Ar žinote, kaip pasirinkti tinkamą tikslumą vertikaliems apdirbimo centrams?

Tipinių vertikalių apdirbimo centrų pagrindinių dalių tikslumo reikalavimai lemia CNC staklių pasirinkimo tikslumo lygį. CNC stakles pagal jų naudojimą galima suskirstyti į paprastas, pilnai funkcionalias, itin tikslias ir kt., o jų pasiekiamas tikslumas taip pat skiriasi. Paprastas tipas šiuo metu naudojamas kai kuriose tekinimo ir frezavimo staklėse, o minimali judesio skiriamoji geba yra 0,01 mm, o tiek judesio, tiek apdirbimo tikslumas yra didesnis nei (0,03–0,05) mm. Ypač tikslus tipas naudojamas specialiam apdirbimui, jo tikslumas yra mažesnis nei 0,001 mm. Čia daugiausia aptariamos plačiausiai naudojamos pilnai funkcionalios CNC staklės (daugiausia apdirbimo centrai).
Vertikalūs apdirbimo centrai pagal tikslumą gali būti skirstomi į paprastus ir tikslius. Paprastai CNC staklės turi 20–30 tikslumo tikrinimo elementų, tačiau jų išskirtiniausi elementai yra: vienos ašies padėties nustatymo tikslumas, vienos ašies pakartotinio padėties nustatymo tikslumas ir dviejų ar daugiau sujungtų apdirbimo ašių pagamintų bandinių apvalumas.
Padėties nustatymo tikslumas ir pakartotinio padėties nustatymo tikslumas visapusiškai atspindi kiekvieno judančio ašies komponento visapusišką tikslumą. Ypač kalbant apie pakartotinio padėties nustatymo tikslumą, jis atspindi ašies padėties nustatymo stabilumą bet kuriame jos eigos taške, o tai yra pagrindinis rodiklis, leidžiantis įvertinti, ar ašis gali veikti stabiliai ir patikimai. Šiuo metu CNC sistemų programinė įranga turi daug klaidų kompensavimo funkcijų, kurios gali stabiliai kompensuoti sistemos klaidas kiekvienoje padavimo grandinės grandyje. Pavyzdžiui, tokie veiksniai kaip tarpai, elastinė deformacija ir kontaktinis standumas kiekvienoje padavimo grandinės grandyje dažnai atspindi skirtingus momentinius judesius, priklausomai nuo darbastalio apkrovos dydžio, judėjimo atstumo ilgio ir judėjimo padėties nustatymo greičio. Kai kuriose atvirojo ir pusiau uždarojo ciklo padavimo servo sistemose mechaniniai pavaros komponentai, išmatavus komponentus, yra veikiami įvairių atsitiktinių veiksnių ir taip pat turi didelių atsitiktinių paklaidų, tokių kaip faktinis darbastalio padėties poslinkis, kurį sukelia rutulinio sraigto šiluminis pailgėjimas. Trumpai tariant, jei galite rinktis, rinkitės įrenginį, kurio pakartotinio padėties nustatymo tikslumas yra geriausias!
Vertikalaus apdirbimo centro tikslumas frezuojant cilindrinius paviršius arba frezuojant erdvinius spiralinius griovelius (sriegius) yra išsamus CNC ašies (dviejų arba trijų ašių) servo sekimo judesio charakteristikų ir CNC sistemos interpoliacijos funkcijos staklės įvertinimas. Vertinimo metodas yra apdirbamo cilindrinio paviršiaus apvalumo matavimas. CNC staklėse taip pat yra frezavimo įstrižas kvadratinis keturių pusių apdirbimo metodas bandiniams pjauti, kuris taip pat gali nustatyti dviejų valdomų ašių tikslumą tiesinio interpoliacijos judesyje. Atliekant šį bandomąjį pjovimą, tiksliam apdirbimui naudojamas galinis frezavimas sumontuojamas ant staklės veleno, o ant darbastalio padėtas apskritas bandinys frezuojamas. Mažoms ir vidutinėms staklėms apskritas bandinys paprastai imamas Ф 200 ~ Ф 300, tada išpjautas bandinys dedamas ant apvalumo matuoklio ir išmatuojamas jo apdirbto paviršiaus apvalumas. Akivaizdūs frezos vibracijos modeliai ant cilindrinio paviršiaus rodo nestabilų staklės interpoliacijos greitį; Frezuotas apvalumas turi didelę elipsinę paklaidą, atspindinčią dviejų valdomų ašių sistemų stiprinimo neatitikimą interpoliaciniam judesiui; kai kiekvienoje valdomos ašies judėjimo krypties keitimo taške ant apskrito paviršiaus yra stabdymo žymės (esant nuolatiniam pjovimo judesiui, sustabdžius padavimo judesį tam tikroje padėtyje, apdirbimo paviršiuje susidaro nedidelis metalinių pjovimo žymių segmentas), tai rodo, kad ašies priekinis ir atgalinis atstumai nebuvo tinkamai sureguliuoti.
Vienos ašies padėties nustatymo tikslumas reiškia paklaidos diapazoną, nustatant padėtį bet kuriame ašies eigos taške, kuris gali tiesiogiai atspindėti staklės apdirbimo tikslumą, todėl tai yra svarbiausias CNC staklių techninis rodiklis. Šiuo metu įvairiose pasaulio šalyse šiam rodikliui taikomi skirtingi reglamentai, apibrėžimai, matavimo metodai ir duomenų apdorojimas. Įvairių CNC staklių pavyzdžių duomenų įvedime dažniausiai naudojami standartai yra Amerikos standartas (NAS) ir Amerikos staklių gamintojų asociacijos rekomenduojami standartai, Vokietijos standartas (VDI), Japonijos standartas (JIS), Tarptautinė standartizacijos organizacija (ISO) ir Kinijos nacionalinis standartas (GB). Žemiausias iš šių standartų yra Japonijos standartas, nes jo matavimo metodas pagrįstas vienu stabilių duomenų rinkiniu, o tada paklaidos vertė suspaudžiama perpus su ± verte. Todėl pagal jo matavimo metodą išmatuotas padėties nustatymo tikslumas dažnai yra daugiau nei dvigubai didesnis nei pagal kitus standartus.
Nors duomenų apdorojimas tarp kitų standartų skiriasi, visi jie atspindi poreikį analizuoti ir matuoti padėties nustatymo tikslumą pagal paklaidų statistiką. Tai yra, CNC staklės (vertikalaus apdirbimo centro) valdomos ašies eigos padėties nustatymo taško paklaida turėtų atspindėti to taško, kuris ateityje bus aptinkamas tūkstančius kartų ilgalaikio staklės naudojimo metu, paklaidą. Tačiau matavimo metu galime išmatuoti tik ribotą skaičių kartų (paprastai 5–7 kartus).
Vertikalių apdirbimo centrų tikslumą sunku nustatyti, o kai kuriems reikia apdirbti prieš vertinimą, todėl šis žingsnis yra gana sudėtingas.