Šiandienos gamybos pramonės scenoje CNC staklės, pasižyminčios efektyviomis ir tiksliomis apdorojimo galimybėmis, tapo gamybos stuburu. Tipinių CNC staklių pagrindinių dalių apdirbimo tikslumo reikalavimai neabejotinai yra pagrindiniai elementai, lemiantys tiksliųjų CNC staklių pasirinkimą.
CNC staklės dėl savo įvairaus panaudojimo skirstomos į skirtingas kategorijas, tokias kaip paprastos, pilnai funkcionalios ir itin tikslios, o jų tikslumo lygis labai skiriasi. Paprastos CNC staklės vis dar užima vietą dabartinėje tekinimo ir frezavimo staklių srityje, jų minimali judesio skiriamoji geba yra 0,01 mm, o judesio ir apdirbimo tikslumas paprastai svyruoja nuo 0,03 iki 0,05 mm ar daugiau. Nors tikslumas yra gana ribotas, kai kuriuose apdirbimo scenarijuose, kur tikslumo reikalavimai nėra itin griežti, paprastos CNC staklės atlieka nepakeičiamą vaidmenį dėl savo ekonominės naudos ir paprasto valdymo.
Tuo tarpu itin tikslūs CNC staklės yra specialiai sukurtos specialiems apdirbimo poreikiams, jų tikslumas siekia stulbinantį 0,001 mm ar mažiau. Itin tikslūs CNC staklės dažnai naudojamos didelio tikslumo ir pažangiose srityse, tokiose kaip aviacija ir medicinos įranga, nes jos suteikia tvirtą techninę paramą gaminant itin sudėtingus ir tikslumo reikalaujančius komponentus.
Tikslumo požiūriu CNC stakles galima suskirstyti į paprastas ir tikslias. Paprastai CNC staklėms atliekama nuo 20 iki 30 tikslumo tikrinimo elementų, tačiau svarbiausi ir tipiškiausi yra vienos ašies padėties nustatymo tikslumas, vienos ašies pakartotinio padėties nustatymo tikslumas ir dviejų ar daugiau sujungtų apdirbimo ašių pagaminto bandinio apvalumas.
Padėties nustatymo tikslumas ir pakartotinio padėties nustatymo tikslumas vienas kitą papildo ir kartu apibrėžia išsamų staklės ašies judančių komponentų tikslumo profilį. Ypač pakartotinio padėties nustatymo tikslumo požiūriu jis yra tarsi veidrodis, aiškiai atspindintis ašies padėties nustatymo stabilumą bet kuriame jos eigos taške. Ši charakteristika tampa kertiniu akmeniu matuojant, ar velenas gali veikti stabiliai ir patikimai, ir yra labai svarbi siekiant užtikrinti ilgalaikį stabilų staklės veikimą ir apdirbimo kokybės pastovumą.
Šiandieninė CNC sistemos programinė įranga yra tarsi sumanus meistras, turintis gausias ir įvairias klaidų kompensavimo funkcijas, galinčias sumaniai tiksliai ir stabiliai kompensuoti kiekvienoje padavimo perdavimo grandinės grandyje susidarančias sistemos klaidas. Pavyzdžiui, įvairiose perdavimo grandinės grandyse tokių veiksnių kaip prošvaisa, elastinė deformacija ir kontaktinis standumas pokyčiai nėra pastovūs, o rodo dinaminius momentinius impulso pokyčius, tokius kaip darbastalio apkrovos dydis, judėjimo atstumo ilgis ir judėjimo padėties nustatymo greitis.
Kai kuriose atvirojo ir pusiau uždarojo ciklo tiekimo servo sistemose mechaniniai pavaros komponentai po matavimo komponentų yra tarsi laivai, judantys į priekį pučiant vėjui ir lietui, veikiami įvairių atsitiktinių veiksnių. Pavyzdžiui, rutulinių sraigtų terminio pailgėjimo reiškinys gali sukelti faktinės darbastalio padėties poslinkį, todėl atsiranda didelių atsitiktinių paklaidų apdirbimo tikslumui. Apibendrinant galima teigti, kad jei pasirinkimo procese pasirenkama gerai, neabejotina, kad pirmenybė turėtų būti teikiama įrangai, pasižyminčiai puikiu pakartotinio padėties nustatymo tikslumu, taip užtikrinant tvirtą apdorojimo kokybės užtikrinimą.
