L'efficacité des équipements de machines-outils CNC est étroitement liée à leur précision, ce qui en fait une priorité clé pour les entreprises lors de l'achat ou du développement de tels outils. Cependant, la précision de la plupart des nouvelles machines-outils est souvent inférieure aux normes requises à la sortie de l'usine. De plus, l'apparition de rodages et d'usures mécaniques lors d'une utilisation prolongée souligne la nécessité vitale d'ajuster la précision des machines-outils CNC pour garantir des performances de production optimales.
1. Compensation du jeu
Atténuation du jeu Dans les machines-outils CNC, les erreurs provenant des zones mortes inverses des composants d'entraînement sur la chaîne de transmission d'alimentation de chaque axe de coordonnées et du jeu inverse de chaque paire de transmission de mouvement mécanique entraînent des écarts lorsque chaque axe de coordonnées passe du mouvement avant au mouvement arrière. Cet écart, également connu sous le nom de jeu inverse ou perte d'élan, peut avoir un impact significatif sur la précision du positionnement et la précision du positionnement répétitif de la machine-outil lorsque des systèmes d'asservissement en boucle semi-fermée sont utilisés. De plus, l’augmentation progressive des jeux cinématiques des paires due à l’usure au fil du temps entraîne une augmentation correspondante de la déviation inverse. Par conséquent, une mesure régulière et une compensation de l’écart inverse de chaque axe de coordonnées de la machine-outil sont impératives.
Mesurer le jeu
Pour évaluer l'écart inverse, commencez dans la plage de déplacement de l'axe de coordonnées. Tout d’abord, établissez un point de référence en vous déplaçant d’une distance définie dans le sens avant ou arrière. Ensuite, émettez un ordre de mouvement spécifique dans la même direction pour parcourir une certaine distance. Ensuite, déplacez-vous sur la même distance dans la direction opposée et déterminez l'écart entre les positions de référence et d'arrêt. En règle générale, plusieurs mesures (souvent sept) sont effectuées à trois endroits proches du point médian et aux deux extrémités de la plage de déplacement. La valeur moyenne est ensuite calculée à chaque emplacement, le maximum parmi ces moyennes étant utilisé comme mesure de l'écart inverse. Il est essentiel de parcourir une distance spécifique pendant les mesures pour déterminer avec précision la valeur de l'écart inverse.
Lors de l'évaluation de l'écart inverse d'un axe de mouvement linéaire, il est courant d'utiliser un indicateur à cadran ou un comparateur à cadran comme outil de mesure. Si les circonstances le permettent, un interféromètre laser bi-fréquence peut également être utilisé à cette fin. Lors de l'utilisation d'un comparateur à cadran pour les mesures, il est essentiel de s'assurer que la base et la tige du compteur ne s'étendent pas excessivement, car un long porte-à-faux pendant la mesure peut provoquer le déplacement de la base du compteur sous l'effet de la force, conduisant à des lectures inexactes et à des valeurs de compensation irréalistes.
La mise en œuvre d'une méthode de programmation pour la mesure peut améliorer la commodité et la précision du processus. Par exemple, pour évaluer l'écart inverse de l'axe X sur une machine-outil verticale à trois coordonnées, le processus peut commencer en appuyant le compteur contre la surface cylindrique de la broche, suivi de l'exécution d'un programme désigné pour la mesure.
N10G91G01X50F1000; déplacer l'établi vers la droite
N20X-50 ;la table de travail se déplace vers la gauche pour éliminer l'écart de transmission
N30G04X5; pause pour observation
N40Z50; Axe Z relevé et à l'écart
N50X-50: L'établi se déplace vers la gauche
N60X50 : Workbench se déplace vers la droite et se réinitialise
N70Z-50: Réinitialisation de l'axe Z
N80G04X5: Pause d'observation
N90M99;
Il est important de noter que les résultats mesurés peuvent varier en fonction des différentes vitesses de fonctionnement de l'établi. Généralement, la valeur mesurée à basse vitesse est supérieure à celle à haute vitesse, en particulier lorsque la charge de l'axe de la machine-outil et la résistance au mouvement sont importantes. À des vitesses inférieures, la table de travail se déplace à un rythme plus lent, ce qui réduit le risque de dépassement et de dépassement, produisant ainsi une valeur mesurée plus élevée. D'un autre côté, à des vitesses plus élevées, les dépassements et les dépassements sont plus susceptibles de se produire en raison de la vitesse plus rapide de la table de travail, ce qui entraîne une valeur mesurée plus petite. L'approche de mesure de la déviation inverse de l'axe de mouvement rotatif suit un processus similaire à celui de l'axe linéaire, la seule différence étant l'instrument utilisé pour la détection.
