Apstrādes nozarē apstrādes precizitāte ir nemainīgs vārds, kas tiek atkārtots vairākas reizes dienā. Ikreiz, kad tērzējat ar kādu no nozares darbiniekiem, gandrīz vienmēr tiek pieminēta apstrādes precizitāte. Tātad, kas tieši nodrošina darbgaldu apstrādes precizitāti? Šis video ļoti skaidri izskaidro darbgaldu elektriskās precizitātes vadību. Paskatīsimies.
Noskatieties videoklipu Wi-Fi tīklā
CNC darbgaldu apstrādes precizitāte galu galā ir atkarīga no paša darbgalda precizitātes. CNC darbgaldu precizitāte ietver ģeometrisko precizitāti, pozicionēšanas precizitāti, atkārtojamību un griešanas precizitāti.
Ģeometriskā precizitāte, kas pazīstama arī kā statiskā precizitāte, vispusīgi atspoguļo CNC darbgalda galveno komponentu ģeometriskās formas kļūdas pēc montāžas.
Pozicionēšanas precizitāte: tas norāda katras darbgalda kustīgās daļas kustības sasniedzamo precizitāti CNC ierīces vadībā. Izmērīto pozicionēšanas precizitātes vērtību var izmantot, lai noteiktu optimālo sagataves apstrādes precizitāti, kas sasniedzama darbgalda automatizētā apstrādes procesā. Šī vērtība attiecas uz starpību starp detaļas vai instrumenta faktisko pozīciju un standarta pozīciju (teorētiskā pozīcija, ideālā pozīcija). Jo mazāka atšķirība, jo augstāka ir precizitāte. Tas ir priekšnoteikums, lai nodrošinātu detaļu apstrādes precizitāti.
Atkārtojamība attiecas uz pozicionēšanas precizitātes konsekvenci, kas panākta, atkārtoti palaižot vienu un to pašu programmas kodu CNC darbgaldos. Tas attiecas uz secīgu rezultātu konsekvenci, kas iegūti, apstrādājot detaļu partiju identiskos apstākļos (uz tā paša CNC darbgalda, ar dažādām darbības metodēm un to pašu detaļu programmu).
Griešanas precizitāte ir visaptveroša darbgalda ģeometriskās un pozicionēšanas precizitātes pārbaude griešanas apstākļos.
Kā redzams iepriekš, CNC darbgaldu precizitāte ir sadalīta divos aspektos: mehāniskajā un elektriskajā. Mehāniskais aspekts ietver vārpstas precizitāti, piemēram, izskrējienu un kopni; vadošās skrūves precizitāte; armatūras precizitāte apstrādes laikā; un darbgaldu stingrība. Elektriskais aspekts galvenokārt ietver vadības metodes, piemēram, daļēji-slēgtu un pilnībā slēgtu cilpu, kā arī atgriezeniskās saites un kompensācijas metodes, kā arī interpolācijas precizitāti apstrādes laikā. Tāpēc darbgalda precizitāti nenosaka tas, vai darbgalds ir pilnībā slēgts.
I. Princips Ievads
CNC darbgalda kinemātiskā ķēde sastāv no CNC bloka → servo kodētāja → servo piedziņas → motora → vadošās skrūves → kustīga elementa. Atkarībā no pozīcijas noteikšanas ierīces uzstādīšanas vietas tā tiek klasificēta kā pilnībā slēgta cilpa, daļēji{1}}slēgta cilpa vai atvērta cilpa.