Cilindrinių paviršių frezavimo arba erdvinių spiralinių griovelių (sriegių) frezavimo tikslumas, tarsi smulki liniuotė staklių našumui matuoti, yra pagrindinis rodiklis, leidžiantis visapusiškai įvertinti CNC ašies (dviejų ar trijų ašių) servo sekimo judesio charakteristikas ir staklės CNC sistemos interpoliacijos funkciją. Efektyvus būdas nustatyti šį rodiklį yra apdirbto cilindrinio paviršiaus apvalumo matavimas.
Pjaunant bandomuosius ruošinius CNC staklėmis, frezavimo įstrižai kvadratinis keturpusis apdirbimo metodas taip pat parodo savo unikalią vertę, nes leidžia tiksliai įvertinti dviejų valdomų ašių tikslumą tiesinio interpoliavimo judesyje. Atliekant šią bandomąją pjovimo operaciją, būtina kruopščiai sumontuoti tiksliam apdirbimui naudojamą galinį frezą ant staklių veleno, o tada atlikti kruopštų frezavimą ant darbastalio padėto apskrito bandinio. Mažoms ir vidutinėms staklėms apskrito bandinio dydis paprastai parenkamas nuo 200 iki 300 ¥. Šis diapazonas buvo išbandytas praktikoje ir gali efektyviai įvertinti staklių apdirbimo tikslumą.
Baigę frezuoti, atsargiai uždėkite išpjautą bandinį ant apvalumo matuoklio ir išmatuokite jo apdirbto paviršiaus apvalumą tiksliu matavimo prietaisu. Šiame procese būtina atidžiai stebėti ir analizuoti matavimo rezultatus. Jei ant frezuoto cilindrinio paviršiaus yra akivaizdžių frezos vibracijos modelių, tai įspėja, kad staklės interpoliacijos greitis gali būti nestabilus; jei frezuojant gautas apvalumas rodo akivaizdžias elipsines paklaidas, tai dažnai rodo, kad dviejų valdomų ašių sistemų stiprinimas interpoliacijos judesyje nebuvo gerai suderintas; kai ant apskrito paviršiaus kiekvienoje valdomos ašies judėjimo krypties keitimo taške yra stabdymo žymės (t. y. nuolatinio pjovimo judesio metu sustabdžius padavimo judesį tam tikroje padėtyje, apdirbimo paviršiuje susidaro nedidelis metalo pjovimo žymių segmentas), tai reiškia, kad ašies priekinė ir atbulinė eiga nebuvo sureguliuota iki idealios būsenos.
Vienos ašies padėties nustatymo tikslumo sąvoka reiškia paklaidų diapazoną, susidarantį nustatant bet kurį tašką ašies eigos ribose. Tai tarsi švyturys, tiesiogiai apšviečiantis staklės apdirbimo tikslumą ir neabejotinai tampantis vienu svarbiausių CNC staklių techninių rodiklių.
Šiuo metu skirtingose pasaulio šalyse yra tam tikrų skirtumų tarp vienos ašies padėties nustatymo tikslumo reglamentų, apibrėžimų, matavimo metodų ir duomenų apdorojimo metodų. Pateikiant įvairius CNC staklių pavyzdžių duomenis, dažniausiai cituojami standartai yra Amerikos standartas (NAS), Amerikos staklių gamintojų asociacijos rekomenduojami standartai, Vokietijos standartas (VDI), Japonijos standartas (JIS), Tarptautinė standartizacijos organizacija (ISO) ir Kinijos nacionalinis standartas (GB).
