Konsten att öka maskinverktygens noggrannhet med kompensation för glapp och stigning

Effektiviteten hos CNC-verktygsmaskiner är nära knuten till dess noggrannhet, vilket gör den till en nyckelprioritet för företag när de skaffar eller utvecklar sådana verktyg. Men noggrannheten hos de flesta nya verktygsmaskiner inte uppfyller de krav som krävs när de lämnar fabriken. Dessutom understryker förekomsten av mekanisk inkörning och slitage under långvarig användning det avgörande behovet av att justera noggrannheten hos CNC-verktygsmaskiner för att säkerställa optimal produktionsprestanda.

1. Glappskompensation

Minskning av glappInom CNC-verktygsmaskiner leder fel som härrör från de omvända döda zonerna för drivkomponenterna på matningstransmissionskedjan för varje koordinataxel och det omvända spelet för varje mekanisk rörelsetransmissionspar till avvikelser när varje koordinataxel övergår från framåt- till bakåtrörelse. Denna avvikelse, även känd som omvänd spel eller förlorat momentum, kan avsevärt påverka positioneringsnoggrannheten och repetitiva positioneringsnoggrannheten för verktygsmaskinen när servosystem med semi-closed loop används. Dessutom leder den gradvisa ökningen av kinematiska parspel på grund av slitage till en motsvarande ökning av omvänd avvikelse. Därför är regelbunden mätning och kompensation för den omvända avvikelsen för varje koordinataxel för verktygsmaskinen absolut nödvändig.

Mätning av backlash

För att bedöma omvänd avvikelse, börja inom koordinataxelns rörelseområde. Först, upprätta en referenspunkt genom att flytta ett inställt avstånd i antingen framåt- eller bakåtriktningen. Efter detta, utfärda ett specifikt rörelsekommando i samma riktning för att täcka ett visst avstånd. Fortsätt sedan med att flytta samma sträcka i motsatt riktning och bestäm variansen mellan referens- och stopppositionen. Vanligtvis utförs flera mätningar (ofta sju) på tre platser nära mittpunkten och båda ytterpunkterna av rörelseområdet. Medelvärdet beräknas sedan på varje plats, med maximum bland dessa medelvärden som mått för omvänd avvikelse. Det är viktigt att flytta ett specifikt avstånd under mätningar för att exakt bestämma det omvända avvikelsens värde.

Vid bedömning av den omvända avvikelsen för en linjär rörelseaxel är det vanligt att använda en mätklocka eller mätklocka som mätverktyg. Om omständigheterna tillåter kan en dubbelfrekvenslaserinterferometer också användas för detta ändamål. När du använder en mätklocka för mätningar är det viktigt att se till att mätarbasen och skaftet inte sträcker sig för mycket, eftersom en lång konsol under mätningen kan göra att mätarbasen rör sig på grund av kraft, vilket leder till felaktiga avläsningar och orealistiska kompensationsvärden.

Att implementera en programmeringsmetod för mätning kan öka bekvämligheten och noggrannheten i processen. Till exempel, för att bedöma den omvända avvikelsen av X-axeln på en trekoordinat vertikal verktygsmaskin, kan processen börja med att trycka mätaren mot spindelns cylindriska yta, följt av att köra ett avsett program för mätning.

N10G91G01X50F1000; flytta arbetsbänken åt höger

N20X-50;arbetsbordet flyttas åt vänster för att eliminera transmissionsgapet

N30G04X5; pausa för observation

N40Z50; Z-axeln upphöjd och ur vägen

N50X-50: Arbetsbänken flyttas till vänster

N60X50: Arbetsbänken rör sig åt höger och återställs

N70Z-50: Z-axeln återställs

N80G04X5: Paus för observation

N90M99;

Det är viktigt att notera att de uppmätta resultaten kan variera beroende på arbetsbänkens olika arbetshastigheter. Generellt är det uppmätta värdet vid låg hastighet större än det vid hög hastighet, särskilt när belastningen på verktygsmaskinens axel och rörelsemotståndet är betydande. Vid lägre hastigheter rör sig arbetsbordet i en långsammare takt, vilket resulterar i mindre sannolikhet för översvängning och överkörning, vilket ger ett högre uppmätt värde. Å andra sidan, vid högre hastigheter, är det mer sannolikt att översvängning och överkörning inträffar på grund av den högre arbetsbordshastigheten, vilket resulterar i ett mindre mätvärde. Mätmetoden för den omvända avvikelsen för den roterande rörelseaxeln följer en liknande process som den för den linjära axeln, med den enda skillnaden är instrumentet som används för detektering.