1. Pilnībā slēgta-cilpas padeves servosistēma
Pozīcijas noteikšanas ierīce (piemēram, lineārais kodētājs vai lineārās indukcijas sinhronizators) ir uzstādīta darbgalda kustīgajā komponentā (piemēram, darbgaldā), lai nodrošinātu reāllaika atgriezenisko saiti par kustīgā komponenta pozīciju. Šo informāciju apstrādā CNC sistēma un paziņo servomotoram, kas pēc tam automātiski kompensē kustības kļūdas, pamatojoties uz sistēmas komandām. Tomēr, tā kā šie komponenti, piemēram, vadošā skrūve, uzgriežņu komplekts un mašīnas galds, atrodas slēgtā kontūrā, sistēmas atkļūdošana, lai nodrošinātu stabilu darbību, ir sarežģīta. Turklāt mērierīces, piemēram, lineārie kodētāji un lineārās indukcijas sinhronizatori, ir dārgas, sarežģītas uzstādīšanas un var izraisīt svārstības. Tāpēc pilnībā slēgta{5}}cilpas vadība parasti netiek izmantota darbgaldos.
2. Daļēji-slēgta-cilpas padeves servosistēma
Piedziņas motora vai vadošās skrūves galā ir uzstādīta pozīcijas noteikšanas ierīce, lai noteiktu vadošās skrūves vai servomotora griešanās leņķi, netieši mērot darbgalda kustīgās sastāvdaļas faktisko stāvokli un nodrošinot atgriezenisko saiti vadības sistēmai. Pateicoties mehāniskās ražošanas attīstībai un ātruma sensoru elementu precizitātes un vadošās skrūves soļa uzlabojumiem, daļēji{1}}slēgtas-cilpas CNC darbgaldi tagad var sasniegt izcili augstu padeves precizitāti. Lielākā daļa darbgaldu ražotāju plaši izmanto daļēji{4}}slēgtas{5}}cilpas CNC sistēmas.
II. Praktiski pielietojumi
1. Pilnībā slēgtas-cilpas vadības sistēmas
Pozīcijas noteikšanas ierīcēm (piemēram, lineārajiem kodētājiem un lineārās indukcijas sinhronizatoriem) ir dažādi precizitātes līmeņi (±0,01 mm, ±0,005 mm, ±0,003 mm un ±0,02 mm). Tāpēc arī pilnībā slēgta{5}}cilpas vadībai būs kļūdas, un pozicionēšanas precizitāti ietekmē precizitātes līmenis.
Pozīcijas noteikšanas ierīces siltuma veiktspēja (termiskā deformācija). Mērīšanas ierīce parasti ir izgatavota no nemetāliskiem materiāliem, un tās termiskās izplešanās koeficients neatbilst citu darbgalda komponentu siltuma izplešanās koeficientam. Tas ir galvenais darbgaldu darbības precizitātes faktors. Tāpēc, lai pārvarētu temperatūras -izraisīto termisko deformāciju, apstrādes laikā ir jārisina siltuma veidošanās. Augstas klases darbgaldos tiek izmantotas dažādas metodes, piemēram, dobu skrūvju dzesēšana, vadotnes eļļošana un griešanas šķidruma dzesēšana ar nemainīgu-temperatūru, lai apstrādes laikā samazinātu termisko deformāciju.
Ļoti svarīga ir arī pozīcijas noteikšanas ierīces uzstādīšana. Teorētiski, jo tuvāk tas atrodas piedziņas asij (skrūves montāža), jo precīzāks ir mērījums. Telpas ierobežojumu dēļ ir tikai divi veidi, kā uzstādīt svarus: pie vadošās skrūves mezgla vai ārpus vadošās sliedes. Kad vien iespējams, ir ieteicama pirmā uzstādīšanas metode, taču to ir neērti pārbaudīt un uzturēt. Un otrādi, pat ja ir atlasīta augstas-precizitātes skala, tā faktiski var neatbilst CNC darbgalda precizitātes prasībām. Pat pirmajā gadījumā svari ir uzstādīti salīdzinoši tuvu piedziņas asij, bet joprojām ir zināms attālums no ass. Šis attālums kopā ar objekta svārstībām braukšanas laikā rada ievērojamus izaicinājumus mēroga noteikšanai un kontrolei. Kad objekts svārstās pret svaru uzstādīšanas pozīciju, svari kļūdaini interpretē kustību kā nepietiekamu, un sistēma ģenerē paātrinājuma signālu. Tomēr objekts nekavējoties pagriežas uz otru pusi, un skala kustību kļūdaini interpretē kā pārmērīgu, kā rezultātā tiek parādīts palēninājuma signāls. Šis atkārtotais cikls nespēj uzlabot CNC iekārtas lineāro asu vadību un tā vietā saasina objekta vibrāciju, radot neparastu parādību, ka pilnībā slēgtas cilpas sistēma ir zemāka par daļēji{10}}slēgtu cilpu.
