На сцената на днешната производствена индустрия, CNC машините са се превърнали в гръбнака на производството със своите ефективни и точни възможности за обработка. Изискванията за точност на обработка на ключови части от типичните CNC машини несъмнено са основните елементи, които определят избора на CNC машини с прецизно ниво.
CNC машините се класифицират в различни категории, като например прости, напълно функционални и ултра прецизни, поради разнообразните им приложения, а нивата им на точност варират значително. Простите CNC машини все още заемат място в съвременната област на струговете и фрезите, с минимална резолюция на движение от 0,01 мм, а точността на движение и обработка обикновено варира от 0,03 до 0,05 мм или повече. Въпреки че точността е относително ограничена, в някои сценарии на обработка, където изискванията за прецизност не са изключително строги, простите CNC машини играят незаменима роля поради своите икономически предимства и лесна работа.
В рязък контраст, ултрапрецизните CNC машини са проектирани специално за специални нужди от машинна обработка, с точност от изумителните 0,001 мм или по-малко. Ултрапрецизните CNC машини често се използват във високопрецизни и авангардни области като аерокосмическото и медицинското оборудване, осигурявайки солидна техническа поддръжка за производството на изключително сложни и прецизно взискателни компоненти.
От гледна точка на точността, CNC машините могат да бъдат допълнително разделени на обикновени и прецизни. Обикновено има 20 до 30 елемента за проверка на точността за CNC машините, но най-критичните и представителни са точността на позициониране по една ос, точността на многократно позициониране по една ос и кръглостта на изпитваната част, произведена от две или повече свързани машинни оси.
Точността на позициониране и точността на многократно позициониране се допълват взаимно и заедно очертават цялостния профил на точност на движещите се компоненти на оста на машинния инструмент. Особено по отношение на точността на многократно позициониране, тя е като огледало, ясно отразяващо стабилността на позициониране на оста във всяка точка на позициониране в рамките на нейния ход. Тази характеристика се превръща в крайъгълен камък за измерване дали валът може да работи стабилно и надеждно и е от решаващо значение за осигуряване на дългосрочна стабилна работа на машинния инструмент и постоянство на качеството на обработка.
Днешният софтуер за CNC системи е като интелигентен майстор, с богати и разнообразни функции за компенсиране на грешки, способни интелигентно да компенсират системните грешки, генерирани във всяка връзка от веригата за подаване, точно и стабилно. Вземайки за пример различните връзки на веригата за подаване, промените във фактори като хлабина, еластична деформация и контактна твърдост не са постоянни, а показват динамични моментни промени в импулса с променливи като размера на натоварването на работната маса, дължината на разстоянието на движение и скоростта на позициониране на движението.
В някои серво системи за подаване с отворен и полузатворен контур, механичните задвижващи компоненти след измервателните компоненти са като кораби, движещи се напред във вятър и дъжд, подложени на различни случайни фактори. Например, феноменът на термично удължаване на сачмените винтове може да причини отклонение в действителното положение на позициониране на работната маса, като по този начин доведе до значителни случайни грешки в точността на обработката. В обобщение, ако има добър избор в процеса на подбор, няма съмнение, че оборудването с най-добра точност на повтарящо се позициониране трябва да бъде приоритизирано, което добавя силна гаранция за качеството на обработка.
Прецизността на фрезоване на цилиндрични повърхности или фрезоване на пространствени спирални канали (резби), подобно на фина линийка за измерване на производителността на машинен инструмент, е ключов индикатор за цялостна оценка на характеристиките на серво движението на CNC оста (две или три оси) и интерполационната функция на CNC системата на машинния инструмент. Ефективният метод за определяне на този индикатор е измерването на кръглостта на обработваната цилиндрична повърхност.
В практиката на рязане на тестови детайли на CNC машини, методът на фрезоване с наклонен квадрат и четиристранна обработка също демонстрира своята уникална стойност, която позволява точно да се оцени точността на две управляеми оси при линейно интерполационно движение. При извършване на тази пробна операция по рязане е необходимо внимателно да се монтира крайната фреза, използвана за прецизна обработка, върху шпиндела на машината и след това да се извърши щателно фрезоване върху кръглия образец, поставен върху работната маса. За малки и средни машини размерът на кръглия образец обикновено се избира между ¥ 200 и ¥ 300. Този диапазон е тестван на практика и може ефективно да оцени точността на обработка на машината.
