Uutiset - Analysoi kolmea tärkeintä kohtaa, jotka vaativat tarkkuuden mittaamista CNC-työstökeskuksen toimituksessa.

CNC-työstökeskusten tarkkuushyväksynnän keskeisten elementtien analyysi

Tiivistelmä: Tässä artikkelissa käsitellään yksityiskohtaisesti kolmea keskeistä CNC-työstökeskusten toimituksen tarkkuusmittauskohdetta: geometrista tarkkuutta, paikannustarkkuutta ja leikkaustarkkuutta. Artikkelissa analysoidaan perusteellisesti kunkin tarkkuuskohdan merkityksiä, tarkastussisältöä, yleisesti käytettyjä tarkastustyökaluja ja tarkastusvarotoimia. Näin voidaan varmistaa, että työstökeskuksilla on hyvä suorituskyky ja tarkkuus toimitettaessa ne käyttöön ja että ne täyttävät teollisen tuotannon korkean tarkkuuden käsittelyvaatimukset.

I. Johdanto

Yhtenä nykyaikaisen valmistuksen ydinlaitteista CNC-työstökeskusten tarkkuus vaikuttaa suoraan työstettyjen kappaleiden laatuun ja tuotannon tehokkuuteen. Toimitusvaiheessa on ratkaisevan tärkeää suorittaa kattavat ja huolelliset mittaukset ja hyväksyntä geometriselle tarkkuudelle, paikannustarkkuudelle ja leikkaustarkkuudelle. Tämä ei liity ainoastaan laitteen luotettavuuteen käyttöönoton yhteydessä, vaan se on myös tärkeä tae sen myöhemmälle pitkäaikaiselle vakaalle toiminnalle ja erittäin tarkalle käsittelylle.

II. CNC-työstökeskusten geometrisen tarkkuuden tarkastus

(I) Tarkastuskohteet ja niiden merkitykset

Esimerkiksi tavallisen pystysuoran työstökeskuksen geometrisen tarkkuuden tarkastus kattaa useita tärkeitä näkökohtia.

Työpöydän pinnan tasaisuus: Työkappaleiden kiinnitysreferenssinä työpöydän pinnan tasaisuus vaikuttaa suoraan työkappaleiden asennustarkkuuteen ja tasomaiseen laatuun työstön jälkeen. Jos tasaisuus ylittää toleranssin, tasomaisten työkappaleiden työstössä esiintyy ongelmia, kuten epätasainen paksuus ja pinnan karheuden heikkeneminen.
Liikkeiden keskinäinen kohtisuorisuus kussakin koordinaattisuunnassa: X-, Y- ja Z-koordinaattiakseleiden välinen kohtisuorisuuden poikkeama aiheuttaa muutoksia työstettävän työkappaleen spatiaalisessa geometrisessa muodossa. Esimerkiksi suorakulmaista työkappaletta jyrsittäessä alun perin kohtisuorissa reunoissa on kulmapoikkeamia, jotka vaikuttavat vakavasti työkappaleen kokoonpanon suorituskykyyn.
Työpöydän pinnan yhdensuuntaisuus X- ja Y-koordinaattien suunnissa tapahtuvien liikkeiden aikana: Tämä yhdensuuntaisuus varmistaa, että leikkaustyökalun ja työpöydän pinnan välinen suhteellinen sijainti pysyy vakiona, kun työkalu liikkuu X- ja Y-tasossa. Muuten tasojyrsinnän aikana syntyy epätasaisia työstövaraa, mikä johtaa pinnanlaadun heikkenemiseen ja jopa leikkaustyökalun liialliseen kulumiseen.
T-uran sivun yhdensuuntaisuus työpöydän pinnalla X-koordinaattisuunnassa liikkuessa: Koneistustehtävissä, jotka vaativat kiinnittimen asemointia T-uran avulla, tämän yhdensuuntaisuuden tarkkuus liittyy kiinnittimen asennuksen tarkkuuteen, joka puolestaan vaikuttaa työkappaleen asemointi- ja työstötarkkuuteen.
Karan aksiaalinen heitto: Karan aksiaalinen heitto aiheuttaa leikkaustyökalun pienen siirtymän aksiaalisuunnassa. Porauksen, avarruksen ja muiden työstöprosessien aikana se johtaa reiän halkaisijan virheisiin, reiän lieriömäisyyden heikkenemiseen ja pinnan karheuden kasvuun.
Karan reiän säteittäinen heitto: Se vaikuttaa leikkaustyökalun kiinnitystarkkuuteen, mikä aiheuttaa työkalun säteittäisen asennon epävakauden pyörimisen aikana. Ulkoympyrän jyrsinnässä tai reikien porauksessa se lisää työstetyn osan ääriviivan muotovirhettä, mikä vaikeuttaa pyöreyden ja lieriömäisyyden varmistamista.
Karan akselin yhdensuuntaisuus, kun karan kotelo liikkuu Z-koordinaattisuunnassa: Tämä tarkkuusindeksi on ratkaisevan tärkeä leikkaustyökalun ja työkappaleen suhteellisen sijainnin yhdenmukaisuuden varmistamiseksi työstettäessä eri Z-akselin asennoissa. Jos yhdensuuntaisuus on huono, syväjyrsinnän tai -porauksen aikana esiintyy epätasaisia työstösyvyyksiä.
Karan pyörimisakselin kohtisuoruus työpöydän pintaan nähden: Pystysuuntaisissa työstökeskuksissa tämä kohtisuoruus määrää suoraan pystysuorien ja kaltevien pintojen työstön tarkkuuden. Jos poikkeama on olemassa, esiintyy ongelmia, kuten epäkohtisuorat pystysuorat pinnat ja epätarkkoja kaltevien pintojen kulmia.
Karalaatikon liikkeen suoruus Z-koordinaattisuunnassa: Suoruusvirhe aiheuttaa leikkaustyökalun poikkeaman ihanteellisesta suorasta radasta Z-akselin suuntaisen liikkeen aikana. Syviä reikiä tai moniportaisia pintoja työstettäessä se aiheuttaa koaksiaalisuusvirheitä porrasten välille ja reikien suoruusvirheitä.

