Em tornos CNC, os sensores são componentes essenciais da usinagem automatizada, garantindo a precisão, a estabilidade e a segurança do processo de usinagem por meio do monitoramento-em tempo real e do feedback dos principais parâmetros.
Detecção de posição e deslocamento
Objetivo: controla com precisão a posição relativa da ferramenta e da peça de trabalho, alcançando usinagem de alta-precisão.
● Tipos de sensores:
Codificadores lineares: medem diretamente o deslocamento linear da mesa de trabalho ou porta-ferramentas com resolução de nível-mícron. Eles são usados em sistemas-de controle de malha fechada para eliminar erros de folga.
Encoders Rotativos: Instalados no fuso ou servo motor, eles fornecem sinais de pulso para fornecer feedback sobre o ângulo de rotação e velocidade, permitindo o posicionamento do fuso (por exemplo, rosqueamento e indexação).
● Sensores de Deslocamento Magnetostritivos: Utilizados para feedback de posição em cilindros hidráulicos ou elétricos e são adequados para sistemas de alimentação em tornos CNC de grande porte.
● Cenários de aplicação:
Durante o rosqueamento em tornos CNC, o codificador do fuso funciona em conjunto com o codificador do eixo-Z para garantir a precisão do passo.
Durante a usinagem de furos de precisão em tornos CNC, o codificador corrige o caminho da ferramenta em tempo real para evitar desvios dimensionais.
Controle de velocidade e aceleração
● Finalidade: Otimiza os parâmetros de corte e evita vibrações e sobrecargas.
● Tipos de sensores:
Sensores de velocidade (como tacômetros e sensores de efeito Hall): Esses sensores em tornos CNC monitoram a velocidade do fuso ou do eixo de alimentação, comparam-na com o ponto de ajuste no sistema CNC e ajustam automaticamente a saída do motor.
Sensores de aceleração: detectam vibrações ou choques em máquinas-ferramenta CNC, acionando estratégias de desaceleração para proteger oferramenta e peça de trabalho.
● Cenários de aplicação:
Durante o corte em alta-velocidade em máquinas-ferramenta CNC, os sensores de velocidade ajustam dinamicamente a taxa de avanço para evitar vibrações causadas por mudanças repentinas de carga.
Quando um torno CNC emite uma parada de emergência ou colisão, os sensores de aceleração cortam imediatamente a energia para evitar danos.
Monitoramento de Força e Torque
● Objetivo: Otimizar as condições de corte e prolongar a vida útil da ferramenta em um torno CNC.
● Tipo de sensor:
Sensor de força (como um extensômetro): Instalado no porta-ferramenta ou fuso de um torno CNC, monitora a força de corte em tempo real.
Sensor de torque: Integrado ao motor do fuso de um torno CNC, fornece feedback sobre o torque de corte.
● Cenários de aplicação:
Durante a usinagem de desbaste em um torno CNC, o monitoramento da força de corte ajusta automaticamente a taxa de avanço para evitar sobrecarga da ferramenta.
Durante a usinagem de acabamento em um torno CNC, sensores de força detectam alterações sutis, indicando desgaste da ferramenta ou material irregular da peça.
Monitoramento de temperatura
●Objetivo: Evita erros de usinagem causados por deformação térmica em tornos CNC.
●Tipo de sensor:
Termopar/Sensor infravermelho: Monitora a temperatura dos principais componentes, como o fuso do torno CNC, guias e motor.
Sensor de Compensação de Temperatura: Integrado à balança ou encoder, corrige os efeitos da expansão térmica na detecção de posição.
●Cenários de aplicação:
Durante longos períodos de usinagem contínua em máquinas-ferramenta CNC, os sensores de temperatura acionam o sistema de resfriamento para evitar desvio térmico do fuso.
Durante a usinagem de alta-precisão em tornos CNC pequenos, os algoritmos de compensação de temperatura ajustam o sistema de coordenadas em tempo real para garantir a estabilidade dimensional.
Análise de vibração e ruído
●Objetivo: Diagnosticar o status da máquina-ferramenta CNC e prevenir falhas. ● Tipo de sensor:
Acelerômetro (três{0}}eixos): detecta a frequência e amplitude de vibração ao longo dos eixos X/Y/Z de uma máquina-ferramenta CNC.
