У машинској индустрији, тачност обраде је стална реч која се понавља неколико пута дневно. Кад год разговарате са неким у индустрији, прецизност обраде се скоро увек помиње. Дакле, шта тачно обезбеђује тачност машинске обраде? Овај видео врло јасно објашњава електричну прецизну контролу алатних машина. Хајде да погледамо.
Погледајте видео на Ви-Фи
Тачност обраде ЦНЦ машина алатки на крају зависи од тачности саме машине алатке. Прецизност ЦНЦ алатних машина укључује геометријску тачност, тачност позиционирања, поновљивост и тачност сечења.
Геометријска тачност, такође позната као статичка тачност, свеобухватно одражава грешке геометријског облика кључних компоненти ЦНЦ алатне машине након склапања.
Тачност позиционирања: Ово указује на достижну тачност кретања сваког покретног дела алатне машине под контролом ЦНЦ уређаја. Измерена вредност тачности позиционирања може се користити за одређивање оптималне тачности обраде радног комада која се може постићи током аутоматизованог процеса обраде машине. Ова вредност се односи на разлику између стварног положаја дела или алата и стандардног положаја (теоретски положај, идеалан положај). Што је разлика мања, то је већа тачност. То је предуслов за обезбеђивање тачности обраде делова.
Поновљивост се односи на доследност тачности позиционирања која се постиже узастопним покретањем истог програмског кода на ЦНЦ машини. Односи се на конзистентност узастопних резултата добијених приликом обраде серије делова под идентичним условима (на истој ЦНЦ машини, са различитим методама рада и истим програмом делова).
Тачност сечења је свеобухватно испитивање геометријске тачности машине алатке и тачности позиционирања у условима резања.
Као што се може видети изнад, тачност ЦНЦ алатних машина подељена је на два аспекта: механички и електрични. Механички аспект укључује тачност вретена, као што су одвајање и сабирница; тачност завртња; тачност фиксирања током обраде; и крутост алатних машина. Електрични аспект првенствено укључује методе управљања, као што су полу-затворена петља и потпуно затворена петља, као и методе повратне спреге и компензације, као и тачност интерполације током обраде. Према томе, тачност алатне машине није одређена тиме да ли је машина алатка потпуно затворена петља.
И. Принцип Увод
Кинематички ланац ЦНЦ алатне машине састоји се од ЦНЦ јединице → серво енкодера → серво погона → мотора → водећи вијак → покретног елемента. У зависности од локације уградње уређаја за детекцију положаја, он се категорише као контрола са потпуно затвореном петљом, полу-затвореном петљом или контролом отворене петље.
1. Потпуно затворен-Серво систем за увођење петље
Уређај за детекцију положаја (као што је линеарни енкодер или линеарни индукциони синхронизатор) је инсталиран на покретној компоненти машине алатке (као што је радни сто) да би обезбедио-повратне информације у реалном времену о положају покретне компоненте. Ову информацију обрађује ЦНЦ систем и преноси серво мотору, који затим аутоматски компензује грешке у кретању на основу системских команди. Међутим, пошто су ове компоненте, као што су водећи завртањ, склоп матице и сто машине, садржане у затвореној петљи, отклањање грешака у систему да би се обезбедио стабилан рад је сложено. Штавише, мерни уређаји као што су линеарни енкодери и линеарни индукциони синхронизатори су скупи, сложени за инсталацију и могу изазвати осцилације. Због тога се контрола потпуно затворене{5}}петље генерално не користи на машинама алаткама.
2. Полу-Серво систем за увођење-затворене петље
Уређај за детекцију положаја је инсталиран на крају погонског мотора или водећег завртња да детектује угао ротације водећег завртња или серво мотора, индиректно мерећи стварну позицију покретне компоненте машине алатке и пружајући повратну информацију контролном систему. Због напретка у механичкој производњи и побољшања тачности елемената за сензор брзине и корака оловног завртња, полу-затворене- ЦНЦ машине алатке сада могу да постигну изузетно високу прецизност увлачења. Већина произвођача машина алатки широко усваја ЦНЦ системе са полу{4}}затвореним-петљама.
ИИ. Практичне примене
1. Потпуно затворени-системи контроле петље
Уређаји за детекцију положаја (као што су линеарни енкодери и линеарни индукциони синхронизатори) имају различите нивое тачности (±0,01 мм, ±0,005 мм, ±0,003 мм и ±0,02 мм). Због тога ће контрола потпуно затворене{5}}петље такође имати грешке, а на прецизност позиционирања утиче ниво тачности.
