
Виды и технические характеристики насосов, дросселей, клапанов, контрольно-распределительной аппаратуры |
||
|
Технические характеристики используемого при ремонте оборудования |
||
|
Основные характеристики и требования к пневмо- и гидрооборудованию металлорежущих станков |
||
|
Порядок подготовки гидро- и пневмооборудования к монтажу |
||
|
Схемы и порядок проведения испытаний гидронасосов, гидроцилиндров, гидроаппаратуры |
||
|
Параметры, подлежащие проверке при техническом обслуживании пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
||
|
Признаки износа, дефекты деталей и аппаратуры пневмо- и гидрооборудования |
||
|
Технологическая последовательность разборки, ремонта и сборки узлов и механизмов |
||
|
Принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности металлорежущих станков и их узлов |
||
|
Методические, нормативные материалы по выполнению ремонта пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
||
|
Требования охраны труда при выполнении ремонта пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков |
||
|
Другие характеристики |
– |
|
Ишуткин В.И. (1960) Настройка металлорежущих станков
В настоящем издании ремонт промышленных компрессоров подробно не рассматривается.
Книга посвящена рациональным способам настройки металлорежущих станков на точность обработки. В ней обобщен опыт настройки станков отечественных, а также зарубежных предприятий и предлагаются для внедрения в производство лучшие из способов настройки. Особое внимание в книге уделено методам настройки автоматов и станков автоматических линий, обеспечивающих достижение более высокой производительности труда в условиях крупносерийного и массового производства.
Книга предназначена для повышения квалификации настройщиков и рабочих-станочников.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. А. 3ыков, Анализ производства методами математической статистики, Сб. «Основные вопросы точности, взаимозаменяемости и технических измерений в машиностроении», Машгиз, 1958.
2. А. А. Маталин, Конструкторские и технологические базы, Машгиз, 1959.
3. А. П. Соколовский, Курс технологии машиностроения, ч. 1, Машгиз, 1947.
4. А. П. Соколовский, Расчеты точности обработки на металлорежущий станках, Машгиз, 1952.
5. А. П Соколовский, Научные основы технологии машиностроения, Машгиз, 1955.
6. А. Б. Яхин, В. П Ефимов, Технология приборостроения Оборонгиз, 1956.
7. В. И. Гостев, А. А. Сыроегин, Методика определения рационального уровня настройки станков, ГНТК СССР, АН СССР, ФВИНТИ, Информация о научно-исследовательских работах, тема 13. № И-56-116, 1956.
8. А. Б. Яхин, В. П. Ефимов, Технология приборостроения Оборонгиз. 1956.
9. В. И. Ишуткин, Рациональная настройка автоматов и полуавтоматов, Технико-экономический бюллетень Омского СНХ № 3, 1959.
10. П. А. Пакидов, К вопросу определения наивыгоднейшего положения инструмента при настройке металлорежущих станков Труды Омского машиностроительного института, вып. 1, 1956.
11. А П. Соколовский, Научные основы технологии машиностроения, Машгиз, 1955.
12. А. В. Дербишер, Наладка станков на точность с применением взаимозаменяемой оснастки, «Станки и инструмент» № 10, 1953.
13. А. В. Дербишер, Взаимозаменяемая скоростная наладка металлорежущих станков, Сб. «Автоматизация в машиностроении», Машгиз, 1957.
14. А. Я. Малкин, Д. И. Семенченко, Проектирование и эксплуатация инструмента автоматических линий, «Станки и инструмент» № 8, 1959.
15. К. Г. Петров, В. А. Радионов, Бесподналадочный режущий инструмент и державки к многошпиндельным автоматам, ГНТК СССР, АН СССР, ФВИНТИ, Передовой научно-технический и производственный опыт, тема 10, № N-59-48/11, 1959.
16. Г. М. Рывкин, Быстросменные инструментальные наладки, Сб. «Конструкция режущих инструментов и технология их изготовления», НТОМашпром, 1958.
17. А. Н. Альтшуллер, Автоматическое регулирование размеров малыми импульсами при обработке резанием, Сб. «Автоматизация технологических процессов в машиностроении», АН СССр, 1956.
18. С. С. Волосов, Автоматическое обеспечение точности размеров прн шлифозанни, Машгиз, 1958.
19. О. Д. Парфенов, Автоматическая размерная поднастройка металлорежущ,цих станков-автоматов, Сб «Компл.ксная автоматизация и механизация в машиностроении», Машгиз, 1959.
как настроить параметры станка для лазерной резки с волоконным лазером
Здесь мы в основном представляем состояние и решения, встречающиеся при резке нержавеющей и углеродистой стали с помощью станка для лазерной резки металла с волоконным лазером.
Шлак только на режущем углу
Например, нержавеющая сталь со шлаком, резанная волоконным лазером, имеет множество типов. Если шлак только на режущем углу, можно уменьшить упор и усилить давление.
Шлак в целом режущая поверхность из нержавеющей стали
Если вся режущая поверхность из нержавеющей стали имеет шлак, необходимо уменьшить фокусировку, увеличить давление воздуха и увеличить режущий наконечник.Но если фокус слишком низкий или давление воздуха слишком высокое, режущая поверхность может иметь расслоение и шероховатую поверхность. Если имеются гранулированные мягкие остатки, скорость резки или мощность резки можно соответствующим образом увеличить.
Шлак на конце режущей поверхности
При резке нержавеющей стали также может возникнуть ситуация, когда конец режущей поверхности покрыт шлаком. Если да, то вы можете проверить, недостаточно ли подачи газа, и может ли поток газа поспевать за процессом резки.
