Точность позиционирования станка с чпу: высокой класс точности фрезерных cnc

высокой класс точности фрезерных cnc

Огромную роль при выборе  станка с ЧПУ  играет такой параметр, как его точность. В ходе оценочной деятельности, которая проводится с целью определения возможности эксплуатации устройства в будущем, проводится комплекс диагностических действий, в том числе и определение класса точности устройства. Именно от этой характеристики зависит то, насколько качественными будут изделия, созданные с помощью конкретного устройства, и насколько они будут соответствовать параметрам, заданным оператором.

Класс точности станков с ЧПУ высокой точности

Точность станков с компьютерным управлением напрямую зависит от показателей суммарной погрешности, которая складывается из нескольких параметров:

• точность самого устройства;
• точность управляющей системы станка;
• погрешности, которые допускаются при креплении заготовки на рабочем столе;
• неточности, допущенные при отладке инструментов;
• погрешности, допущенные при производстве фрез;
• износ рабочего оборудования, в том числе фрез;
• жесткость системы СПИД.

Точность позиционирования оси станка с ЧПУ является обобщенной величиной, которая показывает пределы нахождения реальных координат после того, как процедура позиционирования завершена. Точность этого показателя зависит от повторяемости, но при этом включает в себя не только размер разброса ошибок позиционирования, но и их промежуточные значения. Все это делает точность позиционирования универсальной характеристикой.

Этот параметр предназначен для того, чтобы показать, насколько большой может быть ошибка позиционирования координатных осей устройства.

Точность – основополагающая характеристика станка с ЧПУ. Этот параметр зависит от большого количества факторов, в том числе – вероятного люфта направляющих и передач, неточности направляющих осей, нарушение их перпендикулярного расположения и др. На характеристику также напрямую влияют качество станины и ее жесткость.

В зависимости от того, насколько высока эта характеристика, станки с ЧПУ делятся на четыре группы:

• нормальной точности;
• повышенной точности;
• высокой точности;
• особо высокой точности.

В зависимости от класса точности, который присвоен станку, различается и качество обработки деталей.

Станки с повышенной точностью обеспечивают точность обработки изделий в пределах 0,6 отклонений, получаемых на станках с нормальной точностью.

У станков с высокой точностью этот параметр равняется 0,4, а станки особо высокой точности позволяют обрабатывать детали с точностью в пределах до 0,25 отклонений.

Особо точные и станки с высокой точностью создаются в результате применения специальных конструктивных решений.

Для проверки точности станков с ЧПУ проводится оценка следующих параметров:

• точности линейного позиционирования рабочего инструмента;
• размера нечувствительной зоны;
• возвратной точности рабочего инструмента;
• стабильности выхода рабочих органов в заданную точку координатной сетки;
• точности круговой обработки;
• стабильности положения фрез после их смены в автоматическом режиме.

Эти проверки направлены на выявление не только точности работы станка, но и на оценку стабильности в ходе производственного процесса, то есть многократности прихода рабочих органов станка в заданное положение. При этом показатели стабильности нередко оказываются более важными, чем непосредственно точность. Именно от стабильности во многом зависит качество обработки изделия.

Параметры допустимой ошибки при определении положения рабочего инструмента определяются по формуле Δ_р = Δ + δ.

Для того чтобы сохранить точность станка во время его длительной эксплуатации, характеристики геометрической точности на все возможные проверки ужесточают в сравнении с нормативными более чем на 40 %. Это позволяет производителю оборудования заложить запас на возможный износ станка.

Разрешение позиционирования

Дискретность станка с числовым программным управлением определяется максимально возможной точностью перемещения, которую может задать оператор.

Например, если ось Y оснащена шаговым двигателем с шагом 1,8 градуса, т. е. его производительность составляет 200 шагов/об, и драйвером, который предполагает наличие режима деления шага по принципу 1 к 16, и при этом соединенным с винтом ШВП 1605, шаг которого составляет 5 мм на один оборот.