Ražošanas vides ietekme: Mehāniskās apstrādes rūpnīcas parasti darbojas skarbos apstākļos, bieži sastopami putekļi un vibrācija. Tomēr svari un lineārās indukcijas sinhronizatori ir precīzas sastāvdaļas, kas, lai izmērītu relatīvo pozīciju, ir atkarīgas no gaismas atstarošanas. Putekļi un vibrācija ir lielākie faktori, kas ietekmē mērījumu precizitāti. Turklāt apstrādes laikā griešanas eļļa un ūdens migla ir diezgan spēcīga, būtiski ietekmējot svarus un lineārās indukcijas sinhronizatorus. Tāpēc būtiska ir pilnībā slēgta-cilpas vadības sistēma. Papildus pareizas uzstādīšanas un blīvēšanas nodrošināšanai ir jāuzlabo ražošanas vide. Pretējā gadījumā šī parādība var rasties. Jauniegādātajam darbgaldam var būt izcila precizitāte, taču gada laikā tas ne tikai sabojājas, bet arī piedzīvo biežas trauksmes.
2. Daļēji-slēgta-cilpas vadības sistēma
Tā kā mērierīce ir uzstādīta uz motora vai svina skrūves, to ir vieglāk noblīvēt, tāpēc tai ir mazāk vides prasību. Daļēji-slēgtas-cilpas vadības sistēmas precizitātes kļūdu galvenokārt nosaka vadošās skrūves pretdarbība. Pateicoties apstrādes tehnoloģijām, importēto svina skrūvju ražošanas process tagad ir sarežģītāks, un augstas-precizitātes svina skrūvju pāris praktiski novērš pretdarbību. Turklāt montāžas laikā vadošais skrūvju pāris izmanto dubulto-rindu skaitītāju-rotējošo lodīšu skrūvju pāri, kas pilnībā novērš pretsparu. Turklāt daudzi darbgaldu ražotāji montāžas laikā iepriekš-izstiepj vadošo skrūvi, lai novērstu termiskās deformācijas ietekmi uz skrūvju piedziņas precizitāti. Tāpēc pašlaik daļēji{11}}slēgtas cilpas{12}}vadības sistēmas spēj nodrošināt ļoti augstu darbgaldu precizitāti.
III. Secinājums
Rezumējot, var redzēt, ka teorētiski, ja neņem vērā ārējos faktorus, pilnīgas -slēgtas-cilpas vadība var uzlabot pamata pozicionēšanas precizitāti, salīdzinot ar daļēji-slēgtas-cilpas vadību. Tomēr, ja netiek efektīvi novērsti tādi faktori kā darbgaldu siltuma rašanās, vides piesārņojums, temperatūras paaugstināšanās, vibrācija un uzstādīšana, pilnīgas -slēgtas-cilpas vadība var būt zemāka par daļēji-slēgtas{8} cilpas vadību. Tas var būt efektīvs īstermiņā, taču laika gaitā putekļu un temperatūras svārstību ietekme uz skalu nopietni ietekmēs mērījumu atgriezeniskās saites datus, padarot tos neefektīvus. Turklāt skalas kļūmes radīs trauksmes signālus, kā rezultātā darbgalds pārtrauks darboties.
Izmaksu un konkurētspējas apsvērumu dēļ zemas- un vidējas -klases darbgaldiem pilnas -slēgtās-cilpas vadības sistēma bieži vien ir vienkāršota ar nepietiekamu blīvējumu un temperatūras paaugstināšanās kontroles pasākumiem. Šādos apstākļos vienkārša skalas pievienošana par augstām izmaksām neuzlabos darbgalda precizitāti.