При резке углеродистой стали резаком для резки металла волоконным лазером обычно возникают такие проблемы, как темная часть тонкой пластины и шероховатая часть толстой пластины.
Как правило, станок для лазерной резки с волоконным лазером мощностью 1000 Вт может резать углеродистую сталь толщиной не более 10 мм с яркой режущей поверхностью; Волоконный лазер мощностью 2000 Вт подходит для резки углеродистой стали толщиной 18 мм, а лазер мощностью 3000 Вт подходит для резки углеродистой стали толщиной 20 мм.
Спрос на углеродистую сталь
Для пользователей, которые хотят разрезать секцию с блестящей режущей поверхностью, во-первых, поверхность листа из углеродистой стали должна быть без ржавчины, без лака и окисления; во-вторых, чистота кислорода выше 99.5%. Обратите внимание, что во время процесса резки следует использовать двухслойное режущее сопло 1,0 или 1,2 мм, скорость резки должна быть более 2 м / мин, а давление резки не должно быть слишком высоким.
Как правильно резать толстый лист
Если вы хотите получить хорошее качество резки толстого листа, вы должны сначала убедиться в качестве листа и чистоте газа. Во-вторых, следует тщательно выбирать режущее сопло. Чем больше апертура, тем лучше качество сечения, но сужение сечения будет больше.Вы найдете оптимальные настройки параметров в результате нескольких испытаний и повседневной практики, лично управляя станком для лазерной резки металлов с волоконным лазером.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, оставьте свое сообщение ниже, чтобы получить быстрые решения.
Если у вас возникнут другие вопросы, дайте нам знать.
Джилл из XT LASER
E: [email protected]
WhatsApp и Wechat & Mobile: +86 130 4603 3839
Skype: lasermachine01
Как отрегулировать фокусное расстояние станка для резки волоконным лазером
Февраль08, 2020
Когда фокус машины для резки волоконным лазером находится в наилучшем положении, наилучшие результаты резки могут быть получены с наименьшей щелью и максимальной эффективностью. Разные положения фокуса лазера соответствуют разной шероховатости поверхности резки. Регулировка положения фокуса станка для резки волоконным лазером для оптимизации качества резки определяется ситуацией, когда фокус резки находится на режущем материале:
1. Отрицательное фокусное расстояние
Отрицательное фокусное расстояние (фокус резки находится на режущем материале) в основном используется при резке толстых металлических листов.Резка толстых листов с отрицательным фокусным расстоянием требует большой ширины реза, недостаточного количества кислорода, поступающего к соплу для снижения температуры резания, а поверхность резания относительно шероховатая, что не подходит для высокоточной резки.
2. Внутреннее отрицательное фокусное расстояние
Внутреннее отрицательное фокусное расстояние (фокус резки находится внутри режущего материала) обычно применяется в станках для резки с волоконным лазером для резки алюминия, алюминиевых сплавов и нержавеющей стали.Поверхность вырезана по принципу фокусировки. Ширина реза больше на поверхности заготовки, чем точка резания. В этом режиме станок для резки с волоконным лазером имеет большой поток воздуха, высокую температуру и длительное время для резки перфорации. Поэтому этот метод резки в основном используется для резки твердых материалов, таких как алюминий или нержавеющая сталь.
3,0 фокусное расстояние
0 фокусное расстояние (фокус резки находится на поверхности режущего материала) обычно является методом позиционирования фокуса, подходящим для резки SS41, SPH, SPC и других материалов.Фокус 0-фокальной резки находится близко к поверхности заготовки. Поскольку гладкость режущей поверхности неодинакова, верхняя поверхность разреза относительно гладкая, а нижняя поверхность относительно шероховатая. Этот метод позиционирования фокуса резания необходимо определять в соответствии с фактическими технологическими требованиями верхней и нижней поверхностей. В соответствии с реальной ситуацией очень важно определить положение фокуса станка для резки волоконным лазером.Разумное положение фокуса может максимально использовать энергию лазера и сделать работу станка для резки волоконным лазером более разумным.
Как отрегулировать фокус станка для лазерной резки? (3 разных способа)
1. Расположение точки NC положения фокусировки лазераИспользуйте плоский гладкий белый кусок картона и выложите его плиткой на верстаке. Головка для лазерной резки будет установлена над ним.
Высота фокусирующей линзы от картона около 10 мм, что меньше фокусного расстояния фокусирующей линзы.
Например, если фокусное расстояние фокусирующей линзы составляет 127 мм, вы должны установить фокусирующую линзу примерно на 117 мм от картона.
Система числового программного управления устанавливает перемещение режущей головки на каждые 10 мм по оси X или Y, а ось Z поднимается на 1 мм во время каждого перемещения, и можно установить расстояние для 20 последовательных перемещений.
Каждый раз, когда он перемещается в положение, 20 отверстий пробиваются 20 раз, а высота по оси Z увеличивается на 20 мм.
Наблюдая за 20 отверстиями, мы можем обнаружить, что диаметр отверстий постепенно изменяется от большого к маленькому, а затем от маленького к большому.
Найдите место, где отверстие наименьшее, и запишите его.
Расстояние от картона до линзы при измерении в этом положении является фактическим положением фокуса лазерного луча.
2. Фаска f ocus c autery m ethodМетод показан ниже.
На верстаке по диагонали кладут прямую деревянную доску с уклоном около 10 градусов.
Установите режущую головку в точку A.
Высота точки A от фокусирующей линзы на 20 мм меньше фокусного расстояния фокусирующей линзы.
Система числового программного управления позволяет режущей головке непрерывно перемещаться по оси X или Y горизонтально на 230 мм.
Лазер выдает непрерывный лазер мощностью 200 Вт, когда начинается движение.
Когда режущая головка останавливается, лазер также останавливается.
