Naujienos – išanalizuokite tris pagrindinius elementus, kuriems reikia tiksliai išmatuoti tiekiant CNC apdirbimo centrą.

CNC apdirbimo centrų tikslumo priėmimo pagrindinių elementų analizė

Santrauka: Šiame straipsnyje išsamiai aprašomi trys pagrindiniai elementai, kurių tikslumą reikia išmatuoti pristatant CNC apdirbimo centrus: geometrinis tikslumas, padėties nustatymo tikslumas ir pjovimo tikslumas. Išsamiai išanalizavus kiekvieno tikslumo elemento reikšmes, tikrinimo turinį, dažniausiai naudojamus tikrinimo įrankius ir tikrinimo atsargumo priemones, pateikiamos išsamios ir sistemingos CNC apdirbimo centrų priėmimo darbų gairės, kurios padeda užtikrinti, kad apdirbimo centrai, pristatomi naudoti, pasižymėtų geru našumu ir tikslumu, atitinkančiu pramoninės gamybos didelio tikslumo apdorojimo reikalavimus.

I. Įvadas

CNC apdirbimo centrų, kaip vienos iš pagrindinių šiuolaikinės gamybos įrangos, tikslumas tiesiogiai veikia apdirbamų ruošinių kokybę ir gamybos efektyvumą. Pristatymo etape labai svarbu atlikti išsamius ir kruopščius geometrinio tikslumo, padėties nustatymo tikslumo ir pjovimo tikslumo matavimus bei patvirtinimus. Tai susiję ne tik su įrangos patikimumu pirmą kartą pradedant naudoti, bet ir su svarbia vėlesnio ilgalaikio stabilaus veikimo bei didelio tikslumo apdorojimo garantija.

II. CNC apdirbimo centrų geometrinio tikslumo patikra

(I) Tikrinimo elementai ir konotacijos

Pavyzdžiui, įprasto vertikalaus apdirbimo centro geometrinio tikslumo patikra apima kelis svarbius aspektus.

Stalo paviršiaus lygumas: Stalo paviršiaus lygumas, kaip ruošinių tvirtinimo atskaitos taškas, tiesiogiai veikia ruošinių montavimo tikslumą ir plokštumos kokybę po apdorojimo. Jei lygumas viršija toleranciją, apdorojant plokštuminius ruošinius atsiras tokių problemų kaip netolygus storis ir pablogėjęs paviršiaus šiurkštumas.
Abipusis judesių statmenumas kiekviena koordinačių kryptimi: X, Y ir Z koordinačių ašių statmenumo nuokrypis sukels apdirbamo ruošinio erdvinės geometrinės formos nuokrypius. Pavyzdžiui, frezuojant stačiakampį stačiakampį ruošinį, iš pradžių statmenos briaunos turės kampinius nuokrypius, kurie smarkiai paveiks ruošinio surinkimo našumą.
Darbinio stalo paviršiaus lygiagretumas judant X ir Y koordinačių kryptimis: šis lygiagretumas užtikrina, kad pjovimo įrankio ir darbinio stalo paviršiaus santykinis padėties santykis išliktų pastovus, kai įrankis juda X ir Y plokštumoje. Priešingu atveju, atliekant plokštuminį frezavimą, atsiras nevienodi apdirbimo nuokrypiai, dėl kurių pablogės paviršiaus kokybė ir netgi per didelis pjovimo įrankio susidėvėjimas.
T formos griovelio šono lygiagretumas su darbinio stalo paviršiumi judant X koordinatės kryptimi: apdirbimo užduotims, kurioms reikalingas tvirtinimo įtaiso pozicionavimas naudojant T formos griovelį, šio lygiagretumo tikslumas yra susijęs su tvirtinimo įtaiso montavimo tikslumu, kuris savo ruožtu turi įtakos ruošinio pozicionavimo tikslumui ir apdirbimo tikslumui.
Ašinis veleno išstūmimas: Ašinis veleno išstūmimas sukels nedidelį pjovimo įrankio poslinkį ašine kryptimi. Gręžimo, ištekinimo ir kitų apdirbimo procesų metu dėl to atsiras skylės skersmens dydžio paklaidų, pablogės skylės cilindriškumas ir padidės paviršiaus šiurkštumas.
Radialinis veleno kiaurymės išnirimas: Jis turi įtakos pjovimo įrankio prispaudimo tikslumui, todėl įrankio radialinė padėtis sukimosi metu tampa nestabili. Frezuojant išorinį apskritimą arba gręžiant skyles, padidėja apdirbamos detalės kontūro formos paklaida, todėl sunku užtikrinti apvalumą ir cilindriškumą.
Veleno ašies lygiagretumas, kai veleno dėžė juda Z koordinatės kryptimi: šis tikslumo indeksas yra labai svarbus siekiant užtikrinti santykinės padėties tarp pjovimo įrankio ir ruošinio pastovumą apdirbant skirtingose Z ašies padėtyse. Jei lygiagretumas prastas, giluminio frezavimo ar gręžimo metu susidarys nevienodas apdirbimo gylis.
Veleno sukimosi ašies statmenumas darbinio stalo paviršiui: vertikaliuose apdirbimo centruose šis statmenumas tiesiogiai lemia vertikalių ir pasvirusių paviršių apdirbimo tikslumą. Jei yra nuokrypis, atsiras tokių problemų kaip nestatmeni vertikalūs paviršiai ir netikslūs pasvirusių paviršių kampai.
Veleno dėžės judėjimo Z koordinatės kryptimi tiesumas: tiesumo paklaida sukels pjovimo įrankio nukrypimą nuo idealios tiesios trajektorijos judant Z ašimi. Apdirbant gilias skyles arba daugiapakopius paviršius, tai sukels bendraašio paklaidas tarp laiptelių ir skylių tiesumo paklaidas.

