L'efficienza delle attrezzature per macchine utensili CNC è strettamente legata alla loro precisione, rendendola una priorità chiave per le aziende quando acquistano o sviluppano tali strumenti.Tuttavia, la precisione della maggior parte delle nuove macchine utensili spesso non raggiunge gli standard richiesti quando lasciano la fabbrica.Inoltre, il verificarsi di rodaggio e usura meccanica durante l’uso prolungato sottolinea la necessità vitale di regolare la precisione delle macchine utensili CNC per garantire prestazioni di produzione ottimali.
1. Compensazione del gioco
Mitigazione del gioco All'interno delle macchine utensili CNC, gli errori derivanti dalle zone morte inverse dei componenti di guida sulla catena di trasmissione dell'avanzamento di ciascun asse delle coordinate e il gioco inverso di ciascuna coppia di trasmissione del movimento meccanico portano a deviazioni quando ciascun asse delle coordinate passa dal movimento avanti a quello indietro.Questa deviazione, nota anche come gioco inverso o perdita di momento, può avere un impatto significativo sulla precisione di posizionamento e sulla precisione di posizionamento ripetitivo della macchina utensile quando vengono utilizzati servosistemi a circuito semichiuso.Inoltre il progressivo aumento dei giochi delle coppie cinematiche dovuto all'usura nel tempo porta ad un corrispondente aumento dello scostamento inverso.Pertanto sono indispensabili misurazioni regolari e compensazioni per la deviazione inversa di ciascun asse delle coordinate della macchina utensile.
Misurazione del gioco
Per valutare la deviazione inversa, iniziare all'interno dell'intervallo di spostamento dell'asse delle coordinate.Innanzitutto, stabilisci un punto di riferimento spostando una distanza prestabilita in direzione avanti o indietro.Successivamente, impartisci un comando di movimento specifico nella stessa direzione per coprire una certa distanza.Successivamente, procedere a spostare la stessa distanza nella direzione opposta e determinare la variazione tra le posizioni di riferimento e di arresto.In genere, vengono condotte misurazioni multiple (spesso sette) in tre posizioni vicino al punto medio e ad entrambi gli estremi della corsa.Il valore medio viene quindi calcolato in ciascuna posizione, con il massimo tra queste medie utilizzato come misura per la deviazione inversa.È essenziale spostarsi di una distanza specifica durante le misurazioni per determinare con precisione il valore di deviazione inversa.
Quando si valuta la deviazione inversa di un asse di movimento lineare, è comune utilizzare un comparatore o un comparatore come strumento di misurazione.Se le circostanze lo consentono, a questo scopo può essere utilizzato anche un interferometro laser a doppia frequenza.Quando si utilizza un comparatore per le misurazioni, è essenziale assicurarsi che la base e lo stelo del misuratore non si estendano eccessivamente, poiché un lungo cantilever durante la misurazione può causare lo spostamento della base del misuratore a causa della forza, portando a letture imprecise e valori di compensazione non realistici.
L'implementazione di un metodo di programmazione per la misurazione può aumentare la comodità e l'accuratezza del processo.Ad esempio, per valutare la deviazione inversa dell'asse X su una macchina utensile verticale a tre coordinate, il processo può iniziare premendo il misuratore contro la superficie cilindrica del mandrino, seguito dall'esecuzione di un programma designato per la misurazione.
N10G91G01X50F1000;spostare il banco di lavoro a destra
N20X-50;il piano di lavoro si sposta a sinistra per eliminare lo spazio di trasmissione
N30G04X5;pausa di osservazione
N40Z50;Asse Z sollevato e fuori mano
N50X-50: Il banco di lavoro si sposta a sinistra
N60X50: Il banco di lavoro si sposta a destra e si reimposta
N70Z-50: Reset dell'asse Z
N80G04X5: Pausa di osservazione
N90M99;
È importante notare che i risultati misurati possono variare in base alle diverse velocità operative del banco di lavoro.Generalmente, il valore misurato a bassa velocità è maggiore di quello ad alta velocità, in particolare quando il carico sull'asse della macchina utensile e la resistenza al movimento sono notevoli.A velocità inferiori, il piano di lavoro si muove a un ritmo più lento, con conseguente minore probabilità di superamento e corsa eccessiva, producendo quindi un valore misurato più elevato.D'altra parte, a velocità più elevate, è più probabile che si verifichino superamenti e oltrecorsa a causa della maggiore velocità del piano di lavoro, con conseguente valore misurato inferiore.L'approccio di misurazione per la deviazione inversa dell'asse di movimento rotatorio segue un processo simile a quello dell'asse lineare, con l'unica differenza che è lo strumento utilizzato per il rilevamento.
