Renishaw – это международная технологическая компания, которая специализируется на разработке и производстве инновационных измерительных и метрологических систем. Компания была основана в 1973 году в Великобритании и за время существования проявила себя как признанный лидер в области метрологии и аддитивного производства.
Renishaw предлагал широкий спектр продуктов и решений для автоматизированного контроля размеров, процессов измерений, инспекции и обратной связи для различных промышленных отраслей, включая авиацию, автомобилестроение, медицину, электронику и многое другое. Компания разрабатывает и производит такие продукты, как координатно-измерительные машины (КИМ), лазерные интерферометры, системы контроля качества, инструменты для производства и программное обеспечение для обработки данных. Недавно Renishaw покинул рынок, в связи с чем приобрести продукцию стало сложнее. Перед потребителями встал вопрос: какую систему выбрать в качестве аналога?
Одним из решений является продукция компании Hexagon Metrology (Hexagon). Она специализируется на производстве широкого спектра продуктов, а также предоставляет услуги для точного и надежного измерения геометрических характеристик объектов и контроля качества производства.
Прежде чем стать мировым лидером в области цифровой реальности и автономных решений, компания Hexagon прошла 25-летний путь развития. Ее решения сегодня объединяют физический и цифровой мир с решениями на основе данных, которые расширяют возможности бизнеса на основе инновационных решений.
Как и любую немецкую компанию, Hexagon отличают качество, точность, рациональность, пунктуальность, четкость, продуманность во всем. Об успехе компании ярко говорят цифры:
Hexagon активно инвестирует в исследования и разработки, чтобы сохранить лидерство в инновациях и стимулировать органический рост, использует стратегические, новаторские технологии для ускорения прогресса.
Продуктами компании являются:
Системы измерения инструмента и детали часто входят в число расширений или дополнительных опций при покупке и выборе станков с ЧПУ и являются крайне рекомендуемыми к приобретению за счет широких возможностей использования. Рассмотрим подробнее, что они представляют из себя, в каких случаях используются, а когда можно и вовсе обойтись без них. О том, как принципиально устроены системы измерения для фрезерного станка разбирали в этой статье.
Современные системы контроля и измерения подразделяют на 2 вида:
Говорить о системе возможно потому, что традиционно поставляется не только само оборудование, но и программное обеспечение, необходимое для эффективной настройки и работы, а конкретный состав варьируется исходя из производителя и специфики самого оборудования.
Ключевая задача, которую решает данное оборудование в обоих случаях, – исключение ошибок при выполнении работ на фрезерном станке в ходе ручной работы и сокращении временных издержек. Для этого используют набор, состоящий из аппаратного и программного обеспечения, в которые входят:
Датчик TS35.30 измеряет инструмент на производстве
Вне зависимости от разновидности датчика, он располагается непосредственно на кожухе или рабочем столе станка. При вызове инструмента активируется цикл привязки, то есть макрос. Его выполнение подразумевает подвод рабочего инструмента к используемому на станке устройству для отслеживания до момента непосредственного касания в авторежиме. Для синхронизации по оси эту операцию можно выполнять несколько раз, после чего сигнал срабатывания передается на ЧПУ (оптической системой, по кабелю или с помощью радиочастотной системы). Любые касания инструмента передаются на интерфейс системы ЧПУ, что фиксирует фактические машинные координаты инструментального суппорта.
Непосредственно способы обработки координат прописывают в макросе – важно отслеживать, чтобы алгоритм манипуляций в ходе работы станка и все проведенные расчеты были корректны (также допускается использование макросов, демонстрирующих показатель износа инструмента и обнаружения возможных неисправностей).
Оборудование выбирают исходя из следующих критериев:
Подытоживая отметим: СКИ требуются для сокращения влияния человеческого фактора и количества затрачиваемого времени на настройку каждой позиции. Особенно это важно при работе на фрезерных станках с большим количеством позиций.
В такой разновидности устройств применяют интегрированное решение, состоящее из аппаратного и программного обеспечения. С аппаратной стороны рассматривается тот же датчик с приемником для обработки сигналов и электронный блок, который легко интегрируется в электрошкафу станка. Заметим, что этот же блок является взаимозаменяемым и использован для вышеописанной системы.