В это время вы можете видеть горящий след лазерного луча, который меняется от широкого к узкому, затем от узкого к широкому.
Возьмите самую узкую точку следа в качестве положения фокуса и запишите ее.
В этом положении расстояние от деревянной доски до линзы является фактическим положением фокуса лазерного луча.
3. Лазерная резка, метод прямого прижиганияУдерживать прямую деревянную доску под углом 85 градусов на столе для резки и поднять режущую головку в положение, при котором фокусирующая линза находится примерно в 1,5 раза в фокусе от поверхности стола.
Затем откройте лазерный затвор и непрерывно выводите лазерный луч мощностью 200 Вт.
Переместите деревянную доску горизонтально под фокусирующую линзу.
Вы можете видеть, что на поверхности деревянной доски будет гореть след, меняющийся от широкого к узкому и от узкого к широкому до и после фокусировки лазерного луча.
И этот след очень близок к изменению процесса фокусировки лазерного луча.
Возьмите самую узкую точку следа в качестве положения фокуса и запишите ее.
В этом положении расстояние от деревянной доски до линзы является фактическим положением фокусировки лазерного луча.
Поскольку этот метод требует ручного управления, необходимо уделять особое внимание безопасности, чтобы избежать травм.
Установкадля неметаллических и просечно-вытяжных материалов
Как настроить координаты высоты резака на станке для лазерной резки при резке неметаллических и просечно-вытяжных материалов
, автор – Джо Фиорито, инженер по приложениям Mazak Optonics Corp.
При лазерной резке в некоторых случаях нельзя полагаться на датчик высоты для контроля положения резака над материалом. Один из наиболее распространенных примеров – просечно-вытяжной металл. Однако те же методы, которые используются для резки металлического листа, можно также использовать для резки неметаллических материалов, таких как некоторые пластмассы, каучуки или органические материалы.
Первым шагом в использовании этого приложения для лазерной резки будет получение специализированных технических столов у команды разработчиков.С ними можно связаться, позвонив в отдел приложений Mazak по телефону 1- (888) -MAZAK-US или по электронной почте по адресу [email protected]. Как только технические таблицы загружены в систему управления, станок можно настроить на резку материала.
Эти технические таблицы работают так же, как и любые другие стандартные технические таблицы, но требуют дополнительной настройки для эффективной работы. Поскольку мы не будем использовать датчик высоты для управления осью Z, мы зададим координаты Z станка в технической таблице для различных функций станка, которые мы будем использовать.
Во-первых, мы можем настроить высоту стрижки. Для этого вручную поверните резак вниз, пока он не коснется верхней части материала. На этом этапе вы можете использовать функцию ORIGIN , чтобы точно контролировать, насколько высоко над материалом резак будет резать. Нажмите кнопку ORIGIN на экране COMMAND и затем установите относительное измерение оси Z на 0. Для этого введите « 0,0 » в столбце SET , а затем нажмите SET внизу всплывающего окна.Отсюда вы можете вручную поднять резак точно на 0,040 дюйма, наблюдая за столбцом RELATIVE . Это наша нормальная высота стрижки (0,040 дюйма ≅ 1 мм).
Теперь мы можем ввести координату Z станка в нашу техническую таблицу. Координата Z станка находится в верхнем левом квадранте экрана COMMAND . Теперь эту координату можно поместить в ваши условия резания. Поле, предназначенное для этого параметра, обозначается: Z HEIGHT или INIT Z RAISE .Имейте в виду, что это будет отрицательное число, так как оно находится в абсолютных координатах машины.
Кроме того, если для вашего приложения требуется условие Lead-In, вам также необходимо будет ввести данные на вкладке LEAD-IN . Следующей вкладкой, которую нам нужно будет настроить, будет вкладка PIERCING . В зависимости от вашего станка и типа прожига это будет либо на вторичной вкладке QUICK , либо на STEP . Для этого поля мы не будем вводить то же значение, что и на других страницах.Обычно мы протыкаем где-нибудь от 3 до 6 мм над поверхностью материала в зависимости от конкретного материала. Установите Z HEIGHT на этой вкладке минимум на 3 мм (≅0,120 дюйма) выше, чем то, что вы ввели для условий резания.
Теперь, когда позиции настроены, вы можете заполнить остальную часть технической таблицы оставшимися условиями резания. Если вы режете просечно-вытяжной металл, вы можете скопировать настройки из технической таблицы для этого типа и толщины материала.Если вы режете нестандартные материалы, вы можете обратиться в отдел приложений за помощью в разработке технологии резки. В таких случаях обращайтесь в отдел приложений, чтобы убедиться, что материал безопасен для обработки на лазере.
Поскольку мы не используем датчик высоты для отслеживания материала, мы должны внимательно следить за машиной во время ее работы. Если материал не лежит на станине, вы можете столкнуться с риском удара горелки о материал.Если материал изогнут, планки стола изношены или материал деформируется из-за тепла, резак потенциально может столкнуться с помехами.
Для получения дополнительной помощи обращайтесь в отдел приложений Mazak по телефону 1-888-MAZAK-US.
Откройте для себя больше советов
О Mazak Optonics Corporation
Mazak Optonics Corporation – крупный поставщик систем лазерной резки, предлагающий 50 моделей лазеров и ведущий в отрасли во внедрении новейших лазерных технологий.Штаб-квартира компании в Северной Америке площадью 50 000 кв. Футов расположена в Элгине, штат Иллинойс, и включает центр лазерных технологий площадью 30 000 кв. Футов, в котором размещается до 18 машин для демонстраций и обучения. Mazak Optonics является частью Yamazaki Mazak Corporation (Огучи, Япония), мирового лидера в производстве станков и систем для прецизионной обработки металлических деталей, включая токарные центры с ЧПУ, горизонтальные и вертикальные обрабатывающие центры, многоцелевые обрабатывающие центры, ячейки и программные решения под ключ.Штаб-квартира Yamazaki Mazak в Северной Америке находится во Флоренции, Кентукки. Для получения дополнительной информации о продуктах и решениях Mazak Optonics посетите сайт www.mazakoptonics.com, напишите по адресу [email protected] или позвоните по телефону 847.252.4500.
