Maquinaria de rectificado y pulido robótico automático de altos estándares, componentes centrales de motor, motor y engranaje inclusivos para acabado de superficies

La máquina rectificadora robótica adaptativa con sensor de fuerza DZ establece un nuevo estándar para el acabado de superficies de precisión a través del control de fuerza de circuito cerrado en tiempo real que mantiene la presión de contacto programada con una precisión de ±0,5 N independientemente de la variación de la geometría de la pieza, el desgaste de la correa abrasiva o las desviaciones de posicionamiento del robot. En el corazón de este sistema hay un sensor de fuerza-par de 6 ejes montado entre la muñeca del robot y el husillo de rectificado, que mide las fuerzas de contacto en los tres ejes de traslación y los tres ejes de rotación a una frecuencia de muestreo de 1000 Hz. El software patentado DZ ForceControl procesa estos datos de fuerza de alta velocidad y emite correcciones de posición en tiempo real al robot FANUC M-20iD/35 a una velocidad de actualización de 250 Hz, manteniendo activamente el perfil de fuerza de contacto objetivo a lo largo de superficies 3D complejas.

Esta tecnología elimina las variaciones de calidad inherentes al rectificado con posición controlada, donde el desgaste de la herramienta y la acumulación de tolerancias de las piezas provocan una eliminación de material inconsistente. Los usuarios definen la fuerza de rectificado como una función de la posición a lo largo de la trayectoria de la herramienta, lo que permite una mayor presión de contacto para las fases iniciales de eliminación de material y una presión reducida para las pasadas finales de acabado. El circuito de control de fuerza compensa activamente el desgaste de la correa abrasiva al hacer avanzar la posición del robot para mantener la fuerza de contacto objetivo, extendiendo la vida útil de la correa hasta en un 50 por ciento en comparación con el rectificado con posición controlada. Las industrias que producen componentes de alto valor con estrictos requisitos de integridad de la superficie dependen de esta capacidad de control de fuerza adaptativa para lograr especificaciones de acabado de superficie consistentes en lotes de producción completos.

• Sensor de fuerza-par de 6 ejes:El sensor de fuerza-par basado en galgas extensométricas de precisión con resolución de 0,1 N captura el vector de fuerza completo en el punto de contacto de rectificado. El muestreo de 1000 Hz permite la detección y compensación de variaciones de fuerza en 1 milisegundo.
• Control de posición adaptativo en tiempo real:El algoritmo DZ ForceControl procesa los datos del sensor de fuerza y ​​emite correcciones de posición cartesiana a 250 Hz a través de comunicación Ethernet de alta velocidad, manteniendo la fuerza de contacto dentro de ±0,5 N en las diferentes curvaturas de la superficie.
• Perfiles de fuerza programables:Los usuarios definen la fuerza de rectificado como una función de la posición a lo largo de la trayectoria de la herramienta a través de una interfaz gráfica intuitiva, lo que permite una mayor presión para la eliminación inicial y una presión reducida para las pasadas finales de acabado.
• Compensación automática del desgaste de la correa:El circuito de control de fuerza compensa activamente el desgaste abrasivo de la correa al hacer avanzar la posición del robot para mantener la fuerza de contacto objetivo, extendiendo la vida útil de la correa hasta en un 50 por ciento.
• Detección y protección de colisiones:El sensor de fuerza proporciona detección instantánea de colisiones con un tiempo de reacción inferior a 2 milisegundos, deteniendo automáticamente el movimiento del robot cuando fuerzas inesperadas exceden los umbrales programables para la protección de la pieza de trabajo y del robot.
• Registro de datos de fuerza de proceso:Datos completos de fuerza, tiempo y posición registrados para cada ciclo de rectificado y almacenados en una base de datos SQL, lo que permite un análisis detallado del proceso y una trazabilidad completa para los requisitos de calidad regulados de la industria.

Los fabricantes de motores aeroespaciales emplean este sistema para terminar las formas de las raíces de las palas de las turbinas y los perfiles aerodinámicos de las palas de los compresores, donde la eliminación constante del material dentro de tolerancias a nivel de micras es esencial para la vida útil ante la fatiga y la integridad estructural. Los productores de implantes médicos utilizan un rectificado controlado por fuerza para el acabado de los componentes de la rodilla femoral de cromo cobalto y los vástagos de titanio de la cadera, donde mantener una presión de contacto constante evita el sobrecalentamiento localizado. Los fabricantes de componentes hidráulicos de precisión que procesan carretes de válvulas y pistones de bombas confían en el control de fuerza adaptativo para lograr dimensiones de espacio libre constantes sin riesgo de rectificar excesivamente piezas de alto valor. Los fabricantes de herramientas y troqueles utilizan el sistema para el acabado de núcleos de moldes de inyección y troqueles de fundición a presión, donde mantener una definición de bordes afilados y al mismo tiempo lograr la rugosidad de la superficie objetivo requiere una gestión precisa de la fuerza durante todo el ciclo de rectificado.

Cada máquina se somete a una calibración integral en fábrica, incluida la verificación de la precisión del sensor de fuerza utilizando pesas de referencia certificadas rastreables por NIST y pruebas de respuesta de control de circuito cerrado en todo el rango de fuerza. El sistema se envía en cajas de madera aisladas contra golpes con el sensor de fuerza protegido por un soporte de envío rígido. Los ingenieros de aplicaciones de DZ realizan la instalación in situ, la calibración del sensor de fuerza y ​​el desarrollo de procesos para establecer perfiles de fuerza óptimos para cada geometría de pieza. La garantía de 12 meses cubre todos los componentes mecánicos, eléctricos y de sensores con recalibración anual opcional del sensor de fuerza y ​​soporte de optimización de procesos durante toda la vida útil del equipo.