Compensazione del gioco
Numerose macchine utensili CNC prodotte nel paese mostrano una precisione di posizionamento superiore a 0,02 mm, ma non dispongono della capacità di compensazione.In determinate situazioni, è possibile impiegare tecniche di programmazione per realizzare il posizionamento unidirezionale ed eliminare il gioco per tali macchine utensili.Finché il componente meccanico rimane invariato, è possibile avviare l'elaborazione dell'interpolazione una volta che il posizionamento unidirezionale a bassa velocità raggiunge il punto iniziale dell'interpolazione.Quando si incontra una direzione inversa durante l'avanzamento dell'interpolazione, l'interpolazione formale del valore di gioco inverso ha il potenziale per migliorare la precisione dell'elaborazione dell'interpolazione e soddisfare efficacemente i requisitiparte fresata a controllo numericoi requisiti di tolleranza.
Per altre varietà di macchine utensili CNC, più indirizzi di memoria nel dispositivo CNC vengono generalmente designati per memorizzare il valore del gioco di ciascun asse.Quando un asse della macchina utensile viene indirizzato a cambiare la sua direzione di movimento, il dispositivo CNC recupererà automaticamente il valore del gioco dell'asse, che compensa e rettifica il valore di comando dello spostamento delle coordinate.Ciò garantisce che la macchina utensile possa essere posizionata con precisione nella posizione di comando e mitiga l'impatto negativo della deviazione inversa sulla precisione della macchina utensile.
Tipicamente, i sistemi CNC sono dotati di un unico valore di compensazione del gioco disponibile.Bilanciare la precisione del movimento ad alta e bassa velocità, nonché affrontare il miglioramento meccanico, diventa una sfida.Inoltre, il valore di deviazione inversa misurato durante il movimento rapido può essere utilizzato solo come valore di compensazione in ingresso.Di conseguenza, raggiungere l'equilibrio tra precisione di posizionamento rapido e precisione di interpolazione durante il taglio risulta difficile.
Per i sistemi CNC come FANUC0i e FANUC18i, sono disponibili due forme di compensazione del gioco per il movimento rapido (G00) e il movimento di avanzamento di taglio a bassa velocità (G01).A seconda del metodo di alimentazione scelto, il sistema CNC seleziona e utilizza automaticamente valori di compensazione distinti per ottenere una maggiore precisione di lavorazione.
Il valore del gioco A, ottenuto dal movimento di avanzamento di taglio G01, deve essere inserito nel parametro NO11851 (la velocità di prova G01 deve essere determinata in base alla velocità di avanzamento di taglio comunemente utilizzata e alle caratteristiche della macchina utensile), mentre il valore del gioco B da G00 deve essere immesso nel parametro NO11852.È importante notare che se il sistema CNC cerca di eseguire una compensazione del gioco inverso specificata separatamente, la quarta cifra (RBK) del parametro numero 1800 deve essere impostata su 1;in caso contrario non verrà eseguita la compensazione del gioco inverso specificata separatamente.Compensazione del divario.G02, G03, JOG e G01 utilizzano tutti lo stesso valore di compensazione.
Compensazione per errori di intonazione
Il posizionamento di precisione delle macchine utensili CNC comporta la valutazione della precisione con cui i componenti mobili della macchina utensile possono raggiungere sotto il comando del sistema CNC.Questa precisione gioca un ruolo cruciale nel distinguere le macchine utensili CNC da quelle convenzionali.Allineato con la precisione geometrica della macchina utensile, influisce in modo significativo sulla precisione di taglio, in particolare nella lavorazione dei fori.L'errore di passo nella perforazione dei fori ha un impatto sostanziale.La capacità di una macchina utensile CNC di valutare la propria precisione di lavorazione dipende dalla precisione di posizionamento raggiunta.Pertanto, il rilevamento e la rettifica della precisione di posizionamento delle macchine utensili CNC sono misure essenziali per garantire la qualità della lavorazione.