Как отрегулировать параметры зазора лезвия и заднего упора станка для резки листового металла с ЧПУ
После покупки станка для резки листового металла с ЧПУ в течение длительного времени вам необходимо отрегулировать зазор между лезвиями станка для резки листового металла. Если вы не знаете, вы можете настроить его в соответствии с введением редактора.Давайте взглянем.
- Снимите лезвие и очистите его по частям.
- Лезвие можно использовать со всех четырех сторон, а тот, который был выбран, можно установить плотно. И проверьте прямолинейность лезвия в горизонтальном и вертикальном направлениях.
- Снимите верхнее лезвие и очистите его по частям. Таким же образом полотно можно использовать со всех сторон, а выбранная одна сторона плотно устанавливается. И проверьте прямолинейность лезвия в горизонтальном и вертикальном направлениях.
- Верхний нож зафиксирован и не регулируется. Регулируем зазор между ножами ножниц, регулируя нижний нож.
- Найдите левый и правый винты нижнего лезвия, чтобы увеличить зазор, обычно на самой внешней стороне.
- Найдите два установочных винта слева и справа от нижнего лезвия, чтобы надавить на нижнее лезвие, чтобы уменьшить зазор. На нем есть стопорная подпорная гайка. В основном внутри.
- Ослабьте четыре левых и правых болта на нижнем столе для ножей.
- Верхний нож будет опущен в нужное положение ручным поворотом, и оператор начнет регулировку в зоне вырубки ножниц.
- Используйте щуп для грубой регулировки на 0,5 мм от незанятой части левого и верхнего лезвия.
- Вручную поверните лезвие в среднее положение и отрегулируйте его на 0,5 мм.
- Вручную поверните лезвие вверх, чтобы переместить лезвие в правильное положение, где верхнее и нижнее лезвия не расцеплены.Среднее положение примерно 0,5 мм.
- Вручную поверните верхний нож в правильное положение и начните точную регулировку.
- Используйте щуп для точной настройки от той части, где лезвия левой руки, а также верхние и нижние лезвия не закрываются, пока щуп не войдет в три проволоки, а пять проволок не войдут.
- Вручную поверните диск в среднее положение и начните точную настройку до тех пор, пока щуп не войдет в три провода, а пять – не войдут.
- Вручную поверните нож до положения, при котором верхний и нижний ножи не разъединяются с правой стороны, и начинайте точную настройку до тех пор, пока щуп не войдет в три провода, а пять – не войдут.
- Вышеупомянутое приспособлено для новой машины до такой степени, что щуп может входить в три провода, а пять проводов не могут входить.
Метод регулировки параметров листового металла на станках с ЧПУ для резки листового металла:
Металлорежущие станки с ЧПУ для резки листового металла в основном используются для резки стальных листов по толщине.Обычно используемые ножницы делятся на три типа: плоские ножницы, прокатные ножницы и вибрационные ножницы. Ножницы с толщиной реза менее 10 мм в основном имеют механический привод, а ножницы толщиной более 10 мм – гидравлический. Ниже приводится конкретный метод настройки параметров.
1. Размер станка с ЧПУ для резки металлических пластин в основном связан с задним упором. Если вы хотите получить точный размер, вам следует отрегулировать задний упор стригального станка, чтобы избежать проблем и защитить оборудование.Нормальная работа и использование, чтобы иметь хороший эффект использования.
2. Регулировка перегородки станка с ЧПУ для резки металлических листов осуществляется через панель ЧПУ. Следовательно, его автоматическая настройка в основном зависит от того, правильно ли настроена панель ЧПУ и выполняется ли операция. Общая операция состоит в том, чтобы щелкнуть по вводу данных, ввести данные заднего упора, а затем нажать кнопку автоматического управления, а затем нажать кнопку запуска, чтобы задний упор мог автоматически встать на место.
3. Если стальной лист разрезается на станке с ЧПУ для резки листового металла, толщина резки зависит от зазора между стальным листом. Если зазор между стальной пластиной составляет от 1 до 3 мм, величина регулировки составляет от 1 до 2 мм, а если она составляет от 4 до 10 мм, величина регулировки составляет от 3 до 5 мм. В соответствии с указанной толщиной среза отрегулируйте срезной зазор стригального станка. Не допускается одновременная резка двух разных спецификаций и разных материалов. Отрезной лист требует ровной поверхности, и нельзя резать узкие листы, которые нельзя уплотнять.Требуется правильная настройка и использование оборудования.
Измерение опорных планок станков для лазерной резки с использованием лазерной триангуляции
Установка системы лазерной триангуляции
Существует ряд различных возможных настроек для реализации LTS для измерения планок. Например, можно взять небольшую секцию реек, построить небольшой поддон на лабораторном столе и установить вокруг него LTS. Преимущество этого заключается в том, что можно полностью контролировать геометрию установки, такую как расстояние между камерой и лазером и соответствующие углы, и легко выполнять многие измерения.Рабочее расстояние и поле зрения ограничены. Такая установка использовалась, например, в [6] или [19], хотя объект был намного меньше. Другой подход – установить систему в реальном LFM. Это означало бы меньший контроль над точной геометрией установки, так как рабочее расстояние и поле зрения значительно больше. Однако эта установка раскрывает все проблемы, которые могут возникнуть из-за обстоятельств, присутствующих только в LFM, включая, помимо прочего, отражения, вибрацию или ограниченное пространство.