Compensation du jeu
De nombreuses machines-outils CNC fabriquées dans le pays affichent une précision de positionnement supérieure à 0,02 mm, mais n'ont pas la capacité de compensation. Dans certaines situations, des techniques de programmation peuvent être utilisées pour réaliser un positionnement unidirectionnel et éliminer le jeu de ces machines-outils. Tant que le composant mécanique reste inchangé, le lancement du traitement d'interpolation est possible une fois que le positionnement unidirectionnel à faible vitesse atteint le point de départ de l'interpolation. Lorsque vous rencontrez une direction inverse pendant l'alimentation par interpolation, l'interpolation formelle de la valeur de jeu inverse a le potentiel d'améliorer la précision du traitement d'interpolation et de répondre efficacement aux exigences.pièce fraisée CNCexigences de tolérance.
Pour d'autres variétés de machines-outils CNC, plusieurs adresses mémoire dans le dispositif CNC sont généralement désignées pour stocker la valeur du jeu de chaque axe. Lorsqu'un axe de la machine-outil doit changer de direction de mouvement, le dispositif CNC récupère automatiquement la valeur du jeu de l'axe, ce qui compense et rectifie la valeur de commande de déplacement des coordonnées. Cela garantit que la machine-outil peut être positionnée avec précision à la position de commande et atténue l'impact négatif d'une déviation inverse sur la précision de la machine-outil.
En règle générale, les systèmes CNC sont équipés d'une seule valeur de compensation de jeu disponible. Équilibrer la précision des mouvements à haute et basse vitesse, ainsi que l’amélioration mécanique, devient un défi. De plus, la valeur de déviation inverse mesurée lors d'un mouvement rapide ne peut être utilisée que comme valeur de compensation d'entrée. Par conséquent, atteindre l’équilibre entre la précision de positionnement rapide et la précision d’interpolation lors de la découpe s’avère difficile.
Pour les systèmes CNC tels que FANUC0i et FANUC18i, il existe deux formes disponibles de compensation du jeu pour le mouvement rapide (G00) et le mouvement d'avance de coupe à vitesse lente (G01). En fonction de la méthode d'alimentation choisie, le système CNC sélectionne et utilise automatiquement des valeurs de compensation distinctes pour obtenir une précision de traitement améliorée.
La valeur du jeu A, obtenue à partir du mouvement d'avance de coupe G01, doit être entrée dans le paramètre NO11851 (la vitesse d'essai G01 doit être déterminée en fonction de la vitesse d'avance de coupe couramment utilisée et des caractéristiques de la machine-outil), tandis que la valeur du jeu B de G00 doit être saisie. dans le paramètre NO11852. Il est important de noter que si le système CNC cherche à exécuter une compensation de jeu inverse spécifiée séparément, le quatrième chiffre (RBK) du numéro de paramètre 1800 doit être réglé sur 1 ; sinon, la compensation du jeu inversé spécifiée séparément ne sera pas effectuée. Compensation des écarts. G02, G03, JOG et G01 utilisent tous la même valeur de compensation.
Compensation des erreurs de pitch
Le positionnement de précision des machines-outils CNC implique l'évaluation de la précision avec laquelle les composants mobiles de la machine-outil peuvent atteindre sous la commande du système CNC. Cette précision joue un rôle crucial dans la distinction des machines-outils CNC des machines conventionnelles. Aligné sur la précision géométrique de la machine-outil, il impacte significativement la précision de coupe, notamment lors de l'usinage de trous. L’erreur de pas lors du forage d’un trou a un impact substantiel. La capacité d'une machine-outil CNC à évaluer la précision de son traitement repose sur la précision de positionnement obtenue. Par conséquent, la détection et la rectification de la précision de positionnement des machines-outils CNC sont des mesures essentielles pour garantir la qualité du traitement.
