Syv metoder til at detektere positioneringsnøjagtigheden af CNC-værktøjsmaskiner
Positioneringsnøjagtigheden af CNC-værktøjsmaskiner refererer til den positionelle nøjagtighed, der kan opnås ved bevægelse af hver koordinatakse af værktøjsmaskinen under kontrol af CNC-enheden. Positioneringsnøjagtigheden af CNC-værktøjsmaskiner kan forstås som bevægelsesnøjagtigheden af værktøjsmaskinen. Almindelige værktøjsmaskiner tilføres manuelt, og positioneringsnøjagtigheden bestemmes hovedsageligt af læsefejl, mens bevægelsen af CNC-værktøjsmaskiner opnås ved digitale programinstruktioner, så positioneringsnøjagtigheden bestemmes af CNC-systemet og mekaniske transmissionsfejl.
CNC-værktøjsmaskinen er forkortelsen for digital control machine tool, som er en automatiseret værktøjsmaskine udstyret med et programstyringssystem. Dette kontrolsystem er i stand til logisk at behandle programmer med kontrolkoder eller andre symbolske instruktioner, afkode dem og repræsentere dem med kodede tal. Nanjing Fourth Machine Tool Co., Ltd. indlæser dem i CNC-enheden gennem en informationsbærer. Efter beregning og behandling udsendes forskellige styresignaler af CNC-enheden for at styre værktøjsmaskinens handling. Delene behandles automatisk i henhold til tegningens form og størrelseskrav.
Bevægelsen af hver bevægende komponent af værktøjsmaskinen er fuldført under kontrol af CNC-enheden, og den nøjagtighed, som hver bevægende komponent kan opnå under kontrol af programinstruktioner, afspejler direkte den nøjagtighed, som de bearbejdede dele kan opnå. Derfor er positioneringsnøjagtighed et vigtigt detekteringsindhold.
1. Detekteringen af lineær bevægelses positioneringsnøjagtighed udføres generelt under ubelastede forhold af værktøjsmaskiner og arbejdsborde. I henhold til nationale standarder og bestemmelserne fra Den Internationale Standardiseringsorganisation (ISO-standarder) skal afprøvningen af CNC-værktøjsmaskiner være baseret på lasermåling. I mangel af et laserinterferometer kan en standardskala til almindelige brugere også bruges med et optisk læsemikroskop til sammenlignende måling. Måleinstrumentets nøjagtighed skal dog være 1-2 niveauer højere end den målte nøjagtighed. For at afspejle alle fejl i multipel positionering, foreskriver ISO-standarden, at hvert positioneringspunkt skal beregne gennemsnittet og spredningen baseret på fem måledata, der danner et positioneringspunktspredningsbånd.
2. De instrumenter, der bruges til at detektere den gentagne positioneringsnøjagtighed af lineær bevægelse, er de samme som dem, der bruges til at detektere positioneringsnøjagtigheden. Den generelle detektionsmetode er at måle på tre vilkårlige positioner nær midtpunktet og enderne af hvert koordinatslag. For hver position anvendes hurtig bevægelsespositionering, og positioneringen gentages 7 gange under samme forhold. Stoppositionsværdien måles, og den maksimale forskel i aflæsning beregnes. Halvdelen af den maksimale forskel mellem de tre positioner, ledsaget af positive og negative symboler, bruges som den gentagne positioneringsnøjagtighed af koordinaten, som er den mest grundlæggende indikator, der afspejler stabiliteten af aksebevægelsesnøjagtigheden.
3. Udgangsreturnøjagtigheden af lineær bevægelse er i det væsentlige den gentagne positioneringsnøjagtighed af et særligt punkt på koordinataksen. Derfor er dens detektionsmetode fuldstændig den samme som den gentagne positioneringsnøjagtighed.
4. Detekteringen af omvendt fejl i lineær bevægelse, også kendt som tab af momentum, omfatter den omvendte dødzone af de drivende dele på koordinataksens fødetransmissionskæde (såsom servomotorer, servohydraulikmotorer og stepmotorer), som samt den omfattende afspejling af fejl såsom omvendt clearance og elastisk deformation af forskellige mekaniske bevægelsestransmissionspar.
Jo større fejlen er, jo lavere er positioneringsnøjagtigheden og gentagen positioneringsnøjagtighed. Detekteringsmetoden for omvendt fejl er at bevæge sig fremad eller bagud med en vis afstand inden for slaget af den målte koordinatakse og bruge denne stopposition som reference. Giv derefter en bestemt bevægelseskommandoværdi i samme retning for at flytte den med en vis afstand, og flyt derefter den samme afstand i den modsatte retning for at måle forskellen mellem stoppositionen og referencepositionen. Udfør flere målinger (normalt 7 gange) ved tre positioner nær midtpunktet og enderne af slaget, og beregn gennemsnitsværdien ved hver position. Den maksimale værdi af den opnåede gennemsnitsværdi er den omvendte fejlværdi.