(II) Yleisesti käytetyt tarkastustyökalut

Geometrinen tarkkuustarkastus vaatii useiden erittäin tarkkojen tarkastustyökalujen käyttöä. Tarkkuusvesivaa'oilla voidaan mitata työpöydän pinnan tasaisuutta sekä suoruutta ja yhdensuuntaisuutta kussakin koordinaattiakselin suunnassa; tarkkuusneliöt, suorakulmaiset neliöt ja yhdensuuntaiset viivaimet voivat auttaa kohtisuoruuden ja yhdensuuntaisuuden havaitsemisessa; yhdensuuntaiset valoputket voivat tarjota erittäin tarkkoja vertailuviivoja vertailumittauksia varten; mittakelloja ja mikrometrejä käytetään laajalti erilaisten pienten siirtymien ja heittojen, kuten karan aksiaalisen ja radiaalisen heiton, mittaamiseen; erittäin tarkkoja testitankoja käytetään usein karan reiän tarkkuuden ja karan ja koordinaattiakselien välisen sijaintisuhteen havaitsemiseen.

(III) Tarkastusvarotoimet

CNC-työstökeskusten geometrinen tarkkuustarkastus on suoritettava kerralla CNC-työstökeskusten tarkan säädön jälkeen. Tämä johtuu siitä, että geometrisen tarkkuuden eri indikaattoreiden välillä on toisiinsa liittyviä ja vuorovaikutteisia suhteita. Esimerkiksi työpöydän pinnan tasaisuus ja koordinaattiakselien liikkeen yhdensuuntaisuus voivat rajoittaa toisiaan. Yhden kohdan säätäminen voi aiheuttaa ketjureaktion muihin toisiinsa liittyviin kohteisiin. Jos yhtä kohtaa säädetään ja sitten tarkastetaan yksi kerrallaan, on vaikea määrittää tarkasti, täyttääkö geometrinen kokonaistarkkuus todella vaatimukset, eikä se myöskään edistä tarkkuuspoikkeamien perimmäisen syyn löytämistä ja systemaattisten säätöjen ja optimointien suorittamista.