Processo di misurazione del tono
Attualmente, il metodo principale per valutare e gestire le macchine utensili è l'uso di interferometri laser a doppia frequenza.Questi interferometri funzionano secondo i principi dell'interferometria laser e utilizzano la lunghezza d'onda del laser in tempo reale come riferimento per la misurazione, migliorando così la precisione della misurazione e ampliando la gamma di applicazioni.
Il processo per rilevare l'altezza è il seguente:
- Installare l'interferometro laser a doppia frequenza.
- Posizionare un dispositivo di misurazione ottica lungo l'asse della macchina utensile che richiede la misurazione.
- Allineare la testa laser per garantire che l'asse di misurazione sia parallelo o collineare con l'asse di movimento della macchina utensile, preallineando così il percorso ottico.
- Immettere i parametri di misurazione una volta che il laser raggiunge la temperatura operativa.
- Eseguire le procedure di misurazione prescritte spostando la macchina utensile.
- Elaborare i dati e generare i risultati.
Compensazione dell'errore di intonazione e calibrazione automatica
Quando l'errore di posizionamento misurato di una macchina utensile CNC supera l'intervallo consentito, è necessario correggere l'errore.Un approccio prevalente prevede il calcolo della tabella di compensazione dell'errore di passo e l'immissione manuale nel sistema CNC della macchina utensile per correggere l'errore di posizionamento.Tuttavia, la compensazione manuale può richiedere molto tempo ed è soggetta a errori, soprattutto quando si tratta di numerosi punti di compensazione su tre o quattro assi della macchina utensile CNC.
Per semplificare questo processo, è stata sviluppata una soluzione.Collegando il computer e il controller CNC della macchina utensile tramite l'interfaccia RS232 e sfruttando il software di calibrazione automatica creato in VB, è possibile sincronizzare l'interferometro laser e la macchina utensile CNC.Questa sincronizzazione consente il rilevamento automatico della precisione di posizionamento della macchina utensile CNC e l'implementazione della compensazione automatica dell'errore di passo.Il metodo di compensazione prevede:
- Creazione di un backup dei parametri di compensazione esistenti nel sistema di controllo CNC.
- Generazione di un programma CNC della macchina utensile per la misurazione della precisione di posizionamento punto per punto utilizzando il computer, che viene quindi trasmesso al sistema CNC.
- Misurazione automatica dell'errore di posizionamento di ciascun punto.
- Generazione di una nuova serie di parametri di compensazione in base ai punti di compensazione predeterminati e trasmissione degli stessi al sistema CNC per la compensazione automatica del passo.
- Verificare ripetutamente la precisione.
Queste soluzioni specifiche mirano a migliorare la precisione delle macchine utensili CNC.Tuttavia, è essenziale notare che la precisione delle diverse macchine utensili CNC può variare.Di conseguenza, le macchine utensili dovrebbero essere calibrate in base alle circostanze individuali.
Se la compensazione degli errori non viene eseguita sulla macchina utensile, quale impatto avrà sui pezzi CNC prodotti?
Se la compensazione degli errori viene trascurata su una macchina utensile, possono verificarsi discrepanze nelParti CNCmanufatto.Ad esempio, se la macchina utensile presenta un errore di posizionamento non corretto, la posizione reale dell'utensile o del pezzo può divergere dalla posizione programmata specificata nel programma CNC, causando imprecisioni dimensionali ed errori geometrici nelle parti prodotte.
Ad esempio, se una fresatrice CNC presenta un errore di posizionamento non corretto nell'asse X, le fessure o i fori fresati nel pezzo potrebbero essere disallineati o avere dimensioni errate.Allo stesso modo, in un'operazione di tornio, errori di posizionamento non corretti potrebbero causare imprecisioni nel diametro o nella lunghezza dei pezzi torniti.Queste discrepanze possono portare a parti non conformi che si guastano
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Orario di pubblicazione: 09 gennaio 2024