Точность и повторяемость станков с ЧПУ: что это такое?

Точность станков с ЧПУ означает их способность точно отслеживать заданные траектории и достигать заданных конечных точек под нагрузкой. Эта концепция известна как динамическая точность. И наоборот, повторяемость измеряет постоянство машины в воспроизведении заданных движений даже в течение нескольких циклов во время работы. Важно осознавать, что эти определения точности и повторяемости могут отличаться от статических измерений, предоставленных производителями машин. Статическая точность и повторяемость обычно оцениваются, когда машина не используется, и служат базой для сравнения.

 

Динамическая точность и повторяемость в станках с ЧПУ по своей природе являются переменными и зависят от нагрузки, оказываемой на компоненты станка. Повышенное напряжение создает проблемы для поддержания точности, влияя как на точность, так и на повторяемость. Из-за большого количества переменных производители машин не могут предоставить гарантии динамической точности и повторяемости.

 

Тем не менее, производители машин должны иметь возможность оценить, соответствуют ли их машины требованиям точности и повторяемости для конкретных применений. Прежде чем приобретать новый станок, разумно получить от производителя подтверждение его способности удовлетворить ваши эксплуатационные потребности. Такой упреждающий подход способствует прозрачности и обеспечивает соответствие возможностей машины вашим требованиям.

 

Факторы, влияющие на точность станка с ЧПУ

 

После установки станка с ЧПУ некоторые факторы, влияющие на точность, находятся вне контроля пользователя. К ним относятся:

 

<р>1. <р>Машиностроение: Конструкция станка должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать сложные операции обработки без чрезмерного отклонения его опорных компонентов.

 

<р>2. <р>Система обратной связи: Линейные шкалы имеют решающее значение для контроля положения движущихся компонентов по каждой оси. В отличие от поворотных энкодеров, они в меньшей степени зависят от целостности компонентов системы координат, таких как системы направляющих, шарико-винтовые пары и муфты.

 

Однако некоторые обязанности, связанные с точностью, ложатся на пользователя машины, в том числе:

 

<р>1. <р>Калибровка станка: Хотя производители станков изначально калибруют погрешность шага и компенсацию люфта, конечные пользователи обязаны повторять эти калибровки через регулярные промежутки времени, чтобы поддерживать точность на протяжении всего срока службы станка.

 

<р>2. <р>Окружающая среда: Обеспечение стабильной рабочей среды имеет решающее значение для минимизации колебаний температуры и влажности окружающей среды, которые могут повлиять на производительность машины.

 

Устранение температурных отклонений для обеспечения повторяемости станков с ЧПУ

 

Обеспечение оптимальной динамической точности и сохранение целостности машины имеют основополагающее значение для обеспечения стабильного производства компонентов. Однако не менее важно обеспечить надежную повторяемость, особенно на этапах прогрева машины.

 

Термические изменения движущихся компонентов, особенно шпинделя и систем направляющих, представляют собой заметное препятствие для обеспечения повторяемости. Когда эти части нагреваются, они расширяются, а когда остывают, сжимаются. Эти присущие температурные колебания создают проблемы с поддержанием постоянства размеров на критических поверхностях с жесткими допусками.

 

Чтобы решить эту проблему, производители машин используют различные стратегии по смягчению температурных изменений в компонентах машин. К ним относятся внедрение механизмов охлаждения шпинделя и систем направляющих, а также интеграция методов проектирования, позволяющих минимизировать влияние температурных изменений на повторяемость. Например, в токарных центрах с ЧПУ расположение передней бабки перпендикулярно станине гарантирует, что температурные изменения будут влиять только на высоту кромки режущего инструмента, что сводит к минимуму изменение обрабатываемого диаметра.

 

При покупке нового станка с ЧПУ очень важно узнать, как производитель справляется с температурными колебаниями. Кроме того, важно обеспечить, чтобы любые отклонения обработанных поверхностей из-за теплового расширения во время прогрева оставались в пределах допустимых допусков. Несоблюдение этого требования может привести к снижению производительности, поскольку перед началом производства машине потребуется период прогрева.

 

Кроме того, важно осознавать, что серьезные проблемы с повторяемостью могут возникнуть из-за конкретного применения машины, а не из-за ее конструкции. Изменения во время производственного цикла или между рабочими циклами могут существенно повлиять на повторяемость, что потенциально может привести к перерасходу материала и потребовать трудоемких корректировок.

 

Примеры вариантов обработки на станках с ЧПУ

 

В ходе производственного цикла различные факторы могут привести к изменениям, в том числе:

 

<р>- <р>Износ инструмента: Со временем режущие кромки могут ухудшиться, что приведет к изменениям на обработанных поверхностях. Внешние поверхности могут расширяться, а внутренние — сжиматься.

 

<р>- <р>Замена затупившегося инструмента: При замене затупившихся режущих инструментов точное выравнивание новых режущих кромок имеет решающее значение для сохранения точности.

 

От одного задания к другому примеры изменений включают:

 

<р>- <р>Настройка рабочего удержания: Размещение и выравнивание устройства крепления заготовки, место и усилие зажима, а также присвоение нулевой точки программы могут повлиять на стабильность заготовки.

 

<р>- <р>Сборка режущего инструмента, измерение и ввод смещения: Изменения в компонентах и ​​сборках могут повлиять на жесткость, что приведет к потенциальным проблемам при обработке.

 

<р>- <р>Состояние машины: Изменения, возникающие в результате ошибок или небрежного обслуживания, могут вызвать проблемы с определением размера даже для ранее успешных работ.