В обычном методе лазерной триангуляции, представленном в предыдущем разделе, лазер находится в плоскости y – z над объектом, а камера наклонена (см. Рис. 2a). Эта установка не могла быть реализована по двум причинам. Во-первых, если бы использовался только один лазер, то, очевидно, произошло бы перекрытие некоторой части треугольного контура планки, поскольку внутренние опорные точки непосредственно под проектором лазерных лучей затеняли бы внешние опорные точки. Точно так же точка опоры, не находящаяся непосредственно под лазером, затеняет его собственный внешний край.Кроме того, под крышей станка нет места, где нужно было бы разместить лазер, так как это пространство занимают кабели, прикрепленные к режущей головке. Размещение фурнитуры сверху машины не вариант, так как потолок подвижный. По той же причине установка, найденная в [6], где положение камеры и лазера поменялось местами, также не могла быть реализована.
Альтернативный подход – перевернуть всю установку вверх дном и попытаться измерить планки снизу – также невозможен, так как в процессе резки из разреза разбрызгивается много искр и капель расплавленного материала.Это может повредить камеру или лазерный проектор.
Установка, которая позволяет обойти упомянутые ранее недостатки, заключается в том, чтобы прикрепить камеру и лазер к верхней боковой панели машины под углом к поддону и направлению его движения (см. Рис. 2c). Эта установка также имеет преимущество просмотра планки сбоку, что означает, что больше кадров камеры содержат полезную информацию. Либо измерение вернет больше точек измерения, либо количество кадров в секунду может быть уменьшено по сравнению с настройкой, в которой либо камера, либо лазер находятся прямо над планкой.Однако наклонные плоскости лазера и камеры нуждаются в большем количестве преобразований координат, чтобы получить точки измерения в системе координат станка. Это будет обсуждаться в Разделе 4.3.
Использовалась камера FLIR Blackfly S с монохромным CMOS-сенсором Sony IMX264 и глобальным затвором. Размер изображения был уменьшен до 90 строк чипа, чтобы увеличить частоту кадров до 150 кадров в секунду. Таким образом, изображения имели размер 90 × 2448 пикселей. Камера совмещена с компьютерным объективом M0824-MPW2 с фокусным расстоянием 8 мм.Лист света проецировался Z-лазером ZM18-RF686 с длиной волны 640 нм. Установка имела рабочее расстояние примерно 880 мм и поле зрения 755 мм, что составляет примерно половину ширины всего поддона. Для сканирования всего поддона потребуются две камеры или камера со сверхширокоугольным объективом. В качестве LFM использовался TRUMPF TruLaser 5030 с выключенным внутренним освещением. Скорость устройства смены поддонов составляла около 70 мм / с.
Метод калибровки
Для этой работы камера сначала была откалибрована внутренним способом с использованием широко распространенного метода изображений шахматной доски, в данном случае сетки 14 × 14, снятых с 23 различных точек зрения [2, 37].Углы квадратов обнаруживаются на изображениях и используются в качестве точек для калибровки с использованием соответствующих функций библиотеки программного обеспечения OpenCV [5], которая предполагает модель камеры-обскуры. Результирующая матрица камеры M и параметры искажения k 1,2,3 и p 1,2 следующие:
$$ \ textbf {M} = \ begin {bmatrix} 2334.7 & 0 & 1276.3 \\ 0 & 2334.8 & 1063.4 \\ 0 & 0 & 1 \ end {bmatrix}, \\ \ begin {bmatrix} k_ {1 } \\ k_ {2} \\ k_ {3} \\ p_ {1} \\ p_ {2} \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} -0.0757 \ 0,0949 \ 0,0009 \ 0,0008 \ 0,0206 \ end {bmatrix} $$
Поскольку ламели нарезаются на самом станке, а допуск формы станка находится в пределах ± 0,05 мм, можно использовать сами ламели. в качестве калибровочных объектов для внешней калибровки, если они новые и не имеют следов износа. Таким образом, никаких дополнительных калибровочных объектов не требуется. Этот новый метод калибровки имеет два основных преимущества. Во-первых, каждый раз, когда планки новые, можно рассчитать новую внешнюю калибровку.Это может быть необходимо, если корпус машины со временем немного деформируется, что может произойти, когда фундамент недостаточно прочен или что-то сталкивается с машиной. Во-вторых, внешняя калибровка выполняется на реальном объекте измерения, тем самым уменьшая потенциальные неопределенности измерения, возникающие из-за различных свойств поверхности объекта калибровки и объекта измерения.
Чтобы определить положение наконечников и раковин, которые будут использоваться в качестве точек калибровки, необходимо выполнить несколько шагов.Полученные необработанные изображения показывают лазерную линию или части лазерной линии, если они проецируются на наконечники (см. Рис. 4). Поскольку под планками больше нет материала, остальная часть линии не попадает в поле зрения камеры. Поскольку поддон перемещается в машину (сверху вниз на рис. 3), нижняя часть планки видна первой в верхней части изображения, а кончик планки виден в последнюю очередь рядом с нижней частью изображения.
Рис. 3Установка лазерной триангуляции внутри корпуса планшетного станка для лазерной резки TRUMPF с включенным светом.Обратите внимание, что во время измерений свет не горит.