След завършване на фрезоването, внимателно поставете изрязания образец върху измервателен уред за кръглост и измерете кръглостта на обработената му повърхност с помощта на прецизен измервателен инструмент. В този процес е необходимо резултатите от измерването да се наблюдават и анализират внимателно. Ако върху фрезованата цилиндрична повърхност има очевидни модели на вибрации на фрезата, това ни предупреждава, че скоростта на интерполация на машинния инструмент може да е нестабилна; Ако кръглостта, получена чрез фрезоване, показва очевидни елиптични грешки, това често отразява, че коефициентите на усилване на двете управляеми оси при интерполационно движение не са добре съгласувани; Когато има стоп-маркери на всяка точка на промяна на посоката на движение на управляема ос върху кръгла повърхност (т.е. при непрекъснато движение на рязане, спирането на движението на подаване в определена позиция ще образува малък сегмент от следи от рязане на метал върху обработваната повърхност), това означава, че предният и задният хлабина на оста не са регулирани до идеално състояние.
Концепцията за точност на позициониране по една ос се отнася до диапазона на грешките, генерирани при позициониране на която и да е точка в рамките на хода на оста. Той е като фар, който директно осветява способността за точност на обработка на машината и по този начин несъмнено се превръща в един от най-важните технически показатели за CNC машините.
В момента съществуват известни разлики в разпоредбите, дефинициите, методите за измерване и методите за обработка на данни за точност на позициониране на една ос между страните по света. При въвеждането на голямо разнообразие от примерни данни за CNC машини, често срещани и широко цитирани стандарти включват Американския стандарт (NAS), препоръчаните стандарти от Американската асоциация на производителите на машинни инструменти, Немския стандарт (VDI), Японския стандарт (JIS), Международната организация по стандартизация (ISO) и Китайския национален стандарт (GB).
Сред тези ослепителни стандарти, японските стандарти са сравнително снизходителни по отношение на регулациите. Методът на измерване се основава на един набор от стабилни данни и след това умело използва ± стойности, за да компресира наполовина стойността на грешката. В резултат на това точността на позициониране, получена с помощта на японски стандартни методи за измерване, често се различава повече от два пъти в сравнение с други стандарти.
Въпреки че другите стандарти се различават по начина, по който обработват данните, те са дълбоко вкоренени в почвата на статистиката за грешките, за да анализират и измерват точността на позициониране. По-конкретно, за определена грешка в точката на позициониране при контролируем ход на ос на CNC машина, тя трябва да може да отразява възможните грешки, които могат да възникнат по време на хиляди позиционирания при дългосрочна употреба на машината в бъдеще. Въпреки това, ограничени от реалните условия, често можем да извършим само ограничен брой операции по време на измерване, обикновено от 5 до 7 пъти.
Преценката на точността на CNC машините е като предизвикателно пътешествие за решаване на пъзели, което не се постига за една нощ. Някои показатели за точност изискват внимателна проверка и анализ на обработените продукти след действителната машинна обработка, което несъмнено увеличава трудността и сложността на преценката на точността.
За да гарантираме избора на CNC машини, които отговарят на производствените нужди, е необходимо задълбочено да проучим параметрите на точност на машините и да проведем цялостен и подробен анализ, преди да вземем решения за обществена поръчка. Същевременно е изключително важно да имаме достатъчна и задълбочена комуникация и обмен с производителите на CNC машини. Разбирането на нивото на производствения процес на производителя, строгостта на мерките за контрол на качеството и пълнотата на следпродажбеното обслужване може да ни осигури по-ценна справочна основа за вземане на решения.
В практически сценарии на приложение, видът и нивото на точност на CNC машините също трябва да бъдат научно и разумно избрани въз основа на специфичните задачи за обработка и изискванията за прецизност на частите. За части с изключително високи изисквания за прецизност, машините, оборудвани с усъвършенствани CNC системи и високопрецизни компоненти, трябва да бъдат разглеждани приоритетно без колебание. Този избор не само гарантира отлично качество на обработка, но и подобрява ефективността на производството, намалява процента на брак и носи по-високи икономически ползи за предприятието.
Освен това, редовните тестове за прецизност и щателната поддръжка на CNC машините са ключови мерки за осигуряване на дългосрочна стабилна работа и поддържане на високопрецизни възможности за обработка. Чрез своевременно идентифициране и разрешаване на потенциални проблеми с точността, експлоатационният живот на машините може да бъде ефективно удължен, като се гарантира стабилност и надеждност на качеството на обработката. Точно както грижата за ценен състезателен автомобил, само непрекъснатото внимание и поддръжка могат да го поддържат в добро представяне на пистата.
В обобщение, точността на CNC машините е многоизмерен и всеобхватен показател, който обхваща целия процес на проектиране и разработване на машините, производство и монтаж, монтаж и отстраняване на грешки, както и ежедневна употреба и поддръжка. Само чрез цялостно разбиране и овладяване на съответните знания и технологии можем разумно да изберем най-подходящата CNC машина за реални производствени дейности, да използваме напълно нейния потенциал за ефективност и да внесем мощна сила и подкрепа в енергичното развитие на производствената индустрия.