III. CNC-työstökeskusten paikannuksen tarkkuustarkastus

(I) Paikannustarkkuuden määritelmä ja siihen vaikuttavat tekijät

Paikannustarkkuus viittaa CNC-työstökeskuksen kunkin koordinaattiakselin paikannustarkkuuteen numeerisen ohjauslaitteen ohjauksessa. Se riippuu pääasiassa numeerisen ohjausjärjestelmän ohjaustarkkuudesta ja mekaanisen siirtojärjestelmän virheistä. Numeerisen ohjausjärjestelmän resoluutio, interpolointialgoritmit ja takaisinkytkentälaitteiden tarkkuus vaikuttavat kaikki paikannustarkkuuteen. Mekaanisen siirron osalta tekijät, kuten johtoruuvin nousuvirhe, johtoruuvin ja mutterin välinen välys sekä ohjauskiskon suoruus ja kitka, määräävät myös pitkälti paikannustarkkuuden tason.

(II) Tarkastuksen sisältö

Kunkin lineaarisen liikkeen akselin paikannustarkkuus ja toistuva paikannustarkkuus: Paikoitustarkkuus heijastaa käsketyn aseman ja koordinaattiakselin todellisen saavutetun aseman välistä poikkeama-aluetta, kun taas toistuva paikannustarkkuus heijastaa aseman hajaantumisen astetta, kun koordinaattiakseli liikkuu toistuvasti samaan käskettyyn asentoon. Esimerkiksi muotojyrsintää suoritettaessa huono paikannustarkkuus aiheuttaa poikkeamia työstetyn muodon muodon ja suunnitellun muodon välillä, ja huono toistuva paikannustarkkuus johtaa epäjohdonmukaisiin työstöradoihin, kun samaa muotoa käsitellään useita kertoja, mikä vaikuttaa pinnanlaatuun ja mittatarkkuuteen.
Kunkin lineaarisen liikkeen akselin mekaanisen lähtöpisteen paluutarkkuus: Mekaaninen lähtöpiste on koordinaattiakselin referenssipiste, ja sen paluutarkkuus vaikuttaa suoraan koordinaattiakselin alkuasennon tarkkuuteen työstökoneen käynnistyksen tai nollapisteen palautuksen jälkeen. Jos paluutarkkuus ei ole korkea, se voi johtaa poikkeamiin työkappaleen koordinaatiston lähtöpisteen ja suunnitellun lähtöpisteen välillä myöhemmässä koneistuksessa, mikä johtaa systemaattisiin sijaintivirheisiin koko koneistusprosessissa.
Kunkin lineaarisen liikkeen akselin välys: Kun koordinaattiakseli vaihtaa eteen- ja taaksepäin suuntautuvan liikkeen välillä, esimerkiksi mekaanisten voimansiirtokomponenttien välisen välyksen ja kitkan muutosten vuoksi esiintyy välystä. Koneistustehtävissä, joissa tapahtuu usein eteen- ja taaksepäin suuntautuvia liikkeitä, kuten kierteiden jyrsinnässä tai edestakaisessa ääriviivan koneistuksessa, välys aiheuttaa "askelmaisia" virheitä työstöradalla, mikä vaikuttaa työstötarkkuuteen ja pinnanlaatuun.
Kunkin pyörivän liikkeen akselin (pyörivän työpöydän) paikannustarkkuus ja toistuva paikannustarkkuus: Pyörivillä työpöydillä varustetuissa työstökeskuksissa pyörivän liikkeen akselien paikannustarkkuus ja toistuva paikannustarkkuus ovat ratkaisevan tärkeitä työkappaleiden työstössä ympyränmuotoisella indeksoinnilla tai moniasemaisella käsittelyllä. Esimerkiksi työstettäessä työkappaleita, joilla on monimutkaiset ympyränmuotoiset jakaumaominaisuudet, kuten turbiinin siipiä, pyörivän akselin tarkkuus määrää suoraan kulmatarkkuuden ja jakautumisen tasaisuuden siipien välillä.
Kunkin pyörimisliikkeen akselin lähtöpisteen paluutarkkuus: Samoin kuin lineaarisen liikkeen akselilla, pyörimisliikkeen akselin lähtöpisteen paluutarkkuus vaikuttaa sen alkuperäisen kulma-asennon tarkkuuteen nollapisteen palautuksen jälkeen, ja se on tärkeä perusta moniasemaisen prosessoinnin tai ympyränmuotoisen indeksointiprosessoinnin tarkkuuden varmistamiseksi.
Kunkin pyörimisliikkeen akselin välys: Pyörimisakselin vaihtaessa eteen- ja taaksepäin pyörimisen välillä syntyvä välys aiheuttaa kulmapoikkeamia pyöreiden muotojen työstössä tai kulmaindeksointia suoritettaessa, mikä vaikuttaa työkappaleen muodon ja sijainnin tarkkuuteen.