Processus de mesure du pas
Actuellement, la principale méthode d’évaluation et de manipulation des machines-outils est l’utilisation d’interféromètres laser à double fréquence. Ces interféromètres fonctionnent sur les principes de l'interférométrie laser et utilisent la longueur d'onde laser en temps réel comme référence pour la mesure, améliorant ainsi la précision des mesures et élargissant la gamme d'applications.
Le processus de détection de la hauteur est le suivant :
- Installez l'interféromètre laser double fréquence.
- Positionnez un appareil de mesure optique le long de l'axe de la machine-outil qui nécessite une mesure.
- Alignez la tête laser pour garantir que l'axe de mesure est parallèle ou colinéaire à l'axe de mouvement de la machine-outil, pré-alignant ainsi le chemin optique.
- Saisissez les paramètres de mesure une fois que le laser atteint sa température de fonctionnement.
- Exécuter les procédures de mesure prescrites en déplaçant la machine-outil.
- Traitez les données et générez les résultats.
Compensation d'erreur de pas et calibrage automatique
Lorsque l'erreur de positionnement mesurée d'une machine-outil CNC dépasse la plage autorisée, il est nécessaire de corriger l'erreur. Une approche répandue consiste à calculer la table de compensation d'erreur de pas et à la saisir manuellement dans le système CNC de la machine-outil pour rectifier l'erreur de positionnement. Cependant, la compensation manuelle peut prendre du temps et être sujette à des erreurs, en particulier lorsqu'il s'agit de nombreux points de compensation sur trois ou quatre axes de la machine-outil CNC.
Pour rationaliser ce processus, une solution a été développée. En reliant l'ordinateur et le contrôleur CNC de la machine-outil via l'interface RS232 et en tirant parti du logiciel d'étalonnage automatique créé en VB, il est possible de synchroniser l'interféromètre laser et la machine-outil CNC. Cette synchronisation permet la détection automatique de la précision de positionnement de la machine-outil CNC et la mise en œuvre d'une compensation automatique des erreurs de pas. Le mode de rémunération comprend :
- Création d'une sauvegarde des paramètres de compensation existants dans le système de contrôle CNC.
- Génération d'un programme CNC de machine-outil pour la mesure de la précision de positionnement point par point à l'aide de l'ordinateur, qui est ensuite transmis au système CNC.
- Mesure automatiquement l'erreur de positionnement de chaque point.
- Générer un nouvel ensemble de paramètres de compensation basé sur les points de compensation prédéterminés et les transmettre au système CNC pour une compensation automatique du pas.
- Vérifier l'exactitude à plusieurs reprises.
Ces solutions spécifiques visent à améliorer la précision des machines-outils CNC. Néanmoins, il est essentiel de noter que la précision des différentes machines-outils CNC peut varier. Par conséquent, les machines-outils doivent être calibrées en fonction de leurs circonstances individuelles.
Si la compensation des erreurs n’est pas effectuée sur la machine-outil, quel impact cela aura-t-il sur les pièces CNC produites ?
Si la compensation d'erreur est négligée sur une machine-outil, cela peut entraîner des écarts dans lesPièces CNCfabriqué. Par exemple, si la machine-outil présente une erreur de positionnement non ajustée, la position réelle de l'outil ou de la pièce peut s'écarter de la position programmée spécifiée dans le programme CNC, entraînant des imprécisions dimensionnelles et des erreurs géométriques dans les pièces produites.
Par exemple, si une fraiseuse CNC présente une erreur de positionnement non ajustée sur l'axe X, les fentes ou les trous fraisés dans la pièce peuvent être mal alignés ou avoir des dimensions incorrectes. De même, lors d'une opération de tournage, des erreurs de positionnement non ajustées pourraient entraîner des imprécisions dans le diamètre ou la longueur des pièces tournées. Ces écarts peuvent conduire à des pièces non conformes qui échouent
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Heure de publication : 09 janvier 2024