(II) Dažniausiai naudojami tikrinimo įrankiai

Geometrinio tikslumo patikrai atlikti reikia naudoti daugybę didelio tikslumo patikros įrankių. Tikslūs nivelyrai gali būti naudojami darbinio stalo paviršiaus lygumui, tiesumui ir lygiagretumui kiekvienoje koordinačių ašies kryptimi matuoti; tikslūs kvadratiniai langeliai, stačiakampiai kvadratai ir lygiagrečios liniuotės gali padėti nustatyti statmenumą ir lygiagretumą; lygiagretūs šviesos vamzdeliai gali suteikti didelio tikslumo atskaitos tieses lyginamiesiems matavimams; indikatoriai ir mikrometrai plačiai naudojami įvairiems mažiems poslinkiams ir iškritimams, pvz., ašiniam ir radialiniam veleno iškritimui, matuoti; didelio tikslumo bandymo strypai dažnai naudojami veleno kiaurymės tikslumui ir padėties santykiui tarp veleno ir koordinačių ašių nustatyti.

(III) Patikrinimo atsargumo priemonės

CNC apdirbimo centrų geometrinio tikslumo patikra turi būti atliekama vienu metu po tikslaus CNC apdirbimo centrų sureguliavimo. Taip yra todėl, kad tarp įvairių geometrinio tikslumo rodiklių yra tarpusavyje susiję ir sąveikaujantys ryšiai. Pavyzdžiui, darbinio stalo paviršiaus lygumas ir koordinačių ašių judėjimo lygiagretumas gali vienas kitą riboti. Vieno elemento reguliavimas gali sukelti grandininę reakciją su kitais susijusiais elementais. Jei vienas elementas sureguliuojamas ir vėliau tikrinamas po vieną, sunku tiksliai nustatyti, ar bendras geometrinis tikslumas tikrai atitinka reikalavimus, be to, tai nepadeda nustatyti tikslumo nuokrypių priežasties ir atlikti sistemingų koregavimų bei optimizavimų.