Программное обеспечение, в свою очередь, представлено комплектацией, включающей набор ключевых команд для эффективного взаимодействия.
Для осуществления измерения, отслеживания расположения заготовки используют датчики касания, которые устанавливают в шпиндель ОЦ или фрезерного станка. Стандартная конструкция подразумевает наличие измерительного щупа, закрепленного в корпусе датчика, и приемник для обработки сигналов. Дополнительные элементы включают:
Особенностью подобных датчиков является то, что они включают специальную ломкую вставку. Измерительный щуп устанавливают относительно корпуса таким образом, что при увеличении показателя нагрузки стержень ломается, предохраняя корпус от повреждений.
Наконечники для датчиков покупают отдельно от других изделий, подобно режущему инструменту. Важно выбирать щупы, соответствующие поставленным задачам, при этом учитывают их тип (современный рынок предлагает прямые, звездообразные разновидности, коленчатые), размер и материал контактного наконечника, вид его установки относительно корпуса, характеристики стержня, другие параметры. В отличие от предыдущих датчиков, кабельное подключение не применяют из-за того, что процедура измерения производится в опасной, рабочей зоне станка, крепление производят к шпинделю, а приемник размещают непосредственно на самом корпусе. Важно учитывать особенности, так как, например, при использовании инфракрасного датчика на поворотной оси могут наблюдаться неисправности из-за перекрывания поступающего сигнала от устройства.
Датчики измерения и контроля детали активно применяют для условного «поиска» обрабатываемой заготовки внутри станка и его системы координат. Они позволяют точно определить положение и ориентацию изделия, обеспечивая необходимую точность и надежность процесса обработки.
В некоторых случаях датчики используют для междуоперационных измерений обработанных поверхностей. Важно учитывать, что при таких операциях щуп обеспечивает передачу координат, а остальные значения рассчитываются с помощью соответствующих макросов. Для выполнения специфических задач может потребоваться дополнительное программное обеспечение или настройка системы в соответствии с требованиями процесса производства. Это позволяет получить информацию о реальных размерах и форме изделия после предыдущей обработки. На основе этих данных можно внести коррекции и выбрать подходящий инструмент для последующих операций.
Датчик TS27R предоставляет высокую точность измерений длины инструмента и надежное обнаружение неисправностей, существенно улучшает процесс настройки и используется для наладки на вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центрах с ЧПУ. Принцип работы заключается в подводе инструмента к щупу датчика по оси Z, что позволяет достичь высокой степени точности. Вращающийся инструмент располагается по осям Х и Y для коррекции на радиус.
TS27R Renishaw в станке ЧПУ
Неотъемлемой частью системы является интерфейсный блок, который обеспечивает эффективную обработку сигналов между датчиком и системой ЧПУ. Это гарантирует быстрый и стабильный обмен данными, необходимыми для точной настройки инструмента.
Подключение TS27R производится с помощью кабеля, длиной в 10 м с торца датчика. Рекомендуется использовать дисковый или квадратный щупы при выполнении работ. В зависимости от ориентации усилие срабатывания щупа варьируется от значений в 1,3 Н до 2,4 Н / от 133 гс до 245 гс, соответственно.
TS35.20 – инновационное решение для отслеживания геометрических параметров рабочих инструментов, используемых на фрезерных станках и обрабатывающих центрах. Этот уникальный датчик создан, чтобы определить конкретные величины длины, радиуса и состояние кромки, а также обнаружить даже скрытые повреждения инструмента или его частей.
Контактная система измерения инструмента Hexagon TS35.20 в станке ЧПУ
TS35.20 предлагает различные измерения (статические/динамические). Это означает, что операторы могут проводить необходимые операции в соответствии с требованиями производственного процесса, независимо от типа инструмента или обрабатываемого материала. Измерительные циклы гарантируют высокую скорость измерений. Датчик обнаруживает неисправности и предоставляет точные сведения о геометрии инструмента.
