CNC 공작 기계 장비의 효율성은 정확성과 밀접하게 연관되어 있으므로 기업이 이러한 도구를 조달하거나 개발할 때 최우선 순위로 삼습니다. 그러나 대부분의 새로운 공작 기계의 정확도는 공장 출고 시 요구되는 표준에 미치지 못하는 경우가 많습니다. 또한 장기간 사용 시 기계적인 길들이기 및 마모가 발생하므로 최적의 생산 성능을 보장하기 위해 CNC 공작 기계의 정확도를 조정하는 것이 매우 중요합니다.
1. 백래시 보상
백래시 완화CNC 공작 기계 내에서는 각 좌표축의 피드 전송 체인에 있는 구동 부품의 역 데드존과 각 기계적 모션 전송 쌍의 역방향 클리어런스로 인해 발생하는 오류는 각 좌표축이 정방향에서 역방향 동작으로 전환될 때 편차를 발생시킵니다. 역방향 클리어런스 또는 운동량 손실이라고도 하는 이러한 편차는 반폐쇄 루프 서보 시스템을 사용할 때 공작 기계의 위치 정확도와 반복 위치 정확도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 더욱이, 시간이 지남에 따라 마모로 인해 운동학적 쌍 간극이 점진적으로 증가하면 역방향 편차도 그에 상응하여 증가합니다. 따라서 공작기계의 각 좌표축의 역편차를 정기적으로 측정하고 보정하는 것이 필수적입니다.
백래시 측정
역편차를 평가하려면 좌표축의 이동 범위 내에서 시작하십시오. 먼저, 정방향 또는 역방향으로 설정된 거리만큼 이동하여 기준점을 설정합니다. 이후 같은 방향으로 특정 이동 명령을 내려 일정 거리를 이동합니다. 다음으로 반대 방향으로 동일한 거리를 이동하여 기준 위치와 정지 위치 간의 차이를 결정합니다. 일반적으로 다중 측정(보통 7개)은 이동 범위의 중간점과 양쪽 극단 근처의 세 위치에서 수행됩니다. 그런 다음 각 위치에서 평균값을 계산하고, 이 평균값 중 최대값을 역편차 측정값으로 사용합니다. 역편차 값을 정확하게 결정하려면 측정 중에 특정 거리를 이동하는 것이 필수적입니다.
선형 동작 축의 역방향 편차를 평가할 때 측정 도구로 다이얼 표시기나 다이얼 게이지를 사용하는 것이 일반적입니다. 상황이 허락한다면 이중 주파수 레이저 간섭계를 이 목적으로 활용할 수도 있습니다. 측정을 위해 다이얼 표시기를 사용할 때 측정 중 캔틸레버가 길면 힘으로 인해 미터 베이스가 움직여 부정확한 판독값과 비현실적인 보상 값을 초래할 수 있으므로 미터 베이스와 스템이 과도하게 확장되지 않도록 하는 것이 중요합니다.
측정을 위한 프로그래밍 방법을 구현하면 프로세스의 편의성과 정확성을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 3좌표 수직 공작 기계에서 X축의 역방향 편차를 평가하려면 측정기를 스핀들의 원통형 표면에 대고 누른 다음 지정된 측정 프로그램을 실행하여 프로세스를 시작할 수 있습니다.
N10G91G01X50F1000; 작업대를 오른쪽으로 옮기다
N20X-50;전송 간격을 없애기 위해 작업대가 왼쪽으로 이동합니다.
N30G04X5; 관찰을 위해 잠시 멈춤
N40Z50; Z축이 올라와 방해가 되지 않음
N50X-50: 작업대가 왼쪽으로 이동합니다.
N60X50: 작업대가 오른쪽으로 이동하고 재설정됩니다.
N70Z-50: Z축 재설정
N80G04X5: 관찰을 위해 잠시 멈춤
N90M99;
측정된 결과는 작업대의 작동 속도에 따라 달라질 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 일반적으로 저속에서의 측정값은 고속에서의 측정값보다 크며, 특히 공작 기계 축 부하 및 운동 저항이 큰 경우에는 더욱 그렇습니다. 낮은 속도에서는 작업대가 더 느린 속도로 이동하므로 오버슈트 및 오버트래블 가능성이 줄어들고 측정된 값이 더 높아집니다. 반면에, 더 높은 속도에서는 작업 테이블 속도가 더 빨라지기 때문에 오버슈트 및 오버트래블이 발생할 가능성이 더 높으며, 결과적으로 측정된 값이 더 작아집니다. 회전 동작 축의 역방향 편차에 대한 측정 접근 방식은 선형 축의 프로세스와 유사한 프로세스를 따르지만 유일한 차이점은 감지에 사용되는 장비입니다.
