Ξηρά αγαθά! Επτά μέθοδοι για τον εντοπισμό της ακρίβειας θέσης των εργαλειομηχανών CNC

Η ακρίβεια τοποθέτησης των εργαλειομηχανών CNC αναφέρεται στην ακρίβεια θέσης που μπορεί να επιτευχθεί με την κίνηση κάθε άξονα συντεταγμένων της εργαλειομηχανής υπό τον έλεγχο της συσκευής CNC. Η ακρίβεια τοποθέτησης των εργαλειομηχανών CNC μπορεί να γίνει κατανοητή ως η ακρίβεια κίνησης της εργαλειομηχανής.
Οι συνηθισμένες εργαλειομηχανές τροφοδοτούνται χειροκίνητα και η ακρίβεια τοποθέτησης καθορίζεται κυρίως από σφάλματα ανάγνωσης, ενώ η κίνηση των εργαλειομηχανών CNC επιτυγχάνεται με ψηφιακές οδηγίες προγράμματος, επομένως η ακρίβεια τοποθέτησης καθορίζεται από το σύστημα CNC και τα σφάλματα μηχανικής μετάδοσης. Η κίνηση κάθε κινούμενου εξαρτήματος της εργαλειομηχανής ολοκληρώνεται υπό τον έλεγχο της συσκευής CNC και η ακρίβεια που μπορεί να επιτύχει κάθε κινούμενο εξάρτημα υπό τον έλεγχο των οδηγιών προγράμματος αντικατοπτρίζει άμεσα την ακρίβεια που μπορούν να επιτύχουν τα κατεργασμένα εξαρτήματα. Επομένως, η ακρίβεια τοποθέτησης είναι ένα σημαντικό περιεχόμενο ανίχνευσης.
1. Ανίχνευση ακρίβειας τοποθέτησης γραμμικής κίνησης
Η ακρίβεια της τοποθέτησης γραμμικής κίνησης γενικά πραγματοποιείται υπό συνθήκες άνευ φορτίου εργαλειομηχανών και πάγκων εργασίας. Σύμφωνα με τα εθνικά πρότυπα και τις διατάξεις του Διεθνούς Οργανισμού Τυποποίησης (πρότυπα ISO), η δοκιμή των εργαλειομηχανών CNC θα πρέπει να βασίζεται σε μέτρηση λέιζερ. Ελλείψει συμβολόμετρου λέιζερ, για τους απλούς χρήστες, μια τυπική ζυγαριά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με ένα οπτικό μικροσκόπιο ανάγνωσης για συγκριτική μέτρηση. Ωστόσο, η ακρίβεια του οργάνου μέτρησης πρέπει να είναι 1-2 επίπεδα υψηλότερα από τη μετρούμενη ακρίβεια.
Προκειμένου να αντικατοπτρίζονται όλα τα σφάλματα στην πολλαπλή τοποθέτηση, το πρότυπο ISO καθορίζει ότι κάθε σημείο τοποθέτησης πρέπει να υπολογίζεται με βάση τον μέσο όρο πέντε μετρήσεων και μια ζώνη διασποράς -3 για να σχηματιστεί μια ζώνη διασποράς για το σημείο τοποθέτησης.
2. Ανίχνευση επαναλαμβανόμενης ακρίβειας τοποθέτησης σε γραμμική κίνηση
Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση είναι τα ίδια με αυτά που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της ακρίβειας εντοπισμού θέσης. Η γενική μέθοδος ανίχνευσης είναι η μέτρηση σε οποιεσδήποτε τρεις θέσεις κοντά στο μέσο και τα άκρα κάθε διαδρομής συντεταγμένων. Για κάθε θέση, χρησιμοποιείται τοποθέτηση ταχείας κίνησης και η τοποθέτηση επαναλαμβάνεται 7 φορές υπό τις ίδιες συνθήκες. Μετράται η τιμή θέσης στάσης και υπολογίζεται η μέγιστη διαφορά στην ένδειξη. Το μισό της μέγιστης διαφοράς μεταξύ των τριών θέσεων, συνοδευόμενο από θετικά και αρνητικά σύμβολα, χρησιμοποιείται ως επαναλαμβανόμενη ακρίβεια τοποθέτησης της συντεταγμένης, η οποία είναι ο πιο βασικός δείκτης που αντικατοπτρίζει τη σταθερότητα της ακρίβειας της κίνησης του άξονα.
3. Ανίχνευση ακρίβειας επιστροφής προέλευσης σε γραμμική κίνηση
Η ακρίβεια επιστροφής προέλευσης είναι ουσιαστικά η επαναλαμβανόμενη ακρίβεια τοποθέτησης ενός ειδικού σημείου στον άξονα συντεταγμένων, επομένως η μέθοδος ανίχνευσης είναι εντελώς ίδια με την επαναλαμβανόμενη ακρίβεια τοποθέτησης.