Sensor Acústico: Analisa ruídos de corte e identifica anomalias (como lascamento de ferramentas e afrouxamento de peças).
● Cenários de aplicação:
Os dados do sensor de vibração das máquinas-ferramenta CNC são usados para análise de espectro para localizar pontos de ressonância da máquina e otimizar os parâmetros de corte.
Sensores de ruído em máquinas-ferramentas CNC acionam alarmes quando não supervisionadas, evitando o descarte de lotes.
Monitoramento da condição da ferramenta
●Objetivo: Permite a manutenção preditiva e reduz o tempo de inatividade do torno CNC.
●Tipos de sensores:
Sensores de desgaste (como sensores de deslocamento a laser): detectam alterações no raio da ponta da ferramenta em tornos CNC.
Sensores de quebra (como sensores de emissão acústica): Capturam sinais transitórios quando uma máquina-ferramenta CNC quebra. ●Cenários de aplicação:
Quando o desgaste da máquina-ferramenta CNC atinge um limite, ele solicita automaticamente uma troca de ferramenta ou correção de parâmetro de corte.
Se uma ferramenta quebrar, a máquina desligará imediatamente e emitirá um alarme, evitando danos à peça e à máquina-ferramenta CNC.
Monitoramento do status da peça e do acessório
● Função: Garante segurança e consistência na usinagem em torno CNC.
● Tipos de sensores:
Sensor de proximidade: Detecta se a peça de trabalho está fixada corretamente.
Sensor de pressão: Monitora a força de fixação do acessório da máquina-ferramenta CNC para evitar o afrouxamento da peça de trabalho.
Sensor de visão: usa uma câmera para identificar defeitos na superfície da peça ou desvios de posição.
● Cenários de aplicação:
No sistema automático de carga e descarga de uma pequena máquina-ferramenta CNC, sensores de proximidade confirmam a presença de uma peça antes de iniciar a usinagem.
Sensores de visão verificam se há rebarbas na peça de trabalho antes da usinagem para evitar colisões de ferramentas.
Monitoramento do sistema de lubrificação e refrigeração
● Função: mantém a confiabilidade-de longo prazo da máquina-ferramenta CNC.
●Tipos de sensores:
Sensor de fluxo: Monitora o fornecimento de fluido de corte ou lubrificante.
Sensor de pressão: Detecta pressão no sistema hidráulico ou nas linhas de resfriamento de um torno CNC.
●Cenários de aplicação:
Fluxo insuficiente aciona um alarme para evitar superaquecimento da ferramenta ou queimaduras na peça.
Desliga automaticamente a máquina quando a pressão está anormal, evitando vazamentos ou explosões no sistema hidráulico de uma fresadora CNC.
Sensores de proteção de segurança
●Objetivo: Proteger operadores e equipamentos.
●Tipos de sensores:
Cortinas de luz de segurança: detectam se os operadores de máquinas CNC entram na zona de perigo.
Interruptores de fim de curso: Evite que a mesa de trabalho ou o porta-ferramentas excedam a sua faixa de deslocamento.
Sensores de colisão (como mecânicos ou piezoelétricos): detectam colisões acidentais e iniciam um desligamento de emergência.
●Cenários de aplicação:
Quando a cortina de luz de segurança é acionada, a energia da máquina-ferramenta CNC é imediatamente cortada.
Os sensores de colisão interrompem o movimento da ferramenta em 0,1 segundos quando a ferramenta colide com a peça de trabalho ou acessório.
Monitoramento de Parâmetros Ambientais
●Objetivo: Permite que tornos CNC se adaptem a diferentes ambientes de usinagem.
●Tipos de sensores:
Sensor de Umidade: Monitora a umidade na oficina de torno CNC para proteger os componentes elétricos da umidade.
Sensor de poeira: detecta a concentração de poeira do corte da máquina CNC e aciona o sistema de remoção de poeira.
●Cenários de aplicação:
Em ambientes-de alta umidade, o sensor de umidade ativa o aquecedor para remover a umidade e evitar curtos-circuitos.
Ativa automaticamente a ventilação de exaustão quando os níveis de poeira excedem o limite especificado para proteger a saúde do operador.