Каждый импульс STEP обеспечивает движение вала двигателя, соответствующего движению идеальной оси (без учета возможного люфта, погрешностей и т. д. на 1/(200 × 16) × 5 = 0,0015625 мм. Эта характеристика определяет разрешение позиционирования оси Y. На протяжении последующих производственных процессов ее характеристики в управляющей программе будут позиционироваться именно с таким обозначением. Задать перемещение в точку на координатной сетке с параметрами Y = 2,101 не представляется возможным, программа самостоятельно округлит значение до максимально подходящего в соответствии с заданными настройками.

Цифры после запятой

Количество цифр после запятой напрямую зависит от того, какой тип двигателей установлен на станке с ЧПУ.

Если установлены шаговые двигатели, рабочее поле будет иметь непосредственные размеры 600 × 900 мм.

Станки, оборудованные серводвигателями, отличаются наличием от 3 до 5 нулей после запятой. Чаще всего этим параметрам соответствуют металлообрабатывающие станки прецизионного типа.

 ВАЖНО!  Чем больше знаков после запятой способен обработать станок с ЧПУ, тем выше его точность.

Что влияет на точность фрезерных станков с ЧПУ?

На характеристики, отвечающие за точность позиционирования станка, оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

• перпендикулярность расположения координатных осей;
• качество направляющих;
• наличие люфтов при движении подвижных частей устройства;
• стабильность рамы, ее жесткость и конструктивные особенности, в том числе – высота;
• качество сборки устройства;
• особенности программной и технической настройки оборудования;
• качество комплектующих, которые используются в работе;
• отсутствие перепада высот на поверхности, на которой находится устройство, и др.

Точность повторного позиционирования

Точность повторного позиционирования станка с ЧПУ зависит от следующих факторов:

• механического воздействия фрезы;
• перпендикулярности установки шпинделя;
• режима резания, который установлен на станке;
• типа обрабатываемых материалов.

Превосходной точностью считается параметр, равный 0,05 мм. Станки с точностью 0,2 мм считаются всего лишь удовлетворительными.

Когда управляющий блок отдает команду для возврата рабочей головки в начальную точку координат, конечный результат всегда незначительно отличается от параметров, заданных первоначально. Различия зависят от возможных люфтов в передаче. Для производства важно понимание того, насколько стабильна возникающая при позиционировании ошибка. Чаще всего повторяемость в несколько раз превышает точность, что делает такой станок пригодным для работы.

Современные станки, оснащенные модулями числового программного управления, позволяют обрабатывать детали из различных материалов с максимально возможной точностью, не снижая при этом производительность. Точность станков с ЧПУ – один из самых важных параметров, от которого напрямую зависит качество обработки любых изделий. На эту характеристику влияют самые разные факторы – от качества сборки станка до температуры, которая установлена в рабочем помещении.

• 23 ноября 2020
• 5759

Получите консультацию специалиста

Что означают точность позиционирования станков с ЧПУ?

Универсализм большинства моделей оборудования с ЧПУ не отменяет того факта, что нельзя одну модель устройства заменить любой другой. Правильный выбор агрегата имеет определяющее значение для достижения запланированного результата, но не каждый начинающий мастер понимает, что значат числовые характеристики в описании оборудования. Пройдемся вкратце по тому, что могло остаться непонятным.

Разрешение позиционирования

В понимании устройства, его рабочее поле разделено на сетку координат, чтобы машина знала, в какой именно части необходимо обрабатывать деталь. Сравнить это можно с плотностью пикселей на экране – если точек сравнительно мало и они крупные, не приходится рассчитывать на качественную картинку с большим количеством мелких деталей. Со станком происходит то же самое – если разрешение позиционирования низкое, значит, этот агрегат не приспособлен для тонкой работы, и это само по себе не плохо, но только при условии, что вы не собирались заниматься искусной фигурной резьбой. Если в соответствующей графе после запятой дано большое количество нулей, это явный плюс – значит, агрегат умеет позиционироваться достаточно точно.

