Bewaking van cnc-freesprocessen met zintuiglijke precisie

Bij cyclus-gebaseerde freesprocessen dringt zich bijvoorbeeld een doorgedreven, naadloze integratie van de taster- en ­cameratechnologie in de machinebesturing op. Een onvermijdelijke trend die volgens Olaf Van Der Taelen, Customer Value Manager bij HEIDENHAIN, duidelijk al een tijdje is ingezet.

Van Der Taelen: “Iedereen kent uiteraard de 3D-tasters, waarmee voorafgaand aan de start van een bewerkingscyclus, de operator gaat bepalen waar het werkstuk zich precies bevindt. Onze nieuwe generatie gestuurde tasters kunnen nu bepaalde aanvangssituaties gaan opnemen, zoals voor en tijdens het laden van een nieuw werkstuk. Louter om te kijken of het werkstuk voldoet aan de basisafmetingen en correct gepositioneerd ligt alvorens de cyclus start. Dit bespaart de robot of het automatische wisselsysteem ongekend veel potentiële schade.” Bovendien zijn de tasters in staat om actief aan de cyclus deel te nemen, in zowel bemande als onbemande situaties. Dit via tussentijdse nametingen van het werkstuk tijdens de cyclus. Een goed voorbeeld is de controlemeting tussen ruwbewerking en afwerkingsfase, waar eventueel afwijkende meetresultaten door de taster als correctieve feedback naar de besturing worden gestuurd, i.e. nog voor het werkstuk te klein geworden is voor correctie. 

Hoewel deze standaard worden ingezet om voorafgaand aan de start van de cyclus de gereedschappen op te meten, kan men bij tafeltasters zowel de functionaliteit als de gebruikshorizon uitbreiden. Opnieuw kan men de functionaliteit integreren in de automatische cyclus. Van Der Taelen: “Dit kan door tussentijdse verificatiemetingen op de gereedschappen. Men kan zo proactief sleet of schadegevallen vaststellen, nog voor deze dimensioneel impact kunnen hebben. Op identieke wijze zal de sonde haar meetresultaten dan naar de TNC communiceren, die daar een gevolg kan aan verbinden.”

Ter bewaking van een freesproces kan men camera­systemen op meerdere manieren inzetten. Niet zelden worden werkstukken schuin of foutief ingespannen, en worden hulptools, zoals klemgereedschappen, vergeten binnen de actieruimte van de machine. Hier kan op camerabeelden gebaseerde werkzonebewaking veel onheil voorkomen. Principieel zal de camera initieel een gedetailleerd beeld maken van de ‘ideale’ uitgangs­toestand en deze nadien systematisch vergelijken met vervolg­toestanden. Bij verschillen kan daar een vooraf gedefinieerde actie aan worden verbonden. Bijvoorbeeld, heel concreet, de actie ‘onderbreek cyclus’. Zo kan repetitief en op elk gewenst ogenblik de actuele werkomgeving worden afgetoetst aan die originele ‘ideale’ uitgangstoestand. Vooral voor onbemande productieruns is dit belangrijk, omdat de huidige cameratechnologie bijna zintuigmatig de kleinste nuances tussen actueel- en origineelbeeld zal detecteren, en op basis hiervan kan beslissen over groen of rood licht.

Elke klassieke tafeltaster heeft enkele ernstige beperkingen. Zo is onder meer een minimale tijd nodig om een gereedschap dimensioneel te kunnen beoordelen. De meting zelf gaat bovendien voorbij aan alle complexe en vooral niet-dimensionele afwijkingen die het gereedschap kan vertonen. Een camerascan in hoge resolutie heeft geen enkel van deze nadelen, en stelt even accuraat als het menselijk oog verschijnselen als braamvorming, microscheurtjes of kleurverschillen op het gereedschap vast. Bovendien blijven de gecreëerde hoogresolutiebeelden steeds ter beschikking in de besturing. Met die beelden kan de operator dan op regelmatige basis de kwaliteit van zijn gereedschappen bekijken, zonder deze daarbij uit het magazijn hoeven te halen. De gemaakte beelden zijn zeer accuraat; voor werkzonebewaking wordt de camera enerzijds vlak naast de spindel ingebouwd, en anderzijds wordt zijn aansturing zelf gewoon meegenomen in de programmering. De bijgeleverde, gebruiksvriendelijke software maakt beide camerasystemen bovendien zeer toegankelijk.