4. Ανίχνευση Αντίστροφου Σφάλματος Γραμμικής Κίνησης
Το αντίστροφο σφάλμα γραμμικής κίνησης, γνωστό και ως απώλεια ορμής, περιλαμβάνει την αντίστροφη νεκρή ζώνη των κινητήριων μερών στην αλυσίδα μετάδοσης τροφοδοσίας του άξονα συντεταγμένων (όπως σερβοκινητήρες, σερβοϋδραυλικοί κινητήρες και βηματικοί κινητήρες), καθώς και την πλήρη ανάκλαση της αντίστροφης απόστασης και της ελαστικής παραμόρφωσης διαφόρων ζευγών μετάδοσης μηχανικής κίνησης. Όσο μεγαλύτερο είναι το σφάλμα, τόσο χαμηλότερη είναι η ακρίβεια τοποθέτησης και η επαναλαμβανόμενη ακρίβεια τοποθέτησης.
Η μέθοδος ανίχνευσης για το αντίστροφο σφάλμα είναι η κίνηση προς τα εμπρός ή προς τα πίσω κατά μια ορισμένη απόσταση εντός της διαδρομής του μετρούμενου άξονα συντεταγμένων και να χρησιμοποιηθεί αυτή η θέση διακοπής ως αναφορά. Στη συνέχεια, δώστε μια συγκεκριμένη τιμή εντολής κίνησης προς την ίδια κατεύθυνση για να την μετακινήσετε κατά μια ορισμένη απόσταση και, στη συνέχεια, μετακινήστε την ίδια απόσταση προς την αντίθετη κατεύθυνση για να μετρήσετε τη διαφορά μεταξύ της θέσης στάσης και της θέσης αναφοράς. Εκτελέστε πολλαπλές μετρήσεις (συνήθως 7 φορές) σε τρεις θέσεις κοντά στο μέσο και τα άκρα της διαδρομής και υπολογίστε τη μέση τιμή σε κάθε θέση. Η μέγιστη τιμή της λαμβανόμενης μέσης τιμής είναι η τιμή αντίστροφου σφάλματος.
5. Ανίχνευση ακρίβειας τοποθέτησης της περιστροφικής επιφάνειας εργασίας
Τα εργαλεία μέτρησης περιλαμβάνουν τυπικά πικάπ, γωνιακά πολύεδρα, κυκλικές σχάρες και παραμετρητές (collimators), τα οποία μπορούν να επιλεγούν ανάλογα με συγκεκριμένες καταστάσεις. Η μέθοδος μέτρησης είναι να περιστρέψετε τον πάγκο εργασίας προς τα εμπρός (ή προς τα πίσω) κατά γωνία και να τον σταματήσετε, να τον κλειδώσετε και να τον τοποθετήσετε χρησιμοποιώντας αυτή τη θέση ως αναφορά. Στη συνέχεια, περιστρέψτε γρήγορα τον πάγκο εργασίας προς την ίδια κατεύθυνση και κλειδώστε τη θέση κάθε 30 δευτερόλεπτα για μέτρηση. Μετρήστε την περιστροφή προς τα εμπρός και προς τα πίσω μία φορά το καθένα και η μέγιστη διαφορά μεταξύ της πραγματικής γωνίας περιστροφής σε κάθε θέση τοποθέτησης και της θεωρητικής τιμής (τιμή εντολής) είναι το σφάλμα ευρετηρίου. Εάν πρόκειται για περιστροφικό τραπέζι εργασίας CNC, η θέση στόχου πρέπει να ρυθμίζεται κάθε 30 και κάθε θέση στόχου πρέπει να τοποθετείται γρήγορα 7 φορές από τη θετική και την αρνητική κατεύθυνση. Η πραγματική διαφορά μεταξύ της θέσης και της θέσης στόχου είναι η απόκλιση θέσης. Στη συνέχεια, η μέση απόκλιση θέσης και η τυπική απόκλιση θα πρέπει να υπολογιστούν σύμφωνα με τη μέθοδο που καθορίζεται στο GB10931-89 "Μέθοδος αξιολόγησης για την ακρίβεια θέσης των εργαλειομηχανών ψηφιακού ελέγχου", Η διαφορά μεταξύ της μέγιστης τιμής όλων των μέσων αποκλίσεων θέσης και της ελάχιστη τιμή όλων των μέσων αποκλίσεων θέσης και η τυπική απόκλιση είναι το σφάλμα ακρίβειας τοποθέτησης του περιστροφικού τραπεζιού εργασίας CNC.
Λαμβάνοντας υπόψη τις πρακτικές απαιτήσεις χρήσης των μετασχηματιστών ξηρού τύπου, είναι γενικά σημαντικό να εστιάσουμε στη μέτρηση πολλών ίσων σημείων ορθής γωνίας όπως 0, 90, 180, 270 κ.λπ. Η ακρίβεια αυτών των σημείων απαιτείται να βελτιωθεί κατά ένα επίπεδο σε σύγκριση με άλλες θέσεις γωνίας.
