Analiza różnic między urządzeniem do ustawiania narzędzi Deshengshi a tradycyjnym ustawiaczem osi Z

1. Budowa zewnętrzna i zasada działania

Tradycyjny regulator osi Z opiera się na mechanicznym czujniku zegarowym lub mikrometrze, a jego wygląd zewnętrzny przypomina małą wagę platformową z wskaźnikiem wskazówkowym. Wewnątrz składa się z mechanizmów takich jak koła zębate, listwy zębate i sprężyny, które przekształcają ruch liniowy w przemieszczenie kątowe wskazówki poprzez pionowe przesunięcie po zetknięciu się narzędzia z platformą.

Urządzenie do ustawiania narzędzi firmy Desheng ma obudowę w kształcie walca, przez co w branży nazywane jest potocznie „puszka jogurtu”. Wewnątrz zrezygnowano z mechanicznego mechanizmu powiększającego na rzecz precyzyjnych czujników dotykowych i obwodów elektronicznych, co sprawia, że jest to konstrukcja elektromechaniczna.

2. Sposób odczytu i błąd ludzki

Odczyt ustawienia osi Z opiera się całkowicie na obserwacji przez operatora wzrokowej relacji między wskazówką a tarczą. Proces ten jest bardzo podatny na błędy odczytu wynikające z niedostatecznego przeszkolenia personelu, zmęczenia lub różnic w kącie widzenia (perspektywa). Nawet w przypadku doświadczonych techników powtarzalność dokładności odczytu jest ograniczona przez ergonomię i rozdzielczość skali.

Urządzenie do ustawiania narzędzi firmy Desheng zasadniczo eliminuje błędy odczytu spowodowane czynnikiem ludzkim. Wersja automatyczna odbiera sygnał wyzwalający bezpośrednio z kontrolera komputerowego i wykonuje w pełni automatyczny pomiar długości narzędzia. Nawet wersja obsługiwana ręcznie jest wyposażona w jasne diody LED:

• gdy narzędzie dotknie ustawionej wysokości, dioda natychmiast się zapala
• zapewniając jasny i jednoznaczny sygnał osiągnięcia pozycji
• Sposób odczytu za pomocą migającej diody nie jest w żaden sposób uzależniony od kąta widzenia ani subiektywnej oceny

3. Dokładność pomiaru i rozdzielczość

Dokładność jest kluczową różnicą między tymi dwoma rozwiązaniami. Tradycyjne mechaniczne skale ustawiania osi Z mają zazwyczaj minimalną rozdzielczość 0,01 mm, a ze względu na błędy wynikające z luzu w przekładni, tarcia i opóźnienia mechanicznego, ich najwyższa dokładność powtarzalności pozycjonowania wynosi zaledwie ±0,02 mm.

Dzięki prowadnicom z łożyskami o wysokiej sztywności oraz czułym czujnikom elektronicznym, urządzenie do ustawiania narzędzi firmy Desheng zapewnia powtarzalność pomiarów na poziomie nawet 0,0006 mm (czyli 0,6 µm). Taka dokładność mieści się już w zakresie mikrometrów i w pełni spełnia rygorystyczne wymagania obróbki o wysokiej precyzji (np. matryc optycznych, elementów mikromechanicznych).

4. Wydajność operacyjna i integracja z automatyzacją

Istnieje znacząca różnica w wydajności operacji ustawiania narzędzi. Tradycyjny ustawnik osi Z wymaga od operatora ręcznego wykonania następującej pełnej procedury:

1. powolne opuszczanie narzędzia
2. Obserwacja wskazania wskaźnika
3. Zablokowanie wartości
4. cofnięcie narzędzia

Cały cykl ustawiania narzędzia trwa zazwyczaj kilka minut i wymaga od operatora dużej precyzji oraz skupienia.

Urządzenie do ustawiania narzędzi Desheng, w trybie integracji automatycznej, może współpracować z makrami automatycznego ustawiania narzędzi w sterowniku CNC. Po szybkim zbliżeniu się narzędzia następuje automatyczne spowolnienie i kontakt; po wyzwoleniu sygnału sterownik natychmiast rejestruje wartość kompensacji długości narzędzia, a cały proces zajmuje zaledwie około 10 sekund, co pozwala na zakończenie operacji ustawiania pojedynczego narzędzia.

