No escenario da industria manufacturera actual, as máquinas-ferramenta CNC convertéronse na columna vertebral da produción grazas ás súas capacidades de procesamento eficientes e precisas. Os requisitos de precisión de mecanizado para as pezas clave das máquinas-ferramenta CNC típicas son, sen dúbida, os elementos fundamentais que determinan a elección das máquinas-ferramenta CNC de nivel de precisión.
As máquinas ferramenta CNC clasifícanse en diferentes categorías, como simples, totalmente funcionais e de ultra precisión, debido aos seus diversos usos, e os seus niveis de precisión varían moito. As máquinas ferramenta CNC simples aínda ocupan un lugar no campo actual dos tornos e fresadoras, cunha resolución mínima de movemento de 0,01 mm e unha precisión de movemento e mecanizado que xeralmente oscila entre 0,03 e 0,05 mm ou superior. Aínda que a precisión é relativamente limitada, nalgúns escenarios de mecanizado onde os requisitos de precisión non son extremadamente estritos, as máquinas ferramenta CNC simples desempeñan un papel irremplazable debido aos seus beneficios económicos e á súa facilidade de funcionamento.
En contraste, as máquinas-ferramenta CNC de ultraprecisión están deseñadas especificamente para necesidades de mecanizado especiais, cunha precisión asombrosa de 0,001 mm ou menos. As máquinas-ferramenta CNC de ultraprecisión úsanse a miúdo en campos de alta precisión e vangarda como a industria aeroespacial e os equipos médicos, o que proporciona un sólido soporte técnico para a fabricación de compoñentes extremadamente complexos e de precisión esixente.
Desde a perspectiva da precisión, as máquinas ferramenta CNC pódense dividir en tipos ordinarios e de precisión. Normalmente, hai entre 20 e 30 elementos de inspección de precisión para as máquinas ferramenta CNC, pero os máis críticos e representativos son a precisión de posicionamento dun só eixe, a precisión de posicionamento repetido dun só eixe e a redondeza da peza de proba producida por dous ou máis eixes de mecanizado conectados.
A precisión de posicionamento e a precisión de posicionamento repetido compleméntanse e, xuntas, delinean o perfil completo de precisión dos compoñentes móbiles do eixe da máquina-ferramenta. Especialmente en termos de precisión de posicionamento repetido, é como un espello que reflicte claramente a estabilidade de posicionamento do eixe en calquera punto de posicionamento dentro da súa carreira. Esta característica convértese na pedra angular para medir se o eixe pode funcionar de forma estable e fiable, e é crucial para garantir o funcionamento estable a longo prazo da máquina-ferramenta e a consistencia da calidade do mecanizado.
O software do sistema CNC actual é coma un artesán intelixente, con funcións de compensación de erros ricas e diversas, capaz de compensar con intelixencia os erros do sistema xerados en cada elo da cadea de transmisión de alimentación de forma precisa e estable. Tomando como exemplo os distintos elos da cadea de transmisión, os cambios en factores como a folgura, a deformación elástica e a rixidez de contacto non son constantes, senón que mostran cambios dinámicos instantáneos no momento con variables como o tamaño da carga da mesa de traballo, a lonxitude da distancia de movemento e a velocidade de posicionamento do movemento.
Nalgúns sistemas servo de alimentación de bucle aberto e semipechado, os compoñentes de accionamento mecánico que se atopan despois dos compoñentes de medición son como barcos que avanzan con vento e choiva, suxeitos a diversos factores accidentais. Por exemplo, o fenómeno do alongamento térmico dos parafusos de bólas pode causar desviacións na posición de posicionamento real da mesa de traballo, o que pode provocar erros aleatorios significativos na precisión do mecanizado. En resumo, se hai unha boa elección no proceso de selección, non hai dúbida de que se debe priorizar o equipo coa precisión de posicionamento repetido máis excelente, o que engade unha forte garantía á calidade do procesamento.
A precisión do fresado de superficies cilíndricas ou do fresado de ranuras en espiral espaciais (roscas), como unha regra fina para medir o rendemento dunha máquina ferramenta, é un indicador clave para avaliar exhaustivamente as características de movemento de seguimento do servo do eixe CNC (dous ou tres eixes) e a función de interpolación do sistema CNC da máquina ferramenta. O método eficaz para determinar este indicador é medir a redondez da superficie cilíndrica procesada.
Na práctica de cortar pezas de proba en máquinas ferramenta CNC, o método de mecanizado de catro lados cadrados oblicuos por fresado tamén demostra o seu valor único, que pode xulgar con precisión o rendemento de precisión de dous eixes controlables no movemento de interpolación lineal. Ao realizar esta operación de corte de proba, é necesario instalar coidadosamente a fresa de mango utilizada para o mecanizado de precisión no eixo da máquina e, a continuación, realizar un fresado meticuloso na mostra circular colocada na mesa de traballo. Para máquinas ferramenta pequenas e medianas, o tamaño da mostra circular adoita seleccionarse entre 200 e 300 ¥. Este rango foi probado na práctica e pode avaliar eficazmente a precisión do mecanizado da máquina ferramenta.
