Sedem metód na zistenie presnosti polohovania CNC obrábacích strojov
Presnosť polohovania CNC obrábacích strojov sa vzťahuje na polohovú presnosť, ktorú je možné dosiahnuť pohybom každej súradnicovej osi obrábacieho stroja pod kontrolou CNC zariadenia. Presnosť polohovania CNC obrábacích strojov možno chápať ako presnosť pohybu obrábacieho stroja. Bežné obrábacie stroje sú podávané ručne a presnosť polohovania je určená hlavne chybami čítania, zatiaľ čo pohyb CNC obrábacích strojov je dosahovaný digitálnymi programovými pokynmi, takže presnosť polohovania je určená CNC systémom a chybami mechanického prenosu.
CNC obrábací stroj je skratka digitálneho riadiaceho obrábacieho stroja, čo je automatizovaný obrábací stroj vybavený programovým riadiacim systémom. Tento riadiaci systém je schopný logicky spracovávať programy s riadiacimi kódmi alebo inými symbolickými príkazmi, dekódovať ich a reprezentovať kódovanými číslami. Nanjing Fourth Machine Tool Co., Ltd. ich vkladá do CNC zariadenia cez informačný nosič. Po výpočte a spracovaní vyšle CNC zariadenie rôzne riadiace signály na riadenie činnosti obrábacieho stroja. Diely sú automaticky spracované podľa požiadaviek na tvar a veľkosť výkresu.
Pohyb každého pohyblivého komponentu obrábacieho stroja je dokončený pod kontrolou CNC zariadenia a presnosť, ktorú môže každý pohyblivý komponent dosiahnuť pod kontrolou programových inštrukcií, priamo odráža presnosť, ktorú môžu dosiahnuť obrábané diely. Preto je presnosť určovania polohy dôležitým obsahom detekcie.
1. Detekcia presnosti polohovania lineárneho pohybu sa vo všeobecnosti vykonáva v podmienkach bez zaťaženia obrábacích strojov a pracovných stolov. Podľa národných noriem a ustanovení Medzinárodnej organizácie pre normalizáciu (normy ISO) by malo byť testovanie CNC obrábacích strojov založené na laserovom meraní. Pri absencii laserového interferometra možno pre bežných používateľov použiť aj štandardnú stupnicu s optickým čítacím mikroskopom na porovnávacie meranie. Presnosť meracieho prístroja však musí byť o 1-2 úrovne vyššia ako presnosť merania. Aby sa zohľadnili všetky chyby pri viacnásobnom určovaní polohy, norma ISO stanovuje, že každý pozičný bod by mal vypočítať priemer a rozptyl na základe piatich nameraných údajov, čím sa vytvorí pásmo rozptylu pozičného bodu.
2. Prístroje používané na zisťovanie opakovanej presnosti polohovania lineárneho pohybu sú rovnaké ako prístroje používané na zisťovanie presnosti polohovania. Všeobecnou metódou detekcie je meranie v ľubovoľných troch polohách blízko stredu a koncov každého súradnicového ťahu. Pre každú polohu sa používa polohovanie rýchlym pohybom a polohovanie sa opakuje 7-krát za rovnakých podmienok. Zmeria sa hodnota polohy zastavenia a vypočíta sa maximálny rozdiel v odčítaní. Polovica maximálneho rozdielu medzi tromi polohami, sprevádzaná kladnými a zápornými symbolmi, sa používa ako opakovaná presnosť polohovania súradnice, ktorá je najzákladnejším ukazovateľom odrážajúcim stabilitu presnosti pohybu osi.
3. Pôvodná presnosť lineárneho pohybu je v podstate opakovaná presnosť polohovania špeciálneho bodu na súradnicovej osi. Preto je jeho spôsob detekcie úplne rovnaký ako opakovaná presnosť polohovania.
4. Detekcia spätnej chyby v lineárnom pohybe, tiež známa ako strata hybnosti, zahŕňa spätnú mŕtvu zónu hnacích častí na reťazi prenosu posuvu súradnicovej osi (ako sú servomotory, servohydraulické motory a krokové motory), ako napr. ako aj komplexný odraz chýb, ako je spätná vôľa a elastická deformácia rôznych párov prenosu mechanického pohybu.
Čím väčšia je chyba, tým nižšia je presnosť polohovania a presnosť opakovaného polohovania. Metódou detekcie spätnej chyby je posunúť sa dopredu alebo dozadu o určitú vzdialenosť v rámci zdvihu meranej súradnicovej osi a použiť túto polohu zastavenia ako referenciu. Potom zadajte určitú hodnotu príkazu pohybu v rovnakom smere, aby ste ho posunuli o určitú vzdialenosť, a potom posuňte rovnakú vzdialenosť v opačnom smere, aby ste zmerali rozdiel medzi polohou zastavenia a referenčnou polohou. Vykonajte viacero meraní (zvyčajne 7-krát) v troch pozíciách blízko stredu a koncov zdvihu a vypočítajte priemernú hodnotu v každej polohe. Maximálna hodnota získanej priemernej hodnoty je hodnota spätnej chyby.