백래시 보상
국내에서 생산되는 수많은 CNC 공작기계는 0.02mm가 넘는 위치정확도를 보이고 있지만 보상능력이 부족하다. 특정 상황에서는 프로그래밍 기술을 사용하여 단방향 위치 지정을 수행하고 이러한 공작 기계의 백래시를 제거할 수 있습니다. 기계적 구성요소가 변경되지 않는 한, 저속 단방향 위치 지정이 보간 시작점에 도달하면 보간 처리 시작이 가능합니다. 보간 이송 중에 역방향이 발생하는 경우 역방향 클리어런스 값을 정식으로 보간하면 보간 처리의 정확도를 높이고 효과적으로 충족할 수 있는 가능성이 있습니다.CNC 가공 부품의 관용 요구 사항.
다른 종류의 CNC 공작 기계의 경우 일반적으로 CNC 장치의 여러 메모리 주소가 각 축의 백래시 값을 저장하도록 지정됩니다. 공작 기계의 축이 이동 방향을 변경하도록 지시되면 CNC 장치는 축의 백래시 값을 자동으로 검색하여 좌표 변위 명령 값을 보정하고 수정합니다. 이를 통해 공작 기계가 명령 위치에 정확하게 배치될 수 있고 역편차가 공작 기계의 정확도에 미치는 부정적인 영향을 완화할 수 있습니다.
일반적으로 CNC 시스템에는 사용 가능한 단일 백래시 보상 값이 장착되어 있습니다. 고속 및 저속 모션 정밀도의 균형을 맞추고 기계적 개선을 해결하는 것이 어려워집니다. 또한, 급속 이동 시 측정된 역편차 값은 입력 보상값으로만 활용될 수 있습니다. 결과적으로 절단 중 빠른 위치 결정 정확도와 보간 정확도 사이의 균형을 달성하는 것이 어렵다는 것이 입증되었습니다.
FANUC0i 및 FANUC18i와 같은 CNC 시스템의 경우 급속 동작(G00)과 저속 절삭 이송 동작(G01)에 대해 두 가지 백래시 보상 형태를 사용할 수 있습니다. 선택한 공급 방법에 따라 CNC 시스템은 향상된 처리 정밀도를 달성하기 위해 고유한 보상 값을 자동으로 선택하고 활용합니다.
G01 절삭 이송 동작에서 얻은 백래시 값 A를 매개 변수 NO11851에 입력해야 합니다(G01 시험 속도는 일반적으로 사용되는 절삭 이송 속도 및 공작 기계 특성에 따라 결정되어야 함). G00의 백래시 값 B를 입력해야 합니다. 매개변수 NO11852로. CNC 시스템이 별도로 지정된 역 백래시 보정을 실행하려는 경우 매개변수 번호 1800의 네 번째 숫자(RBK)를 1로 설정해야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 별도로 지정된 역백래시 보정이 수행되지 않습니다. 격차 보상. G02, G03, JOG 및 G01은 모두 동일한 보정 값을 사용합니다.
피치 오류에 대한 보상
CNC 공작 기계의 정밀 위치 결정에는 CNC 시스템의 명령에 따라 공작 기계의 이동 가능한 구성 요소가 도달할 수 있는 정확도를 평가하는 작업이 포함됩니다. 이 정밀도는 CNC 공작 기계를 기존 공작 기계와 구별하는 데 중요한 역할을 합니다. 공작 기계의 기하학적 정밀도에 맞춰 특히 구멍 가공에서 절삭 정밀도에 큰 영향을 미칩니다. 홀 드릴링의 피치 오류는 상당한 영향을 미칩니다. 가공 정밀도를 평가하는 CNC 공작 기계의 능력은 달성된 위치 정확도에 달려 있습니다. 따라서 CNC 공작 기계의 위치 정확도를 감지하고 수정하는 것은 가공 품질을 보장하는 데 필수적인 조치입니다.