Термичке перформансе (топлотна деформација) уређаја за детекцију положаја. Мерни уређај је углавном направљен од не-материјала, а његов коефицијент топлотног ширења није у складу са коефицијентом других компоненти алатних машина. То је кључни фактор у тачности рада машина алатки. Због тога је неопходно позабавити стварањем топлоте током машинске обраде како би се превазишле температурно{4}}индуковане термичке деформације. Врхунске{6}}алатне машине користе различите методе, као што су хлађење шупљих шрафова, подмазивање водича и хлађење течности за сечење при константној{7}}температури, како би се смањила термичка деформација током обраде.
Инсталација уређаја за детекцију положаја је такође веома важна. У теорији, што је ближе погонској оси (завртњи), то је мерење прецизније. Због ограничења простора, постоје само два начина за уградњу ваге: близу склопа завртња или изван шине водилице. Први начин инсталације се препоручује кад год је то могуће, али је незгодно прегледати и одржавати. Супротно томе, чак и ако је одабрана вага{4}}високе прецизности, она можда неће испунити захтеве за прецизношћу ЦНЦ алатне машине. Чак иу првом случају, вага је постављена релативно близу погонске осе, али још увек постоји одређена удаљеност од осе. Ова удаљеност, у комбинацији са осцилацијом објекта током вожње, ствара значајне изазове за откривање и контролу размера. Када се објекат заљуља према положају ваге, вага погрешно тумачи кретање као недовољно и систем генерише сигнал убрзања. Међутим, објекат се одмах замахне на другу страну, а вага погрешно тумачи кретање као прекомерно, што резултира сигналом успоравања. Овај циклус који се понавља не успева да побољша контролу линеарних осе ЦНЦ машине и уместо тога појачава вибрације објекта, што доводи до необичног феномена потпуно затвореног система петље који је инфериоран у односу на полу{10}}затворену петљу.
Утицај производног окружења: Постројења за механичку прераду углавном раде у тешким окружењима, а прашина и вибрације су уобичајене. Међутим, ваге и линеарни индукциони синхронизатори су прецизне компоненте које се ослањају на рефлексију светлости за мерење релативног положаја. Прашина и вибрације су највећи фактори који утичу на тачност мерења. Штавише, током машинске обраде, уљна и водена магла за сечење су прилично јаке, што значајно утиче на ваге и линеарне индукционе синхронизаторе. Због тога је потпуно затворен{4}}систем контроле петље од суштинског значаја. Поред обезбеђивања правилне инсталације и заптивања, производно окружење мора бити побољшано. У супротном, може доћи до овог феномена. Новопристигла машина алатка може имати одличну прецизност, али у року од годину дана не само да деградира, већ и доживљава честе аларме.
2. Полу{1}}управљачки систем{2}}затворене петље
Пошто је мерни уређај монтиран на мотор или водећи вијак, лакше се заптива и стога има мање еколошких захтева. Грешка у тачности контролног система полу{1}}затворене-петље је првенствено одређена зазором водећег завртња. Са напретком у технологији обраде, производни процес увезених водећих вијака је сада софистициранији, а пар високо{4}}прецизних водећих вијака практично елиминише зазор. Штавише, током монтаже, пар водећих шрафова користи пар ротирајућих кугличних вијака са двоструким-бројним редом-, који потпуно елиминише зазор. Поред тога, многи произвођачи алатних машина унапред-развлаче водећи завртањ током монтаже како би елиминисали утицај термичке деформације на тачност завртња. Према томе, тренутно су полу{11}}затворени-системи управљања у стању да обезбеде веома високу тачност алатних машина.
ИИИ. Закључак
Укратко, може се видети да, у теорији, ако се не узму у обзир спољни фактори, контрола у пуној-затвореној-петљи може побољшати основну прецизност позиционирања у поређењу са контролом полу{2}}затвореном-петљом. Међутим, ако се фактори као што су стварање топлоте алатке машине, загађење животне средине, пораст температуре, вибрације и инсталација не решавају ефикасно, потпуна-затворена-контрола може бити инфериорна у односу на полу{7}}управљање-затвореном петљом. Ово може бити ефикасно краткорочно, али током времена, ефекти прашине и температурних флуктуација на скали ће озбиљно утицати на повратне податке мерења, чинећи их неефикасним. Штавише, кварови на ваги ће генерисати аларме, узрокујући да машина алатка престане да ради.
За машине алатке нижег{0}} и средњег{1}}области, због трошкова и конкурентности, систем контроле потпуног -затвореног-петље је често поједностављен, са неадекватним мерама заптивања и контроле пораста температуре. Под овим околностима, једноставно додавање ваге, уз високу цену, неће побољшати тачност алатне машине.