5. Nástroje na zisťovanie presnosti polohovania a meranie pre rotačné pracovné stoly zahŕňajú štandardné otočné stoly, uhlové mnohosteny, kruhové mriežky a kolimátory (kolimátory), ktoré je možné zvoliť podľa konkrétnych situácií. Metódou merania je otočenie pracovného stola dopredu (alebo dozadu) o uhol a jeho zastavenie, zaistenie a umiestnenie, pričom sa táto poloha použije ako referenčná. Potom rýchlo otočte pracovný stôl rovnakým smerom a každých 30 sekúnd zaistite polohu na meranie. Zmerajte rotáciu dopredu a dozadu vždy raz a maximálny rozdiel medzi skutočným uhlom rotácie v každej polohe polohovania a teoretickou hodnotou (príkazová hodnota) je chyba indexovania.
Ak ide o CNC otočný stôl, cieľová poloha by sa mala nastaviť každé 30 a každá cieľová poloha by sa mala rýchlo umiestniť 7-krát z kladného a záporného smeru. Skutočný rozdiel medzi pozíciou a cieľovou pozíciou je odchýlka polohy a potom by sa mala priemerná odchýlka polohy a smerodajná odchýlka vypočítať podľa metódy uvedenej v GB10931-89 "Metóda hodnotenia presnosti polohy digitálnych riadiacich obrábacích strojov ". Rozdiel medzi maximálnym súčtom všetkých priemerných odchýlok polohy a štandardných odchýlok a minimálnym súčtom všetkých priemerných odchýlok polohy a štandardných odchýlok je chyba presnosti polohovania CNC otočného stola. Vzhľadom na praktické požiadavky na použitie suchých transformátorov je vo všeobecnosti dôležité zamerať sa na meranie niekoľkých rovnakých bodov v pravom uhle, ako sú 0, 90, 180, 270 atď. Presnosť týchto bodov sa musí zlepšiť o jednu úroveň v porovnaní do iných uhlových polôh.
6. Opakovaná detekcia presnosti indexovania otočného pracovného stola
Metóda merania spočíva vo výbere troch polôh v priebehu jedného týždňa od otočného pracovného stola a zopakovaní polohy trikrát, v uvedenom poradí, a vykonaní detekcie v smere otáčania dopredu a dozadu. Maximálna presnosť delenia hodnôt rozdielu medzi teoretickou hodnotou na zodpovedajúcej pozícii a všetkými načítanými hodnotami. Ak ide o CNC rotačný pracovný stôl, merací bod by sa mal brať každých 30 ako cieľová poloha a každá cieľová poloha by sa mala rýchlo umiestniť 5-krát z kladného a záporného smeru. Mal by sa merať rozdiel medzi skutočnou polohou a cieľovou polohou, čo je odchýlka polohy. Potom by sa štandardná odchýlka mala vypočítať podľa metódy uvedenej v GB10931-89. Šesťnásobok maximálnej štandardnej odchýlky každého meracieho bodu je presnosť opakovaného indexovania CNC rotačného pracovného stola.
7. Metóda merania na meranie presnosti vynulovania počiatku rotačného pracovného stola je vykonať jeden vynulovanie počiatku zo siedmich ľubovoľných polôh, určiť ich zastavovacie polohy a použiť maximálny odčítaný rozdiel ako presnosť vynulovania počiatku.
Malo by sa zdôrazniť, že aktuálna detekcia presnosti určovania polohy sa meria v podmienkach rýchleho určovania polohy. Pre niektoré CNC obrábacie stroje so zlou rýchlosťou vetra systému posuvu sa pri použití rôznych rýchlostí posuvu na polohovanie získajú rôzne hodnoty presnosti polohovania. Okrem toho výsledky merania presnosti polohovania súvisia s okolitou teplotou a pracovným stavom súradnicovej osi. V súčasnosti väčšina CNC obrábacích strojov používa systém čiastočne uzavretej slučky a komponenty detekcie polohy sú väčšinou inštalované na hnacom motore. Nie je prekvapujúce, že chyba 0.01-0.02 mm sa vyskytuje v rámci 1 m zdvihu.
Toto je chyba spôsobená tepelným predĺžením a niektoré obrábacie stroje používajú metódy predbežného napínania (predprísaženia) na zníženie nárazu. Opakovaná presnosť polohovania každej súradnicovej osi je najzákladnejším ukazovateľom presnosti, ktorý odráža stabilitu presnosti pohybu danej osi. Nemožno si predstaviť, že obrábacie stroje s nízkou presnosťou sa dajú stabilne používať na výrobu.
V súčasnosti je možné v dôsledku narastajúceho počtu funkcií CNC systémov systematicky kompenzovať systémové chyby, ako je chyba akumulácie stúpania, chyba spätnej vôle atď. v presnosti pohybu každého vstrekovača sedadla. Nie je možné kompenzovať iba náhodné chyby a opakovaná presnosť polohovania odráža komplexnú náhodnú chybu mechanizmu pohonu posuvu, ktorú nemožno opraviť kompenzáciou systému CNC. Keď sa zistí, že je mimo tolerancie, je možné vykonať iba jemné nastavenie a korekciu reťaze podávacieho pohonu. Preto, ak je dovolené vybrať si obrábací stroj, je lepšie zvoliť obrábací stroj s vysokou presnosťou opakovaného polohovania.