Рис. 4Сегмент из трех необработанных изображений одной и той же планки: a под кончиками, где планка сплошная; b в середине наконечников; c около наконечника
Наконечники и углубления планок извлекаются с помощью следующей процедуры. Во-первых, изображения имеют довольно низкое значение порога, чтобы устранить любой шум и преобразовать изображение в двоичную форму, в результате чего все пиксели, кроме тех, которые принадлежат лазерной линии, становятся черными.Затем, начиная с первого изображения, проверяется, превышает ли количество белых пикселей в изображении определенный порог. Это указывает на основание новой планки, так как изображение сначала показывает всю лазерную линию внизу планки (см. Рис. 4a). Следующие изображения затем добавляются к первому изображению. Когда сканирование приближается к кончикам, на изображении можно увидеть намного меньше проецируемой линии, что приводит к меньшему количеству белых пикселей (см. Рис. 4b и c). Последнее изображение в последовательности, показывающее одну планку, обнаруживается, когда количество белых пикселей падает ниже порогового значения.Ищется начало следующей планки, как указано выше. Эта процедура выполняется многократно, пока не будут обработаны все изображения. В результате получаются изображения, показывающие каждую планку полностью (см. Рис. 5а).
Рис. 5Обработка изображений во время процедуры калибровки: a необработанных изображений с пороговым значением и добавлением для одной планки; b Ломаная линия контура и обнаруженные вершины (красный) и впадины (фиолетовый)
Затем контур каждой ламели рассчитывается по границе, как показано в [34].Из этой информации сложно извлечь наконечники и раковины, так как контур слишком шумный. Для решения этой проблемы проводится аппроксимация ломаной линией с использованием алгоритма Рамера-Дугласа-Пекера [9, 28]. Этот алгоритм сначала вычисляет линию между первой и последней точками заданного контура. Затем он проверяет, превышает ли наибольшее расстояние указанной линии до любой точки контура заданный порог. В этом случае контур разделяется на две части в этой точке, и алгоритм вызывается рекурсивно для каждого из двух контуров.Если заданный порог больше, точка просто игнорируется. Таким образом, эффективно снижается шум, вызывающий небольшие колебания прямых краев каждого поддерживающего наконечника. На основе этих выпрямленных линий углы обнаруживаются с помощью алгоритма Ши-Томази [31].
Результаты проверяются на достоверность и игнорируются, если они находятся на неправильном расстоянии от соседнего наконечника или на другом уровне высоты. Окончательный результат можно увидеть на рис. 5б. Учтите, что рейки перевернуты; поэтому кончики находятся внизу, а опускаются вверху изображения.Хотя эта процедура хорошо работает для большинства наконечников, некоторые ручные исправления были внесены в расположение точек, чтобы получить еще лучшую калибровку.
Определив наконечники и впадины и, следовательно, их соответствующие координаты изображения ( u , v ), калибровку можно аппроксимировать с помощью системы уравнений, которая предполагает модель камеры-обскуры, упомянутую в разделе 4.2, и наземные точки истинности. Во-первых, необходимо преобразование перспективы, поскольку кончики слева или справа от центра камеры не видны непосредственно спереди.Точка изображения ( u , v ) отображается на преобразованную точку ( u p t , v p t ) матрицей A (см. Уравнение 1). Остаток t является коэффициентом масштабирования.
$$ \ begin {bmatrix} t * u_ {pt} \\ t * v_ {pt} \\ t \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} a_ {11} & a_ {12} & a_ {13 } \\ a_ {21} & a_ {22} & a_ {23} \\ a_ {31} & a_ {32} & a_ {33} \ end {bmatrix} \ times \ begin {bmatrix} u \\ v \ \ 1 \ end {bmatrix} $$
(1)
Эти точки затем используются в преобразовании координат изображения в координаты станка с помощью матрицы B , которая отображает каждую точку ( u p t , v p t , w ) на точку p a c t в координатах станка. w обозначает номер изображения в последовательности.
$$ p_ {act} = \ begin {bmatrix} x_ {act} \\ y_ {act} \\ z_ {act} \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} b_ {11} & b_ {12} & b_ {13} & b_ {14} \\ b_ {21} & b_ {22} & b_ {23} & b_ {24} \\ b_ {31} & b_ {32} & b_ {33} & b_ { 34} \ end {bmatrix} \ times \ begin {bmatrix} u_ {pt} \\ v_ {pt} \\ w \\ 1 \ end {bmatrix} $$
(2)
Точка заземления p g t известна приблизительно, поскольку дан контур предкрылка.Однако поддон имеет большие производственные допуски, чем планка, что приводит к незначительной деформации планок или неправильному расстоянию между ними. Вызываемые отклонения находятся в пределах малого миллиметра.
Элементы матриц A и B аппроксимируются путем минимизации ε , суммы всех евклидовых расстояний точек p g t и p a c t , как показано в уравнении.3, где для этой части калибровки использовался 51 пик и сток из 10 планок, что в общей сложности составляет 510 точек калибровки. Задача минимизации была решена с помощью комбинированного алгоритма, который использует перескок по бассейну для глобальной оптимизации [36] и последовательное программирование методом наименьших квадратов для локальной оптимизации [20], реализованный в программном пакете SciPy [18].
$$ \ varepsilon = \ sum \ limits_ {p_ {act}} \ parallel p_ {gt} – p_ {act} \ parallel $$
(3)
Алгоритм перескока по бассейну применялся для 15 итераций, в то время как локальная оптимизация прекращалась, если улучшение ε упало ниже 10 – 6 .Остаток без ручной коррекции наконечников и раковин составил 649,27, что привело к средней ошибке перепроецирования 0,712 мм в евклидовом расстоянии на точку. При частичной ручной корректировке наконечников и раковин остаточная величина могла быть уменьшена до 577,87, что привело к средней ошибке перепроецирования 0,541 мм.