(III) Tarkastusmenetelmät ja -laitteet

Paikannustarkkuuden tarkastuksessa käytetään yleensä erittäin tarkkoja tarkastuslaitteita, kuten laserinterferometrejä ja hila-asteikkoja. Laserinterferometri mittaa tarkasti koordinaattiakselin siirtymän lähettämällä lasersäteen ja mittaamalla sen interferenssireunojen muutoksia, jolloin saadaan erilaisia indikaattoreita, kuten paikannustarkkuus, toistuva paikannustarkkuus ja välys. Hila-asteikko asennetaan suoraan koordinaattiakselille, ja se syöttää takaisin koordinaattiakselin sijaintitiedot lukemalla hila-auvojen muutoksia, joita voidaan käyttää paikannustarkkuuteen liittyvien parametrien online-valvontaan ja -tarkastukseen.

IV. CNC-työstökeskusten leikkaustarkkuuden tarkastus

(I) Leikkaustarkkuuden luonne ja merkitys

CNC-työstökeskuksen leikkaustarkkuus on kokonaisvaltainen tarkkuus, joka heijastaa työstökoneen saavuttamaa työstötarkkuustasoa todellisessa leikkausprosessissa ottamalla kokonaisvaltaisesti huomioon eri tekijät, kuten geometrinen tarkkuus, paikannustarkkuus, leikkaustyökalun suorituskyky, leikkausparametrit ja prosessijärjestelmän vakaus. Leikkaustarkkuuden tarkastus on työstökoneen kokonaissuorituskyvyn lopullinen varmennus ja liittyy suoraan siihen, täyttääkö käsitelty työkappale suunnitteluvaatimukset.

(II) Tarkastusluokittelu ja sisältö

Yksittäisen koneistuksen tarkkuustarkastus
- Avarruksen tarkkuus – pyöreys, lieriömäisyys: Avarrus on yleinen työstöprosessi työstökeskuksissa. Poratun reiän pyöreys ja lieriömäisyys heijastavat suoraan työstökoneen tarkkuustasoa, kun pyörimis- ja lineaariliikkeet toimivat yhdessä. Pyöreysvirheet johtavat epätasaisiin reiän halkaisijoihin, ja lieriömäisyysvirheet aiheuttavat reiän akselin taipumisen, mikä vaikuttaa sovitustarkkuuteen muiden osien kanssa.
- Tasojyrsinnässä varsijyrsinnällä esiintyvä tasaisuus ja askelero: Varsijyrsinnällä esiintyvä tasoisuus heijastaa työpöydän pinnan ja työkalun liiketason välistä yhdensuuntaisuutta sekä työkalun leikkaussärmän tasaista kulumista. Askelero puolestaan heijastaa työkalun leikkaussyvyyden tasaisuutta eri kohdissa tasojyrsintäprosessin aikana. Jos askeleroa on, se osoittaa, että työstökoneen liikkeen tasaisuudessa on ongelmia X- ja Y-tasoissa.
- Sivujyrsinnän kohtisuoruus ja yhdensuuntaisuus päätyjyrsinnöillä: Sivupintaa jyrsittäessä kohtisuoruus ja yhdensuuntaisuus testaavat vastaavasti karan pyörimisakselin ja koordinaattiakselin välistä kohtisuoruutta sekä työkalun ja referenssipinnan välistä yhdensuuntaisuussuhdetta sivupinnalla leikattaessa, mikä on erittäin tärkeää työkappaleen sivupinnan muodon tarkkuuden ja kokoonpanon tarkkuuden varmistamiseksi.
Vakiokokoisen koekappaleen koneistuksen tarkkuustarkastus
- Vaakasuuntaisten työstökeskusten leikkaustarkkuuden tarkastuksen sisältö
  - Reikävälin tarkkuus – X-akselin suunnassa, Y-akselin suunnassa, diagonaalisuunnassa ja reiän halkaisijan poikkeama: Reikävälin tarkkuus testaa kattavasti työstökoneen paikannustarkkuutta X- ja Y-tasossa sekä kykyä hallita mittatarkkuutta eri suunnissa. Reiän halkaisijan poikkeama heijastaa edelleen porausprosessin tarkkuusvakautta.
  - Ympäröivien pintojen jyrsinnän suoruus, yhdensuuntaisuus, paksuusero ja kohtisuorisuus varsijyrsimillä: Jyrsimällä ympäröiviä pintoja varsijyrsimillä voidaan havaita työkalun sijaintitarkkuus suhteessa työkappaleen eri pintoihin moniakselisen niveltyöstön aikana. Suoruus, yhdensuuntaisuus ja kohtisuorisuus testaavat pintojen välistä geometrisen muodon tarkkuutta, ja paksuusero heijastaa työkalun leikkaussyvyyden säätötarkkuutta Z-akselin suunnassa.
  - Suorien viivojen kaksiakselisen niveljyrsinnän suoruus, yhdensuuntaisuus ja kohtisuorisuus: Suorien viivojen kaksiakselinen niveljyrsintä on perusmuotojen koneistuksen operaatio. Tämä tarkkuustarkastus voi arvioida työstökoneen liikeradan tarkkuutta, kun X- ja Y-akselit liikkuvat koordinoidusti, mikä on avainasemassa erilaisten suorien muotojen työkappaleiden koneistuksen tarkkuuden varmistamisessa.
  - Kaarijyrsinnän pyöreys varsijyrsinnässä: Kaarijyrsinnän tarkkuus testaa pääasiassa työstökoneen tarkkuutta kaariinterpolaatioliikkeen aikana. Pyöreysvirheet vaikuttavat kaarimuotoisten työkappaleiden, kuten laakeripesien ja hammaspyörien, muodon tarkkuuteen.