피치 측정 프로세스
현재 공작 기계를 평가하고 취급하는 주요 방법은 이중 주파수 레이저 간섭계를 사용하는 것입니다. 이러한 간섭계는 레이저 간섭계의 원리에 따라 작동하며 실시간 레이저 파장을 측정 기준으로 활용하여 측정 정밀도를 높이고 응용 범위를 확장합니다.
피치를 감지하는 과정은 다음과 같습니다.
- 이중 주파수 레이저 간섭계를 설치합니다.
- 측정이 필요한 공작 기계의 축을 따라 광학 측정 장치를 배치합니다.
- 측정 축이 공작 기계의 이동 축과 평행하거나 동일 선상에 있도록 레이저 헤드를 정렬하여 광 경로를 사전 정렬합니다.
- 레이저가 작동 온도에 도달하면 측정 매개변수를 입력합니다.
- 공작 기계를 움직여 규정된 측정 절차를 실행하십시오.
- 데이터를 처리하고 결과를 생성합니다.
피치 오류 보상 및 자동 교정
CNC 공작기계의 측정된 위치 오차가 허용 범위를 초과하는 경우 오차를 수정해야 합니다. 널리 사용되는 접근 방식 중 하나는 피치 오류 보상 테이블을 계산하고 이를 공작 기계의 CNC 시스템에 수동으로 입력하여 위치 오류를 수정하는 것입니다. 그러나 수동 보정은 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉽습니다. 특히 CNC 공작 기계의 3개 또는 4개 축에 걸쳐 수많은 보정 지점을 처리할 때 더욱 그렇습니다.
이 프로세스를 간소화하기 위해 솔루션이 개발되었습니다. RS232 인터페이스를 통해 컴퓨터와 공작 기계의 CNC 컨트롤러를 연결하고 VB에서 만든 자동 교정 소프트웨어를 활용하면 레이저 간섭계와 CNC 공작 기계를 동기화할 수 있습니다. 이러한 동기화를 통해 CNC 공작 기계의 위치 정확도를 자동으로 감지하고 자동 피치 오류 보상을 구현할 수 있습니다. 보상 방법에는 다음이 포함됩니다.
- CNC 제어 시스템에서 기존 보정 매개변수의 백업을 생성합니다.
- 컴퓨터를 사용하여 지점별 위치 정확도 측정을 위한 공작 기계 CNC 프로그램을 생성한 후 CNC 시스템으로 전송합니다.
- 각 지점의 위치 오차를 자동으로 측정합니다.
- 미리 결정된 보상점을 기반으로 새로운 보상 매개변수 세트를 생성하고 이를 자동 피치 보상을 위해 CNC 시스템으로 전송합니다.
- 반복적으로 정확성을 검증합니다.
이러한 특정 솔루션은 CNC 공작 기계의 정확성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 그럼에도 불구하고 다양한 CNC 공작 기계의 정확도는 다를 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 따라서 공작 기계는 개별 상황에 따라 교정되어야 합니다.
공작기계에서 오류 보정이 수행되지 않으면 생산되는 CNC 부품에 어떤 영향을 미치나요?
공작 기계에서 오류 보정을 간과하면 오차가 발생할 수 있습니다.CNC 부품제조. 예를 들어, 공작 기계에 조정되지 않은 위치 오류가 있는 경우 공구 또는 공작물의 실제 위치가 CNC 프로그램에 지정된 프로그래밍된 위치에서 벗어날 수 있으며 이로 인해 생산된 부품의 치수 부정확성과 기하학적 오류가 발생할 수 있습니다.
예를 들어, CNC 밀링 기계의 X축에 조정되지 않은 위치 오류가 있는 경우 공작물의 밀링된 슬롯이나 구멍이 잘못 정렬되거나 잘못된 치수를 가질 수 있습니다. 마찬가지로 선반 작업에서 조정되지 않은 위치 오류로 인해 회전된 부품의 직경이나 길이가 부정확해질 수 있습니다. 이러한 불일치로 인해 부적합 부품이 실패할 수 있습니다.
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게시 시간: 2024년 1월 9일