III. CNC apdirbimo centrų padėties nustatymo tikslumo patikra

(I) Padėties nustatymo tikslumo apibrėžimas ir įtakojantys veiksniai

Padėties nustatymo tikslumas reiškia padėties tikslumą, kurį kiekviena CNC apdirbimo centro koordinačių ašis gali pasiekti valdant skaitmeninio valdymo įrenginį. Jis daugiausia priklauso nuo skaitmeninio valdymo sistemos valdymo tikslumo ir mechaninės perdavimo sistemos paklaidų. Skaitmeninio valdymo sistemos skiriamoji geba, interpoliacijos algoritmai ir grįžtamojo ryšio aptikimo įrenginių tikslumas turės įtakos padėties nustatymo tikslumui. Kalbant apie mechaninę transmisiją, tokie veiksniai kaip švino sraigto žingsnio paklaida, atstumas tarp švino sraigto ir veržlės, kreipiančiosios bėgio tiesumas ir trintis taip pat labai lemia padėties nustatymo tikslumo lygį.

(II) Patikrinimo turinys

Kiekvienos tiesinio judėjimo ašies padėties nustatymo tikslumas ir pasikartojančio padėties nustatymo tikslumas: padėties nustatymo tikslumas atspindi nuokrypio diapazoną tarp komanduotos padėties ir faktinės pasiektos koordinačių ašies padėties, o pasikartojančio padėties nustatymo tikslumas atspindi padėties išsisklaidymo laipsnį, kai koordinačių ašis pakartotinai juda į tą pačią komanduotą padėtį. Pavyzdžiui, atliekant kontūro frezavimą, prastas padėties nustatymo tikslumas sukels nuokrypius tarp apdirbto kontūro formos ir suprojektuoto kontūro, o prastas pasikartojančio padėties nustatymo tikslumas sukels nenuoseklias apdirbimo trajektorijas apdorojant tą patį kontūrą kelis kartus, o tai turi įtakos paviršiaus kokybei ir matmenų tikslumui.
Kiekvienos tiesinio judėjimo ašies mechaninės pradžios taško grąžinimo tikslumas: mechaninė pradžios taškas yra koordinačių ašies atskaitos taškas, o jo grąžinimo tikslumas tiesiogiai veikia koordinačių ašies pradinės padėties tikslumą įjungus staklę arba atlikus nulinio grąžinimo operaciją. Jei grąžinimo tikslumas nėra didelis, vėlesnio apdirbimo metu gali atsirasti nukrypimų tarp ruošinio koordinačių sistemos pradžios taško ir suprojektuotos pradžios taško, dėl to visame apdirbimo procese gali atsirasti sistemingų padėties paklaidų.
Kiekvienos tiesinio judėjimo ašies laisvumas: Kai koordinačių ašis persijungia tarp judėjimo į priekį ir atgal, dėl tokių veiksnių kaip tarpas tarp mechaninių transmisijos komponentų ir trinties pokyčiai, atsiranda laisvumas. Apdirbimo užduotyse, kuriose dažnai judama į priekį ir atgal, pavyzdžiui, frezuojant sriegius arba atliekant slankiojantį kontūro apdirbimą, laisvumas sukels „laiptelio“ tipo paklaidas apdirbimo trajektorijoje, o tai turi įtakos apdirbimo tikslumui ir paviršiaus kokybei.
Kiekvienos sukamojo judesio ašies (sukamojo stalviršio) padėties nustatymo tikslumas ir pasikartojantis padėties nustatymo tikslumas: Apdirbimo centruose su sukamaisiais stalviršiais sukamojo judesio ašių padėties nustatymo tikslumas ir pasikartojantis padėties nustatymo tikslumas yra labai svarbūs apdirbant ruošinius su apskritimu arba daugiapakopiu apdirbimu. Pavyzdžiui, apdirbant ruošinius su sudėtingomis apskritimo pasiskirstymo charakteristikomis, tokiais kaip turbinų mentės, sukamojo judesio ašies tikslumas tiesiogiai lemia kampinį tikslumą ir menčių pasiskirstymo vienodumą.
Kiekvienos sukamojo judesio ašies kilmės grąžinimo tikslumas: panašiai kaip tiesinio judesio ašies atveju, sukamojo judesio ašies kilmės grąžinimo tikslumas turi įtakos jos pradinės kampinės padėties tikslumui po nulinio grąžinimo operacijos ir yra svarbus pagrindas užtikrinant daugiapakopio apdorojimo arba apskrito indeksavimo apdorojimo tikslumą.
Kiekvienos sukamojo judesio ašies laisvumas: laisvumas, atsirandantis sukamosios ašies perjungimo iš į priekį ir atgal metu, sukels kampinius nuokrypius apdirbant apskritus kontūrus arba atliekant kampinį indeksavimą, o tai turės įtakos ruošinio formos ir padėties tikslumui.