Tarp šių nuostabių standartų Japonijos standartai yra gana švelnūs reglamentavimo požiūriu. Matavimo metodas pagrįstas vienu stabilių duomenų rinkiniu, o tada sumaniai naudojamos ± vertės, kad paklaidos vertė būtų sumažinta perpus. Dėl to naudojant Japonijos standartinius matavimo metodus gautas padėties nustatymo tikslumas dažnai skiriasi daugiau nei dvigubai, palyginti su kitais standartais.
Nors kiti standartai skiriasi duomenų apdorojimo būdais, jie yra giliai įsišakniję klaidų statistikos dirvoje, skirtoje analizuoti ir matuoti padėties nustatymo tikslumą. Tiksliau, tam tikros padėties nustatymo taško paklaidos CNC staklės valdomoje ašies eigoje atveju, jis turėtų atspindėti galimas paklaidas, kurios gali atsirasti per tūkstančius padėties nustatymo kartų ilgalaikio staklės naudojimo metu ateityje. Tačiau dėl realių sąlygų matavimo metu dažnai galime atlikti tik ribotą operacijų skaičių, paprastai 5–7 kartus.
CNC staklių tikslumo įvertinimas yra tarsi sudėtinga galvosūkių sprendimo kelionė, kurios neįmanoma pasiekti per naktį. Kai kuriems tikslumo rodikliams pasiekti reikia atidžiai patikrinti ir išanalizuoti apdorotus gaminius po faktinio staklės apdirbimo, o tai neabejotinai padidina tikslumo įvertinimo sunkumą ir sudėtingumą.
Siekdami užtikrinti gamybos poreikius atitinkančių CNC staklių pasirinkimą, prieš priimdami sprendimus dėl pirkimo, turime nuodugniai ištirti staklių tikslumo parametrus ir atlikti išsamią bei detalią analizę. Tuo pačiu metu labai svarbu pakankamai ir nuodugniai bendrauti ir keistis informacija su CNC staklių gamintojais. Gamintojo gamybos proceso lygio, kokybės kontrolės priemonių griežtumo ir garantinio aptarnavimo išsamumo supratimas gali suteikti vertingesnį pagrindą mūsų sprendimams priimti.
Praktinio pritaikymo scenarijuose CNC staklių tipas ir tikslumo lygis taip pat turėtų būti moksliškai ir pagrįstai parinkti, atsižvelgiant į konkrečias apdirbimo užduotis ir detalių tikslumo reikalavimus. Detalėms, kurioms keliami itin aukšti tikslumo reikalavimai, pirmenybė turėtų būti teikiama staklėms su pažangiomis CNC sistemomis ir didelio tikslumo komponentais. Toks pasirinkimas ne tik užtikrina puikią apdorojimo kokybę, bet ir pagerina gamybos efektyvumą, sumažina atliekų kiekį ir suteikia didesnę ekonominę naudą įmonei.
Be to, reguliarus CNC staklių tikslumo bandymas ir kruopšti priežiūra yra pagrindinės priemonės, užtikrinančios ilgalaikį stabilų veikimą ir didelio tikslumo apdirbimo galimybes. Laiku nustatant ir išsprendžiant galimas tikslumo problemas, galima veiksmingai pailginti staklių tarnavimo laiką, užtikrinant apdirbimo kokybės stabilumą ir patikimumą. Kaip ir rūpinantis brangiu lenktyniniu automobiliu, tik nuolatinis dėmesys ir priežiūra gali padėti jam išlikti gerai veikiančiam trasoje.
Apibendrinant galima teigti, kad CNC staklių tikslumas yra daugiamatis ir išsamus rodiklis, apimantis visą staklių projektavimo ir kūrimo, gamybos ir surinkimo, montavimo ir derinimo, taip pat kasdienio naudojimo ir priežiūros procesą. Tik visapusiškai suprasdami ir įvaldę atitinkamas žinias bei technologijas, galime išmintingai pasirinkti tinkamiausias CNC stakles realiai gamybos veiklai, visapusiškai išnaudoti jų potencialų efektyvumą ir suteikti didelę galią bei paramą sparčiam gamybos pramonės vystymuisi.