Kompenserar för backlash

Många CNC-verktygsmaskiner tillverkade i landet uppvisar en positioneringsnoggrannhet på över 0,02 mm, men saknar kapacitet för kompensation. I vissa situationer kan programmeringstekniker användas för att åstadkomma envägspositionering och eliminera glapp för sådana verktygsmaskiner. Så länge som den mekaniska komponenten förblir oförändrad är det möjligt att initiera interpolationsbearbetning när envägspositioneringen med låg hastighet når startpunkten för interpolering. När man stöter på en omvänd riktning under interpolationsmatning, har formellt interpolering av det omvända clearance-värdet potential att förbättra noggrannheten i interpolationsbearbetningen och effektivt uppfyllacnc fräst dels toleranskrav.

För andra varianter av CNC-verktygsmaskiner är flera minnesadresser i CNC-enheten typiskt utformade för att lagra spelets värde för varje axel. När en axel på verktygsmaskinen är riktad för att ändra dess rörelseriktning, kommer CNC-enheten automatiskt att hämta spelvärdet för axeln, vilket kompenserar och korrigerar kommandovärdet för koordinatförskjutningen. Detta säkerställer att verktygsmaskinen kan positioneras exakt vid kommandopositionen och mildrar den negativa påverkan av omvänd avvikelse på verktygsmaskinens noggrannhet.

Vanligtvis är CNC-system utrustade med ett enda tillgängligt glappkompensationsvärde. Att balansera hög- och låghastighetsrörelseprecision, såväl som att hantera mekaniska förbättringar, blir utmanande. Dessutom kan det omvända avvikelsevärdet uppmätt under snabb rörelse endast användas som inmatat kompensationsvärde. Följaktligen visar sig det vara svårt att uppnå jämvikt mellan snabb positioneringsnoggrannhet och interpolationsnoggrannhet under skärning.

För CNC-system som FANUC0i och FANUC18i finns det två tillgängliga former av glappkompensation för snabba rörelser (G00) och långsamma skärande matningsrörelser (G01). Beroende på vald matningsmetod väljer CNC-systemet automatiskt och använder distinkta kompensationsvärden för att uppnå förbättrad bearbetningsprecision.

Glappvärdet A, erhållet från G01 skärmatningsrörelse, ska matas in i parameter NO11851 (G01-försökshastigheten ska bestämmas baserat på den vanligaste skärmatningshastigheten och verktygsmaskinens egenskaper), medan glappvärdet B från G00 ska matas in in i parameter NO11852. Det är viktigt att notera att om CNC-systemet försöker utföra separat specificerad kompensation för bakåtspel, måste den fjärde siffran (RBK) i parameternummer 1800 sättas till 1; I annat fall kommer inte separat specificerad kompensation för omvänd glapp att utföras. Gapkompensation. G02, G03, JOG och G01 använder alla samma kompensationsvärde.

Kompensation för tonhöjdsfel

Precisionspositioneringen av CNC-verktygsmaskiner involverar utvärdering av noggrannheten med vilken de rörliga komponenterna i verktygsmaskinen kan nå under kommando av CNC-systemet. Denna precision spelar en avgörande roll för att skilja CNC-verktygsmaskiner från konventionella. I linje med den geometriska precisionen hos verktygsmaskinen påverkar det skärprecisionen avsevärt, särskilt vid hålbearbetning. Stigningsfelet vid hålborrning har en betydande inverkan. Förmågan hos en CNC-maskin att bedöma dess bearbetningsprecision är beroende av den uppnådda positioneringsnoggrannheten. Därför är detektering och korrigering av positioneringsnoggrannheten för CNC-verktygsmaskiner viktiga åtgärder för att säkerställa bearbetningskvaliteten.

Process för tonhöjdsmätning

För närvarande är den primära metoden för att utvärdera och hantera verktygsmaskiner användningen av dubbelfrekvenslaserinterferometrar. Dessa interferometrar arbetar enligt principerna för laserinterferometri och använder laservåglängden i realtid som referens för mätning, vilket förbättrar mätprecisionen och utökar tillämpningsområdet.