Калибровка состоит из матриц M , A и B и параметров искажения k 1,2,3 и p 1,2 , которые будут применяться к измерению указывает в следующем разделе.
Методы обработки изображений
После проведения калибровки можно измерить форму планок. Чтобы перейти от необработанных изображений к фактическим измерениям, необходимо выполнить некоторые функции обработки изображений.
Сначала изображения обрезаются, так что фактически обрабатывается только интересующая область. В этом примере изображения были обрезаны с 90 × 2440 пикселей до 45 × 1660 пикселей, что дает поле зрения около 755 мм.
Возможность локализации лазерной линии на изображениях важна для точности измерительной системы, так как линия может быть выделена с точностью до субпикселя [27].Поскольку существует много изображений вспомогательных наконечников, на которых видна только прерывистая лазерная линия (см. Рис. 4), необходимо установить порог, чтобы в алгоритмах обнаружения пиков обрабатывались только те столбцы изображения, которые фактически показывают часть изображения. лазерной линии.
Чтобы определить местонахождение лазерной линии на изображениях, были протестированы три подхода, а именно две версии метода CoMP и GaussP, представленные в разделе 3. Все три метода показали хорошие характеристики в предыдущем исследовании, касающемся металлических поверхностей. и отражение [19].Одна версия CoMP, которую мы будем называть CoMP11, симметрична относительно абсолютного пика v и l – k = 10, что означает, что всего учитывается 11 пикселей. Вторая версия – CoMP45, в которой для расчета учитываются все 45 строк обрезанного изображения.
В результате алгоритмов выделения линий создается список точек p = [ x , y , z ]. Координата x определяется номером изображения, обрабатываемого в данный момент, что возможно, поскольку изображения обрабатываются в упорядоченной последовательности.Координата y – это номер столбца изображения, а координата z – результат алгоритма выделения линии. Обратите внимание, что x и y являются целыми числами, тогда как z – числом с плавающей запятой, чтобы представить его точность субпикселя.
Затем используются матрицы искажений из калибровки для учета различных видов искажений. Поскольку время получения изображения не учитывается в процедуре калибровки, а плоскость лазера и камера не находятся под прямым углом к измеряемой поверхности, планки не вертикальны, а наклонены назад в этом калиброванном облаке точек.При обычной настройке LTS этого не произойдет, но, поскольку требуется новая настройка, необходимо выполнить следующие преобразования. Поскольку скорость устройства смены поддонов, частота кадров и высота опорных концов h известны, угол поворота γ , необходимый для компенсации этого эффекта, может быть легко вычислен. Горизонтальное расстояние между наконечником и раковиной d в числах изображений и можно подсчитать и преобразовать в миллиметры с частотой кадров f и скоростью устройства смены поддонов v .Вместе это дает:
$$ \ gamma = \ arctan \ left (\ frac {h} {d} \ right), \ text {with} \ d = \ frac {v} {f} * i. $$
(4)
Вращение с использованием γ может быть записано как:
$$ \ begin {bmatrix} x_ {rot} \\ y_ {rot} \\ z_ {rot} \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & \ cos \ gamma & – \ sin \ gamma \\ 0 & \ sin \ gamma & \ cos \ gamma \ end {bmatrix} \ times \ begin {bmatrix} x_ {c} \\ y_ {c} \\ z_ {c} \ end {bmatrix } $$
(5)
Это приводит к трем проблемам.Во-первых, все планки не имеют правильного расстояния друг от друга по оси x . Во-вторых, все планки сжимаются по оси z , и, наконец, планки, которые видны на изображениях, снятых позже других, имеют более высокое значение z . Окончательное преобразование устраняет упомянутые проблемы и дает фактическую точку измерения p m :
$$ p_ {m} = \ begin {bmatrix} x_ {m} \\ y_ {m} \\ z_ {m} \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} – x_ {rot} \\ y_ { rot} + \ frac {\ sin \ gamma} {\ cos \ gamma} \ times z_ {rot} \\ \ frac {z_ {rot}} {\ cos \ gamma} \ end {bmatrix} $$
(6)
Применение этого преобразования приводит к окончательному облаку точек.Пример с примерно тремя миллионами точек можно увидеть на рис. 6. В зависимости от того, какие характеристики планок важны для некоторых приложений, различные характеристики планок могут быть рассчитаны из облака точек, например, матрица опорных наконечников и их расположение, расположение изогнутых опорных концов или участков планки с сильным зашлаковыванием.
Рис. 6Облако точек левой половины поддона с примерно тремя миллионами точек
Эффекты множественного отражения
Как правило, на изображениях почти не видно света, кроме лазерной линии, как показано на рис. .4. Однако в трехмерном облаке точек в определенном положении планки видны некоторые артефакты. Эти артефакты появляются там, где поддон имеет продольную медную балку для стабилизации планок по ширине поддона. Часть света отражается от этого медного луча и обнаруживается камерой. Обработка изображения интерпретирует каждую обнаруженную точку как на листе лазерного света, а медный луч не находится в этот момент времени. Это приводит к появлению артефактов цилиндрической формы, находящихся под углом за планкой.Характерный пример такого артефакта можно увидеть на рис. 7. Около 75% планок, просканированных во время прогона, демонстрируют эти артефакты. Продольный медный луч не появляется ни на каких других изображениях последовательности, так как он слишком низкий и частично перекрывается планками.
Рис. 7Пример артефактов из-за множественных отражений
Одним из простых способов решения этой проблемы является увеличение порога, используемого для принятия решения о том, следует ли игнорировать столбец во время алгоритмов выделения линий, поскольку отражение приводит к Артефакты имеют довольно низкую интенсивность.Однако это будет происходить за счет обработки меньшего количества столбцов на левом и правом концах проекции прерывистой лазерной линии на верхние части наконечника.