Точность позиционирования напрямую зависит от того, какими двигателями оснащен агрегат. Шаговые двигатели априори не дадут лучших результатов – у них есть заранее известное количество положений, их невозможно настроить так, чтобы обработка производилась между двумя стандартными позициями. Выбор позиций у современных станков с ЧПУ огромен, но серводвигатели, вообще не привязанные к заранее известным положениям, подходят для тонкой работы в большей степени. Оборудование с серводвигателями еще называют прецизионным, к этому классу обычно относятся агрегаты по металлу.

Как влияет на точность позиционирования система управления?

Если двигатель обеспечивают механическую точность в известных пределах, то дополнительные отклонения может внести неправильно настроенная (или просто низкокачественная) система управления. Фактически показатель точности позиционирования – это размер допустимого (нормального) отклонения инструмента от того положения, в котором его ожидал увидеть оператор, именно поэтому после запятой должно быть как можно больше нулей. Но в идеале агрегат должен работать без отклонений, или они не должны достигать максимальных допустимых значений.

Помимо недостаточно точной настройки, отрицательно влиять на точность позиционирования могут:

• «кривая» сборка;
• использование не оригинальных деталей;
• неровная поверхность под станком.

Оценить качество сборки можно даже по внешнему виду: если станина не обожжена, выглядит тонкой, сварочные швы зачищены некачественно – все это говорит о стремлении производителя сэкономить на выпуске оборудования, и ни к чему хорошему это не приведет. Опять же, низкие рамы (менее 60 см) зачастую делаются для компенсации малой массы и снижения инерции боковых нагрузок, потому подобное оборудование если и стоит брать, то очень аккуратно.

Что такое точность повторного позиционирования?

После изготовления детали оператор может захотеть изготовить еще одну, такую же – для этого необходимо сначала вернуть агрегат в изначальные координаты. При возврате к стартовым позициям оборудование способно давать погрешность в позиционировании, отличающуюся от той, которая была в прошлый раз. Следует понимать: некоторая погрешность характерна для многих станков с ЧПУ, но принципиально важно, чтобы она всегда была одинаковой и предсказуемой.

Повторяемость имеет свойство быть более точной, чем первичное позиционирование. Теоретически хорошими показателями повторяемости может обладать даже модель, которую сложно хвалить за точность позиционирования.

Специфика точности позиционирования фрезерного станка

Для окончательной ясности приведем пример: рабочее поле – это сетка координат со значениями по длине и ширине. Если оператор хочет, чтобы рабочая головка оказалась в точке с координатами 200, 200, то на практике она из-за отклонений в точности позиционирования может фактически оказаться в положении 200,1, 199,9.

При тонкой обработке или необходимости строгого соответствия заданным параметрам (при производстве деталей) отклонение может привести к тому, что изделие не способно выполнять свои функции.

Действует глобальный принцип, согласно которому оборудование с более крупным рабочим полем всегда дает несколько сниженную точность позиционирования. Под воздействием перепадов температур агрегат может сжиматься и расширяться – это еще больше влияет на реальную точность позиционирования моделей с длинным рабочим полем, заодно изнашивается материал, падает его жесткость.

Есть ряд других критериев, влияющих на позиционирование оборудования – в частности, класс точности направляющих, тип системы передачи движения и тип двигателей. Шаговые двигатели считаются неприспособленными для тонкой работы – в частности, разница между шагами у такой конструкции может достигать до 30%! В то же время толковая модель станка не должна допускать погрешность более 0,05 мм, и то – как верхний предел. Аналогичный порядок цифр должен быть характерным и для повторяемости, которую еще называют точностью.