(III) Leikkaustarkkuuden tarkastuksen ehdot ja vaatimukset

Leikkaustarkkuuden tarkastus tulisi suorittaa sen jälkeen, kun työstökoneen geometrinen tarkkuus ja paikannustarkkuus on hyväksytty päteviksi. On valittava sopivat leikkaustyökalut, leikkausparametrit ja työkappaleen materiaalit. Leikkaustyökaluilla tulee olla hyvä terävyys ja kulutuskestävyys, ja leikkausparametrit tulee valita kohtuullisesti työstökoneen suorituskyvyn, leikkaustyökalun materiaalin ja työkappaleen materiaalin mukaan, jotta voidaan varmistaa työstökoneen todellinen leikkaustarkkuus normaaleissa leikkausolosuhteissa. Samaan aikaan tarkastusprosessin aikana käsitelty työkappale on mitattava tarkasti, ja leikkaustarkkuuden eri indikaattoreiden kattavaan ja tarkkaan arviointiin tulisi käyttää tarkkoja mittauslaitteita, kuten koordinaattimittauskoneita ja profilometriä.

V. Johtopäätös

CNC-työstökeskusten toimituksen yhteydessä geometrisen tarkkuuden, paikannustarkkuuden ja leikkaustarkkuuden tarkastus on keskeinen osa työstökoneiden laadun ja suorituskyvyn varmistamista. Geometrinen tarkkuus takaa työstökoneiden perustarkkuuden, paikannustarkkuus määrittää työstökoneiden tarkkuuden liikkeenohjauksessa ja leikkaustarkkuus on työstökoneiden yleisen prosessointikyvyn kattava tarkastus. Varsinaisen hyväksyntäprosessin aikana on noudatettava tarkasti asiaankuuluvia standardeja ja eritelmiä, käytettävä asianmukaisia tarkastustyökaluja ja -menetelmiä sekä mitattava ja arvioitava kattavasti ja huolellisesti erilaisia tarkkuusindikaattoreita. Vasta kun kaikki kolme tarkkuusvaatimusta täyttyvät, CNC-työstökeskus voidaan virallisesti ottaa tuotantoon ja käyttöön. Se tarjoaa valmistavalle teollisuudelle tarkkoja ja tehokkaita prosessointipalveluita ja edistää teollisen tuotannon kehitystä kohti korkeampaa laatua ja suurempaa tarkkuutta. Samaan aikaan työstökeskuksen tarkkuuden säännöllinen uudelleentarkastus ja kalibrointi on myös tärkeä toimenpide sen pitkän aikavälin vakaan toiminnan ja työstötarkkuuden jatkuvan luotettavuuden varmistamiseksi.