Был рассмотрен другой подход, заключающийся в использовании узких полосовых фильтров для длины волны лазера, что решило бы проблему, если бы свет, вызывающий артефакты, был окружающим светом, не исходящим от лазера. Поскольку на других изображениях последовательности нет никаких признаков окружающего света в этом месте, почти наверняка этот свет исходит от лазера и ранее многократно отражался.Следовательно, коррекция этого эффекта должна осуществляться методами обработки изображений.
Эффективным фильтром, который несложно реализовать, является фильтр сопоставления с шаблоном. Поскольку артефакты появляются позади планки, а не проходят через нее и не превышают ее, фильтрацию можно выполнить с помощью простого кубоида, который тянется по всей оси z , на 30 единиц по оси y в том месте, где артефакты возникают и имеют ширину 5 единиц по оси x . Размер шага был установлен на 1.5 единиц по оси x . Отклик фильтра – это количество точек измерения внутри шаблона фильтра. Если это значение ниже порогового значения, в данном случае 50 точек, все точки внутри фильтра удаляются из облака точек.
Хотя одиночный изогнутый наконечник или заготовка, приваренная к наконечнику ламели, могут иметь схожие характеристики, они все же имеют гораздо больше точек измерения, чем не более 80 точек артефактов, подлежащих фильтрации. Следовательно, все точки, удаленные фильтром, относятся к артефактам.Не удаляя никаких правильных точек измерения, фильтр соответствия шаблону удалил 99% всех точек артефактов. Результирующее уменьшение артефактов ясно видно на различиях между рис. 8a и b.
Рис. 8Часть сканируемой области: a до фильтрации с четко видимыми артефактами; b та же площадь после фильтрации
Точная лазерная резка | Jenoptik USA
Система бесконтактной лазерной резки от Jenoptik обеспечивает быстрый способ обработки металлов и пластмасс.Неизнашиваемый процесс от Jenoptik гарантирует низкие затраты на техническое обслуживание.
Jenoptik – один из ведущих мировых производителей лазерных станков и лазерных систем для обработки материалов. Мы разрабатываем и производим эффективных лазерных станков для ваших конкретных производственных требований , помогая вам реализовать новые производственные возможности. Наши требования к процессу, производственная среда и конкретные цели – это наш ориентир.Мы конфигурируем и оптимизируем наши модульные стандартные платформы в тесном сотрудничестве с вами, чтобы предоставить индивидуальное решение, потому что для прогресса нужна основа передового опыта.
Эксперты Jenoptik помогут вам найти лучшие процессы для вашего лазерного применения в производстве , что позволит вам эффективно обрабатывать различные материалы, такие как металлы, пластмассы, полупроводники, текстиль и кожу и экономично . Мы предлагаем высокоразвитые источники лазерного луча, такие как диодные, твердотельные и волоконные лазеры, а также лазерные машины, адаптированные к соответствующему процессу.Они идеально подходят для самых разных отраслей – от автомобильной промышленности до науки.
Наш центр обслуживания клиентов также дает вам возможность целенаправленно использовать все наши производственные системы серии – протестированные на ваших собственных продуктах в реальных условиях. Вы можете выбрать одну из 15 различных лазерных систем и машин, а наши высококвалифицированные инженеры помогут и проконсультируют вас. Прикладные центры дают вам возможность рационально развивать производственные процессы.Ваш отзыв также поможет нам постоянно улучшать наши собственные продукты.
Благодаря лазерной технологии от Jenoptik вы можете эффективно и гибко резать металлы и пластмассы, бережно относясь к материалу, обеспечивая наилучшие результаты лазерной резки. Вы можете адаптировать энергию, применяемую к рассматриваемому процессу обработки, предотвращая деформацию или перегрев материала, а также экономя ваше время и деньги.
Станок для лазерной резки JENOPTIK-VOTAN® BIM: высокоточная 3D-резка металлических и пластиковых деталей
С помощью станка для лазерной резки от Jenoptik вы можете обрабатывать 3D-компоненты на высоких скоростях в соответствии с вашими точными спецификациями.Станок для лазерной резки BIM JENOPTIK-VOTAN ® идеально подходит для лазерной резки 3D металлов и пластмасс . Инновационная робототехника обрабатывает сложные компоненты – быстро, эффективно и точно . Он устанавливает новые стандарты, особенно в металлургической промышленности.
Наша зеркальная система внутри легкого робота направляет свет на режущую головку. Отдельные зеркала активно охлаждаются и точно направляют луч по всем осям.Нет необходимости в движущемся световодном кабеле, что делает станок для лазерной резки очень простым и легким . Режущая головка имеет много места и поэтому очень мобильна, обеспечивая доступ даже в труднодоступные места.
Станок для лазерной резки – идеальный инструмент для обработки трехмерных деталей. Даже при очень коротком времени цикла вырезаются невероятно точно контуры . Высокая скорость резки и регулировки значительно ускоряет процесс .Это система , динамическая, , и ее можно идеально адаптировать к компоненту.
Благодаря модульной структуре основных компонентов станок для лазерной резки может быть легко интегрирован в вашу систему. Компактная конструкция системы гарантирует минимальные затраты на ввод в эксплуатацию и обслуживание. Вы получите надежную лазерную систему, которую уже успешно используют более 200 компаний автомобильной промышленности. Мы будем рады разработать станок для лазерной резки, специально адаптированный к вашим потребностям, проверенный в нашем передовом центре приложений .
Интервью на сайте engineering.com от 11 декабря 2017 на тему: «Робот для лазерной резки передает луч через полый внутренний путь».
.