Точность позиционирования и повторяемость при токарной обработке с ЧПУ – пример

Строительство токарных станков с ЧПУ

2 ноября 2017 г. 27 ноября 2022 г. – by admin – Оставить комментарий

Точность позиционирования и повторяемость – достижение допуска меньше точности

Вот вопрос: токарный центр с ЧПУ имеет точность позиционирования 0,010 мм и повторяемость 0,002 мм. Можно ли на этом станке обрабатывать диаметр с допуском +/- 0,006 мм?

Ответ: Да.

С поз. точность 10 микрон, команда X100.0 заставит инструмент перейти в любое место между X99.990 и X100.010. Однако он будет повторять эту ошибку каждый раз с точностью до 2 микрон. Давайте предположим, что в первой части он достигает X100.07 — вне нашего допустимого диапазона. Последующие детали будут в диапазоне от X100.05 до X100.09. Так что просто проверьте диаметр. на первой части и точно настройте смещение, чтобы получить диаметр 100,00. Поскольку повторяемость составляет 2 микрона, последующие детали будут в пределах 100 +/- 2 микрона.

По сути, этот токарный станок с ЧПУ допускает ошибку при позиционировании, но он делает эту ошибку достаточно постоянно, чтобы считать это поведением. «Ошибка» — это точность позиционирования. «Постоянство» — это повторяемость. Эта машина совершает ошибку с высокой степенью согласованности, достаточно высокой, чтобы мы могли добиться жестких допусков на детали. Это относится к любому станку — токарному станку, обрабатывающему центру, шлифовальному станку и т. д. Идея этого поста возникла из вопроса, который г-н Вирендра Патил из Shree Spherotec Pvt Ltd задал в предыдущем посте. Он также подтвердил логику с помощью лазерных измерений.

Хотите сократить потери машинного оборудования в цехе и повысить прибыль с помощью Индустрии 4.0?
Ознакомьтесь с нашей системой мониторинга станков с ЧПУ LEANworx.
Уже через пару недель вы начнете замечать большие результаты.

Хотите просто узнать, что такое Индустрия 4.0?
У нас есть отличный блог о том, что такое Индустрия 4.0.

И т. д.

Мой любимый серьезный паб

Pecos в Бангалоре — это место, куда я хожу, когда хочу хорошей еды и много разливного пива. Всего около 5 сортов пива, длинное меню с необычными блюдами. Звучит музыка 70-х. Большой разброс для плотоядных, не так много для травоядных. У блюд есть названия, которые точно говорят вам, что они из себя представляют, никаких причудливых названий. Ничто не сравнится с цыпленком 65, который распространен по всей Индии (и никто не знает, что такое 65 — может быть, возраст цыпленка, когда он достиг лотосных стоп Господа?). У вас также есть доса и паротта, которые можно есть с любой едой. В следующий раз я должен попробовать соединить паротту и пиво — обмакнуть первое во второе, как обмакнуть печенье в чай.

Паротта — это пушистая малабарская паротта из Кералы, а не то же самое, что паратха в Пенджабе.

Старая ветка Pecos находится на Brigade Rd, а новая — на Church St. В той, что на Church St, есть настоящая боковая панель микроавтобуса (думаю, это Bajaj Matador), прикрепленная к стене с колесами. Другие могут подумать, что это банально, но мне это нравится, и я думаю, что это добавляет характер этому месту.

Все в Pecos остается неизменным на протяжении десятилетий, и руководство не заботится об изменении тенденций в декоре, музыке, еде или выпивке. Их отношение «Вот оно, люди, оставьте это» работает на них. Он популярен среди людей разных поколений, и мы часто видим, как мы с дочерью слоняемся без дела (первая в полной мере использует свое недавно приобретенное «007: Лицензия на выпивку»).

1 пинта (ваш обычный размер кружки) разливного пива содержит 180 калорий, а это значит, что на следующий день мне потребовалось 1,5 часа езды на велосипеде, чтобы сжечь 4 кружки, которые я выпил за день.