Кроме того, датчик оснащен усилием срабатывания в диапазоне от 0,55 до 1,1Н, что позволяет выполнять безопасные измерения даже с использованием хрупких инструментов с максимальной точностью до 1 мкм.
Renishaw TS27R
Hexagon TS35.20
Направление измерений
±X, ±Y, +Z
±X, ±Y, -Z
Точность измерений
1 мкм (2 Sigma)
Усилие срабатывания щупа
от 1,3 Н to 2,4 Н / от 133 гс до 245 гс,в зависимости от ориентации
Z = 5 Н; X/Y = 0,55 - 1,1 Н
Рабочий температурный диапазон
5-60 °C
10°C - 50 °C
Датчик OMP60 применяют для определения фактических размеров обрабатываемых изделий, при настройке на обрабатывающих центрах и многоцелевых станках, в том числе и при работе с мало- и среднегабаритными многоцелевыми устройствами. Передача оптического сигнала осуществляется в инфракрасном диапазоне на протяжении 360 градусов. Он может быть модулированным или обычным, исходя из требований и настроек. Датчик обладает высокой односторонней повторяемостью, составляющей 1,00 мкм (2s), что гарантирует высокую точность и надежность измерений.
Renishaw OMP60 во фрезерном станке ЧПУ
Для срабатывания щупа датчика используется усилие, которое может варьироваться в диапазоне от 0,75 Н до 5,30 Н, что соответствует примерно от 76 гс до 540 гс. Это позволяет настраивать датчик на различные типы материалов и поверхностей с высокой степенью точности и контроля. При использовании датчика OMP60 рекомендуется применять керамические щупы от 50 до 150 мм, которые обеспечивают оптимальную производительность и долговечность во время измерительных операций.
Инфракрасный датчик Hexagon IRP40 предназначен для контроля за работой над заготовкой на фрезерных станках с ЧПУ. Однако, в отличие от других устройств, способен проводить измерения непосредственно в процессе обработки, без необходимости ставить на паузу станок или расходовать время на ручную установку заготовок.
Основным преимуществом датчика Hexagon IRP40 является его повторяемость в 1 микрон. Благодаря этому он способен точно определить нулевую точку, рассчитать непосредственное место, где находится деталь и контролировать геометрическую точность изделия. Одной из главных особенностей является полная совместимость со всеми видами ЧПУ. Независимо от типа системы управления, этот датчик будет работать эффективно без потери функциональности. Рекомендуемая скорость измерений составляет 2000 мм/мин, а усилие срабатывания со стилусом – до 1Н по X/Y и до 8Н по оси Z.
Датчик IRP40.50 проводит измерение детали в станке ЧПУ
Корпус Hexagon IRP40 изготовлен из высококачественных материалов, таких как нержавеющая сталь и анодированный алюминий. Он произведен по современному стандарту IP68, что гарантирует его надежную защиту от пыли, воздействия влаги стружки и СОЖ и позволяет использовать в самых сложных и даже экстремальных условиях.
Renishaw OMP60
Hexagon IRP40
Малое XY - 0,75 Н, 76 гс
Большое XY - 1,40 Н, 143 гс
+Z - 5,30 Н, 540 гс
XY = 0.8H,
Z= 5.7H
Рабочая температура
От +5 °C до +55 °C
Односторонняя повторяемость
1,00 мкм (2s)
Способ передачи сигнала
Передача оптического сигнала инфракрасного диапазона в пределах 360° (модулированного или обычного)
Высокоскоростная технология передачи инфракрасного сигнала HDR+
Подводя итог, можно сделать вывод, что между двумя ведущими производителями систем контроля и измерения инструмента и детали существуют лишь незначительные отличия в их технических характеристиках. Как Hexagon, так и Renishaw успешно выполняют широкий спектр задач, представленных на стандартном производстве, и основаны на одинаковых принципах работы с схожими компонентами. Некоторые различия имеются в программном обеспечении. Однако в целом Hexagon является отличной альтернативой известному бренду, что особенно важно в сегодняшних условиях на рынке.