5. Detekterings- og måleværktøjerne for positioneringsnøjagtighed til roterende arbejdsborde omfatter standard drejeskiver, vinkelpolyedre, cirkulære gitre og kollimatorer (kollimatorer), som kan vælges i henhold til specifikke situationer. Målemetoden er at dreje arbejdsbænken fremad (eller bagud) i en vinkel og stoppe, låse og placere den ved at bruge denne position som reference. Drej derefter arbejdsbænken hurtigt i samme retning og lås positionen hvert 30. sekund til måling. Mål frem og tilbage rotation én gang hver, og den maksimale forskel mellem den faktiske rotationsvinkel ved hver positioneringsposition og den teoretiske værdi (kommandoværdi) er indekseringsfejlen.
Hvis det er et CNC-drejebord, skal målpositionen indstilles hver 3.0, og hver målposition skal hurtigt placeres 7 gange fra den positive og negative retning. Den faktiske forskel mellem positionen og målpositionen er positionsafvigelsen, og derefter skal den gennemsnitlige positionsafvigelse og standardafvigelse beregnes i henhold til metoden specificeret i GB10931-89 "Evalueringsmetode for positionsnøjagtighed af digitale styremaskiner ". Forskellen mellem den maksimale sum af alle gennemsnitlige positionsafvigelser og standardafvigelser og minimumsummen af alle gennemsnitlige positionsafvigelser og standardafvigelser er positioneringsnøjagtighedsfejlen for CNC-drejebordet. I betragtning af de praktiske brugskrav for transformatorer af tør type, er det generelt vigtigt at fokusere på at måle flere lige vinkelrette punkter såsom 0, 90, 180, 270 osv. Nøjagtigheden af disse punkter skal forbedres med ét niveau sammenlignet med til andre vinkelpositioner.
6. Gentagen indekseringsnøjagtighedsdetektering af roterende arbejdsbord
Målemetoden er at vælge tre positioner inden for en uge fra det roterende arbejdsbord og gentage positioneringen henholdsvis tre gange og udføre detekteringen i fremadgående og bagudgående rotationsretning. Den maksimale værdidelingsnøjagtighed af forskellen mellem den teoretiske værdi ved den tilsvarende position og alle aflæste værdier. Hvis det er et CNC-roterende arbejdsbord, skal der tages et målepunkt hver 30. som målposition, og hver målposition skal hurtigt placeres 5 gange fra den positive og negative retning. Forskellen mellem den faktiske position og målpositionen skal måles, hvilket er positionsafvigelsen. Derefter skal standardafvigelsen beregnes i henhold til metoden specificeret i GB10931-89. Seks gange den maksimale standardafvigelse for hvert målepunkt er den gentagne indekseringsnøjagtighed af CNC-roterende arbejdsbord.
7. Målemetoden til måling af nøjagtigheden af startnulstillingen af det roterende arbejdsbord er at udføre én startnulstilling fra syv vilkårlige positioner, bestemme deres stoppositioner og bruge den maksimale forskel aflæst som nøjagtigheden af startnulstillingen.
Det skal påpeges, at den aktuelle detektion af positioneringsnøjagtighed måles under hurtige og positionerende forhold. For nogle CNC-værktøjsmaskiner med dårlig vindhastighed i fremføringssystemet vil der opnås forskellige positioneringsnøjagtighedsværdier, når der anvendes forskellige tilspændingshastigheder til positionering. Derudover er måleresultaterne for positioneringsnøjagtighed relateret til omgivelsestemperaturen og koordinataksens arbejdstilstand. I øjeblikket bruger de fleste CNC-værktøjsmaskiner et semi-lukket sløjfesystem, og positionsdetekteringskomponenter er for det meste installeret på drivmotoren. Det er ikke overraskende, at der opstår en fejl på 0.01-0.02 mm inden for en 1m streg.
Dette er en fejl forårsaget af termisk forlængelse, og nogle værktøjsmaskiner bruger metoder til forstrækning (for-stramning) for at reducere påvirkningen. Den gentagne positioneringsnøjagtighed af hver koordinatakse er den mest grundlæggende nøjagtighedsindikator, der afspejler stabiliteten af bevægelsesnøjagtigheden af den akse. Man kan ikke forestille sig, at værktøjsmaskiner med ringe nøjagtighed stabilt kan bruges til produktion.
På nuværende tidspunkt, på grund af det stigende antal funktioner i CNC-systemer, kan systemfejl såsom pitchakkumuleringsfejl, reverse clearance-fejl osv. i bevægelsesnøjagtigheden af hver sædeinjektor kompenseres systematisk. Kun tilfældige fejl kan ikke kompenseres, og gentagen positioneringsnøjagtighed afspejler den omfattende tilfældige fejl i fremføringsdrivmekanismen, som ikke kan korrigeres ved CNC-systemkompensation. Når den viser sig at være uden for tolerance, kan der kun foretages finjustering og korrektion af fodertrækkæden. Derfor, hvis det er tilladt at vælge en værktøjsmaskine, er det bedre at vælge en værktøjsmaskine med høj gentagen positioneringsnøjagtighed.