(III) Tikrinimo metodai ir įranga

Padėties nustatymo tikslumui tikrinti paprastai naudojama didelio tikslumo tikrinimo įranga, pvz., lazeriniai interferometrai ir grotelių skalės. Lazerinis interferometras tiksliai matuoja koordinačių ašies poslinkį, skleisdamas lazerio spindulį ir matuodamas jo interferencinių juostų pokyčius, kad gautų įvairius rodiklius, pvz., padėties nustatymo tikslumą, pasikartojančio padėties nustatymo tikslumą ir laisvumą. Grotelių skalė yra tiesiogiai sumontuota ant koordinačių ašies ir perduoda koordinačių ašies padėties informaciją, nuskaitydama grotelių juostų pokyčius, kuriuos galima naudoti su padėties nustatymo tikslumu susijusiems parametrams stebėti ir tikrinti internetu.

IV. CNC apdirbimo centrų pjovimo tikslumo patikra

(I) Pjovimo tikslumo pobūdis ir reikšmė

CNC apdirbimo centro pjovimo tikslumas – tai išsamus tikslumas, atspindintis apdirbimo tikslumo lygį, kurį staklės gali pasiekti faktinio pjovimo proceso metu, visapusiškai atsižvelgiant į įvairius veiksnius, tokius kaip geometrinis tikslumas, padėties nustatymo tikslumas, pjovimo įrankio našumas, pjovimo parametrai ir proceso sistemos stabilumas. Pjovimo tikslumo patikrinimas yra galutinis bendro staklės našumo patikrinimas ir yra tiesiogiai susijęs su tuo, ar apdirbtas ruošinys gali atitikti projektavimo reikalavimus.

(II) Patikrinimo klasifikacija ir turinys

Vieno apdirbimo tikslumo patikra
- Gręžimo tikslumas – apvalumas, cilindriškumas: Gręžimas yra įprastas apdirbimo procesas apdirbimo centruose. Išgręžtos skylės apvalumas ir cilindriškumas tiesiogiai atspindi staklės tikslumo lygį, kai sukamasis ir tiesinis judesiai veikia kartu. Apvalumo paklaidos lems nevienodą skylės skersmenį, o cilindriškumo paklaidos sukels skylės ašies išlinkimą, o tai turės įtakos kitų dalių sujungimo tikslumui.
- Plokštuminio frezavimo galiniais frezavimo staklėmis plokštumos plokštuma ir žingsnio skirtumas: frezuojant plokštumą galiniais frezavimo staklėmis, plokštuma atspindi darbinio stalo paviršiaus lygiagretumą su įrankio judėjimo plokštuma ir įrankio pjovimo briaunos vienodą dilimą, o žingsnio skirtumas atspindi įrankio pjovimo gylio pastovumą skirtingose plokštuminio frezavimo proceso metu. Jei yra žingsnio skirtumas, tai rodo, kad yra problemų su staklės judėjimo vienodumu X ir Y plokštumose.
- Šoninio frezavimo su galiniais frezais statmenumas ir lygiagretumas: frezuojant šoninį paviršių, statmenumas ir lygiagretumas atitinkamai patikrina statmenumą tarp veleno sukimosi ašies ir koordinačių ašies bei lygiagretumo santykį tarp įrankio ir atskaitos paviršiaus pjaunant šoninį paviršių, o tai yra labai svarbu užtikrinant ruošinio šoninio paviršiaus formos tikslumą ir surinkimo tikslumą.
Standartinio išsamaus bandomojo elemento apdirbimo tikslus patikrinimas
- Horizontalių apdirbimo centrų pjovimo tikslumo patikros turinys
  - Gręžtinių skylių atstumų tikslumas – X ašies kryptimi, Y ašies kryptimi, įstrižainės kryptimi ir skylės skersmens nuokrypiu: Gręžtinių skylių atstumų tikslumas išsamiai patikrina staklės padėties nustatymo tikslumą X ir Y plokštumose bei galimybę valdyti matmenų tikslumą skirtingomis kryptimis. Skylės skersmens nuokrypis taip pat atspindi gręžimo proceso tikslumo stabilumą.
  - Aplinkinių paviršių frezavimo galiniais frezavimo staklėmis tiesumas, lygiagretumas, storio skirtumas ir statmenumas: frezuojant aplinkinius paviršius galiniais frezavimo staklėmis, daugiaašio sujungimo apdirbimo metu galima nustatyti įrankio padėties tikslumo santykį su skirtingais ruošinio paviršiais. Tiesumas, lygiagretumas ir statmenumas atitinkamai patikrina geometrinės formos tikslumą tarp paviršių, o storio skirtumas atspindi įrankio pjovimo gylio valdymo tikslumą Z ašies kryptimi.
  - Dviejų ašių jungčių tiesių linijų frezavimo tiesumas, lygiagretumas ir statmenumas: Dviejų ašių jungčių tiesių linijų frezavimas yra pagrindinė kontūrų apdirbimo operacija. Ši tikslumo patikra gali įvertinti staklės trajektorijos tikslumą, kai X ir Y ašys juda koordinuotai, o tai vaidina pagrindinį vaidmenį užtikrinant įvairių tiesių kontūrų formų ruošinių apdirbimo tikslumą.
  - Lankinio frezavimo su galiniais frezais apvalumas: Lankinio frezavimo tikslumas daugiausia tikrina staklės tikslumą lanko interpoliacijos judesio metu. Apvalumo paklaidos turės įtakos ruošinių su lanko kontūrais, tokių kaip guolių korpusai ir krumpliaračiai, formos tikslumui.