5. Odporność na warunki środowiskowe i stopień ochrony

Jest to zasadnicza różnica między nimi pod względem niezawodności w zastosowaniach w terenie.

Tradycyjny regulator osi Z należy do precyzyjnych przyrządów pomiarowych i jest bardzo wrażliwy na warunki otoczenia:

• mechanizm zębaty nie jest uszczelniony, co sprawia, że nie jest w stanie w ogóle oprzeć się przedostawaniu się płynów chłodzących, pyłu i mgły olejowej
• W przypadku zawilgocenia dochodzi do korozji wewnętrznej i zacinania się mechanizmu
• Na co dzień muszą być przechowywane w drewnianych skrzynkach ochronnych, umieszczonych w pomieszczeniu o stałej temperaturze i wilgotności
• Technik przenosi je do maszyny tylko wtedy, gdy konieczne jest ustawienie narzędzia
• W przypadku upadku lub uderzenia podczas transportu precyzyjne koła zębate i łożyska wewnątrz urządzenia są bardzo podatne na uszkodzenia i odkształcenia, co prowadzi do utraty dokładności pomiarowej, a nawet całkowitej utraty sprawności całego zestawu

Urządzenie do ustawiania narzędzi DeShengShi zostało zaprojektowane specjalnie z myślą o trudnych warunkach panujących w miejscach obróbki CNC:

• Korpus posiada szczelną konstrukcję, która chroni przed wodą i pyłem
• Można go zamontować na stałe na stole roboczym maszyny
• Bezpośrednio wytrzymuje trudne warunki środowiskowe, takie jak rozpryski płynów chłodzących, wióry metalowe i pył szlifierski
• Nie wpływa to na działanie mechanizmów wewnętrznych ani na właściwości izolacji elektrycznej
• Może być na stałe wbudowany w maszynę, co eliminuje ryzyko związane z ciągłym demontażem i przenoszeniem

6. Długoterminowa stabilność i wymagania konserwacyjne

Głównym problemem tradycyjnych regulatorów osi Z jest ich mechaniczny układ przeniesienia napędu:

• po długotrwałym użytkowaniu wewnętrzne koła zębate ulegają zużyciu, a luzy się powiększają
• Wniknięcie płynu chłodzącego powoduje utratę smarowania i zablokowanie
• zmiany napięcia wstępnego spowodowane zmęczeniem materiału sprężyny
• W związku z tym konieczne jest regularne kalibrowanie wysokości oraz czyszczenie i konserwacja wewnętrzna, w przeciwnym razie punkt odniesienia pomiarowego będzie się stopniowo przesuwał

Wewnętrzny mechanizm działania urządzenia do ustawiania narzędzi firmy Desheng wykorzystuje precyzyjne łożyska liniowe, zapewniające ruch osiowy praktycznie bez tarcia. Konstrukcja ta całkowicie eliminuje luz i zacinanie się przekładni zębatej, a także pozwala zachować doskonałą powtarzalność mechaniczną nawet przy długotrwałym użytkowaniu, gwarantując, że sygnał ustawiania narzędzia jest wyzwalany zawsze na tej samej wysokości, co znacznie zmniejsza częstotliwość konserwacji i kalibracji.

7. Kompatybilność z narzędziami i czułość

Jest to największa różnica między tymi dwoma rozwiązaniami pod względem zakresu zastosowań. Ze względu na napięcie wstępne sprężyny w mechanizmie wewnętrznym oraz bezwładność ruchomych elementów, siła wyzwalająca styku w ustawniku osi Z jest większa, co uniemożliwia stosowanie go do pomiaru mikro narzędzi.

Urządzenie do ustawiania narzędzi Desheng charakteryzuje się bardzo wysoką czułością wyzwalania i bardzo niskim napięciem wyzwalającym:

• już w wersji standardowej można bezpiecznie mierzyć mikro wiertła lub frezy o średnicy zaledwie 0,07 mm
• W przypadku specjalnych wymagań, produkty na specjalne zamówienie mogą mierzyć nawet bardzo drobne narzędzia o średnicy zaledwie 0,05 mm
• W tak niewielkiej skali siła styku tradycyjnych ustawaczy osi Z może natychmiast spowodować pęknięcie lub wygięcie narzędzia, co całkowicie uniemożliwia wykonanie tego rodzaju pomiarów