6. Επαναλαμβανόμενη ανίχνευση ακρίβειας ευρετηρίου του περιστροφικού τραπεζιού εργασίας
Η μέθοδος μέτρησης είναι να επιλέξετε τρεις θέσεις εντός μιας εβδομάδας από το περιστροφικό τραπέζι εργασίας και να επαναλάβετε την τοποθέτηση τρεις φορές, αντίστοιχα, και να εκτελέσετε την ανίχνευση προς την εμπρός και την αντίστροφη κατεύθυνση περιστροφής. Η μέγιστη ακρίβεια διαίρεσης τιμών της διαφοράς μεταξύ της θεωρητικής τιμής στην αντίστοιχη θέση και όλων των τιμών ανάγνωσης. Εάν πρόκειται για περιστροφικό τραπέζι εργασίας CNC, θα πρέπει να λαμβάνεται ένα σημείο μέτρησης κάθε 30 ως η θέση στόχος και κάθε θέση στόχου πρέπει να τοποθετείται γρήγορα 5 φορές από τη θετική και την αρνητική κατεύθυνση. Θα πρέπει να μετρηθεί η διαφορά μεταξύ της πραγματικής θέσης και της θέσης στόχου, που είναι η απόκλιση θέσης. Στη συνέχεια, η τυπική απόκλιση θα πρέπει να υπολογιστεί σύμφωνα με τη μέθοδο που καθορίζεται στο GB10931-89. Έξι φορές η μέγιστη τυπική απόκλιση κάθε σημείου μέτρησης είναι η επαναλαμβανόμενη ακρίβεια ευρετηρίασης του περιστροφικού τραπεζιού εργασίας CNC.
7. Αποκατάσταση ανίχνευσης προέλευσης ακριβείας για περιστροφικούς πάγκους εργασίας
Η μέθοδος μέτρησης είναι η εκτέλεση μιας επαναφοράς αρχής από 7 αυθαίρετες θέσεις, ο προσδιορισμός των θέσεων ακινητοποίησης τους και η χρήση της μέγιστης διαφοράς που διαβάζεται ως η ακρίβεια της επαναφοράς αρχής.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η τρέχουσα ανίχνευση της ακρίβειας τοποθέτησης μετριέται υπό συνθήκες γρήγορες και εντοπισμού θέσης. Για ορισμένες εργαλειομηχανές CNC με χαμηλή ταχύτητα ανέμου συστήματος τροφοδοσίας, θα ληφθούν διαφορετικές τιμές ακρίβειας τοποθέτησης όταν χρησιμοποιούνται διαφορετικοί ρυθμοί τροφοδοσίας για τοποθέτηση. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της μέτρησης της ακρίβειας τοποθέτησης σχετίζονται με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και την κατάσταση λειτουργίας του άξονα συντεταγμένων. Επί του παρόντος, οι περισσότερες εργαλειομηχανές CNC χρησιμοποιούν σύστημα ημικλειστού βρόχου και τα εξαρτήματα ανίχνευσης θέσης είναι εγκατεστημένα ως επί το πλείστον στον κινητήρα μετάδοσης κίνησης. Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι εμφανίζεται ένα σφάλμα 0.01-0,02 mm σε μια διαδρομή 1 μέτρου. Αυτό είναι ένα σφάλμα που προκαλείται από θερμική επιμήκυνση και ορισμένες εργαλειομηχανές χρησιμοποιούν μεθόδους προέκτασης (προ-σύσφιξης) για να μειώσουν την κρούση.
Η επαναλαμβανόμενη ακρίβεια τοποθέτησης κάθε άξονα συντεταγμένων είναι ο πιο βασικός δείκτης ακρίβειας που αντανακλά τη σταθερότητα της ακρίβειας κίνησης αυτού του άξονα. Δεν μπορεί να φανταστεί κανείς ότι οι εργαλειομηχανές με χαμηλή ακρίβεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σταθερά για παραγωγή. Επί του παρόντος, λόγω του αυξανόμενου αριθμού λειτουργιών των συστημάτων CNC, τα σφάλματα συστήματος όπως το σφάλμα συσσώρευσης βήματος, το σφάλμα αντίστροφης απόστασης κ.λπ. στην ακρίβεια κίνησης κάθε εγχυτήρα καθίσματος μπορούν να αντισταθμίζονται συστηματικά. Μόνο τα τυχαία σφάλματα δεν μπορούν να αντισταθμιστούν και η επαναλαμβανόμενη ακρίβεια τοποθέτησης αντικατοπτρίζει το συνολικό τυχαίο σφάλμα του μηχανισμού κίνησης τροφοδοσίας, το οποίο δεν μπορεί να διορθωθεί με αντιστάθμιση συστήματος CNC. Όταν διαπιστωθεί ότι είναι εκτός ανοχής, μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο λεπτή ρύθμιση και διόρθωση της αλυσίδας κίνησης τροφοδοσίας. Επομένως, εάν επιτρέπεται η επιλογή εργαλειομηχανής, είναι προτιμότερο να επιλέξετε μια εργαλειομηχανή με υψηλή επαναλαμβανόμενη ακρίβεια τοποθέτησης.