Despois de completar o fresado, coloque coidadosamente a mostra cortada nun medidor de redondez e mida a redondez da súa superficie mecanizada cun instrumento de medición de precisión. Neste proceso, é necesario observar e analizar os resultados da medición con sensibilidade. Se hai patróns de vibración obvios da fresa na superficie cilíndrica fresada, avísanos de que a velocidade de interpolación da máquina ferramenta pode ser inestable; Se a redondez producida polo fresado mostra erros elípticos obvios, a miúdo reflicte que as ganancias dos dous sistemas de eixes controlables no movemento de interpolación non coincidiron ben; Cando hai marcas de parada en cada punto de cambio de dirección do movemento do eixe controlable nunha superficie circular (é dicir, no movemento de corte continuo, deter o movemento de alimentación nunha determinada posición formará un pequeno segmento de marcas de corte de metal na superficie de mecanizado), isto significa que a folgura cara adiante e cara atrás do eixe non se axustou ao estado ideal.
O concepto de precisión de posicionamento nun só eixe refírese ao rango de erro xerado ao posicionar calquera punto dentro da carreira do eixe. É coma un faro que ilumina directamente a capacidade de precisión de mecanizado da máquina-ferramenta e, polo tanto, convértese sen dúbida nun dos indicadores técnicos máis importantes das máquinas-ferramenta CNC.
Actualmente, existen certas diferenzas nas regulacións, definicións, métodos de medición e métodos de procesamento de datos da precisión do posicionamento dun só eixe entre os países de todo o mundo. Na introdución dunha ampla variedade de datos de mostra de máquinas-ferramenta CNC, as normas comúns e amplamente citadas inclúen a Norma Americana (NAS), as normas recomendadas pola Asociación Americana de Fabricantes de Máquinas-ferramenta, a Norma Alemá (VDI), a Norma Xaponesa (JIS), a Organización Internacional de Normalización (ISO) e a Norma Nacional Chinesa (GB).
Entre estes estándares abraiantes, os estándares xaponeses son relativamente flexibles en termos de regulacións. O método de medición baséase nun único conxunto de datos estables e, a continuación, usa intelixentemente valores ± para comprimir o valor de erro á metade. Como resultado, a precisión de posicionamento obtida mediante métodos de medición estándar xaponeses adoita diferir en máis do dobre en comparación con outros estándares.
Aínda que outros estándares difiren na forma en que procesan os datos, están profundamente arraigados no solo das estatísticas de erro para analizar e medir a precisión do posicionamento. Especificamente, para un determinado erro de punto de posicionamento nunha carreira de eixe controlable dunha máquina ferramenta CNC, debería ser capaz de reflectir os posibles erros que poidan producirse durante miles de tempos de posicionamento durante o uso a longo prazo da máquina ferramenta no futuro. Non obstante, limitados polas condicións reais, a miúdo só podemos realizar un número limitado de operacións durante a medición, normalmente de 5 a 7 veces.
A avaliación da precisión das máquinas-ferramenta CNC é coma unha viaxe desafiante para resolver crebacabezas, que non se consegue da noite para a mañá. Algúns indicadores de precisión requiren unha inspección e análise coidadosas dos produtos procesados despois da operación de mecanizado real da máquina-ferramenta, o que sen dúbida aumenta a dificultade e a complexidade da avaliación da precisión.
Para garantir a selección de máquinas-ferramenta CNC que satisfagan as necesidades de produción, precisamos explorar en profundidade os parámetros de precisión das máquinas-ferramenta e realizar unha análise exhaustiva e detallada antes de tomar decisións de adquisición. Ao mesmo tempo, é fundamental ter unha comunicación e un intercambio suficientes e profundos cos fabricantes de máquinas-ferramenta CNC. Comprender o nivel do proceso de produción do fabricante, o rigor das medidas de control de calidade e a integridade do servizo posvenda pode proporcionar unha base de referencia máis valiosa para a nosa toma de decisións.
En escenarios de aplicación práctica, o tipo e o nivel de precisión das máquinas-ferramenta CNC tamén deben seleccionarse de forma científica e razoable en función das tarefas de mecanizado específicas e dos requisitos de precisión das pezas. Para pezas con requisitos de precisión extremadamente altos, as máquinas-ferramenta equipadas con sistemas CNC avanzados e compoñentes de alta precisión deben ter prioridade sen dúbida. Esta elección non só garante unha excelente calidade de procesamento, senón que tamén mellora a eficiencia da produción, reduce as taxas de refugallo e trae maiores beneficios económicos para a empresa.
Ademais, as probas de precisión regulares e o mantemento meticuloso das máquinas-ferramenta CNC son medidas clave para garantir un funcionamento estable a longo prazo e manter as capacidades de mecanizado de alta precisión. Ao identificar e resolver rapidamente os posibles problemas de precisión, a vida útil das máquinas-ferramenta pode prolongarse de forma eficaz, garantindo a estabilidade e a fiabilidade da calidade do mecanizado. Do mesmo xeito que coidar un precioso coche de carreiras, só a atención e o mantemento continuos poden mantelo funcionando ben na pista.
En resumo, a precisión das máquinas-ferramenta CNC é un índice de consideración multidimensional e integral, que abrangue todo o proceso de deseño e desenvolvemento de máquinas-ferramenta, fabricación e montaxe, instalación e depuración, así como o uso e mantemento diarios. Só comprendendo e dominando integralmente os coñecementos e a tecnoloxía relevantes podemos elixir con prudencia a máquina-ferramenta CNC máis axeitada para as actividades de produción reais, aproveitar plenamente a súa eficiencia potencial e inxectar un forte poder e apoio no vigoroso desenvolvemento da industria manufactureira.