(III) Pjovimo tikslumo patikros sąlygos ir reikalavimai

Pjovimo tikslumo patikrinimas turėtų būti atliktas po to, kai staklių geometrinis tikslumas ir padėties nustatymo tikslumas yra pripažinti kvalifikuotais. Reikėtų pasirinkti tinkamus pjovimo įrankius, pjovimo parametrus ir ruošinio medžiagas. Pjovimo įrankiai turėtų būti aštrūs ir atsparūs dilimui, o pjovimo parametrai turėtų būti pagrįstai parinkti atsižvelgiant į staklių našumą, pjovimo įrankio medžiagą ir ruošinio medžiagą, kad būtų užtikrintas tikrasis staklių pjovimo tikslumas įprastomis pjovimo sąlygomis. Tuo tarpu patikrinimo proceso metu apdirbtas ruošinys turėtų būti tiksliai išmatuotas, o norint išsamiai ir tiksliai įvertinti įvairius pjovimo tikslumo rodiklius, turėtų būti naudojama didelio tikslumo matavimo įranga, pvz., koordinačių matavimo mašinos ir profiliometrai.

V. Išvada

Geometrinio tikslumo, padėties nustatymo tikslumo ir pjovimo tikslumo tikrinimas pristatant CNC apdirbimo centrus yra pagrindinė grandis, užtikrinanti staklių kokybę ir našumą. Geometrinis tikslumas garantuoja pagrindinį staklių tikslumą, padėties nustatymo tikslumas lemia staklių tikslumą judesio valdyme, o pjovimo tikslumas yra išsamus bendro staklių apdirbimo pajėgumo patikrinimas. Faktinio priėmimo proceso metu būtina griežtai laikytis atitinkamų standartų ir specifikacijų, naudoti tinkamus tikrinimo įrankius ir metodus bei išsamiai ir kruopščiai išmatuoti ir įvertinti įvairius tikslumo rodiklius. Tik įvykdžius visus tris tikslumo reikalavimus, CNC apdirbimo centras gali būti oficialiai pradėtas gaminti ir naudoti, teikiant didelio tikslumo ir didelio efektyvumo apdorojimo paslaugas gamybos pramonei ir skatinant pramoninės gamybos plėtrą siekiant aukštesnės kokybės ir didesnio tikslumo. Tuo tarpu reguliarus apdirbimo centro tikslumo tikrinimas ir kalibravimas taip pat yra svarbi priemonė, užtikrinanti ilgalaikį stabilų jo veikimą ir nuolatinį apdirbimo tikslumo patikimumą.