Processen för att detektera tonhöjd är som följer:

1. Installera dubbelfrekvenslaserinterferometern.
2. Placera en optisk mätanordning längs verktygsmaskinens axel som kräver mätning.
3. Rikta in laserhuvudet för att säkerställa att mätaxeln antingen är parallell eller i linje med verktygsmaskinens rörelseaxel, så att den optiska banan förinriktas.
4. Mata in mätparametrarna när lasern når sin driftstemperatur.
5. Utför de föreskrivna mätprocedurerna genom att flytta verktygsmaskinen.
6. Bearbeta data och generera resultat.

Pitch Error Compensation och automatisk kalibrering

När det uppmätta positioneringsfelet för en CNC-verktygsmaskin överstiger det tillåtna intervallet, finns det ett behov av att korrigera felet. Ett vanligt tillvägagångssätt involverar att beräkna kompensationstabellen för stigningsfel och manuellt mata in den i verktygsmaskinens CNC-system för att rätta till positioneringsfelet. Manuell kompensation kan dock vara tidskrävande och risk för fel, särskilt när man hanterar många kompensationspunkter över tre eller fyra axlar i CNC-maskinen.

För att effektivisera denna process har en lösning tagits fram. Genom att länka ihop datorn och verktygsmaskinens CNC-styrenhet via RS232-gränssnittet och utnyttja automatisk kalibreringsmjukvara skapad i VB, är det möjligt att synkronisera laserinterferometern och CNC-maskinverktyget. Denna synkronisering möjliggör automatisk detektering av CNC-verktygsmaskinens positioneringsnoggrannhet och implementering av automatisk tonhöjdsfelkompensation. Ersättningsmetoden inkluderar:

1. Skapa en säkerhetskopia av befintliga kompensationsparametrar i CNC-styrsystemet.
2. Generera ett verktygsmaskin CNC-program för punkt-för-punkt positioneringsnoggrannhetsmätning med hjälp av datorn, som sedan överförs till CNC-systemet.
3. Automatiskt mätning av positioneringsfelet för varje punkt.
4. Generera en ny uppsättning kompensationsparametrar baserat på de förutbestämda kompensationspunkterna och sända dem till CNC-systemet för automatisk stigningskompensation.
5. Verifiera noggrannheten upprepade gånger.

Dessa specifika lösningar syftar till att förbättra noggrannheten hos CNC-verktygsmaskiner. Ändå är det viktigt att notera att noggrannheten hos olika CNC-verktygsmaskiner kan variera. Som ett resultat bör verktygsmaskiner kalibreras efter deras individuella omständigheter.

Om felkompensering inte utförs på verktygsmaskinen, vilken inverkan kommer det att ha på de producerade CNC-delarna?

Om felkompensering förbises på en verktygsmaskin kan det resultera i avvikelser iCNC delartillverkad. Till exempel, om verktygsmaskinen har ett ojusterat positioneringsfel, kan den verkliga positionen för verktyget eller arbetsstycket avvika från den programmerade positionen som anges i CNC-programmet, vilket leder till dimensionella felaktigheter och geometriska fel i de producerade delarna.

Till exempel, om en CNC-fräsmaskin har ett ojusterat positioneringsfel i X-axeln, kan de frästa spåren eller hålen i arbetsstycket vara felinriktade eller ha felaktiga dimensioner. På liknande sätt, i en svarvoperation, kan ojusterade positioneringsfel orsaka felaktigheter i diametern eller längden på svarvade delar. Dessa avvikelser kan leda till att delar som inte överensstämmer med varandra som misslyckas

Anebon kommer att göra varje hårt arbete för att bli utmärkt och utmärkt, och påskynda våra åtgärder för att stå från rangen av interkontinentala toppklassiga och högteknologiska företag för Kinas guldleverantör för OEM, Customcnc-bearbetningstjänst, Plåttillverkningsservice, frästjänster. Anebon kommer att göra ditt personliga köp för att möta dina egna tillfredsställande! Anebons verksamhet sätter upp flera avdelningar, inklusive produktionsavdelning, inkomstavdelning, utmärkt kontrollavdelning och servicecenter, etc.

Factory Supply KinaPrecisionsdel och aluminiumdel, Du kan låta Anebon veta din idé att utveckla unik design för din egen modell för att förhindra för mycket liknande delar på marknaden! Vi kommer att ge vår bästa service för att tillfredsställa alla dina behov! Kom ihåg att kontakta Anebon direkt!