Изучение роли решетчатой линейки в станках с ЧПУ | MachineMFG

Изучение роли решетчатой линейки в станках с ЧПУ

0
(0)

Решетчатая линейка - это элемент определения позиционирования для линейной оси станков с ЧПУ.

Он действует как "глаза" человека-оператора, контролируя, точно ли линейная ось перемещается в положение, требуемое системой числового программного управления после выполнения программы ЧПУ.

Без решетчатой линейки точность перемещения линейной оси полностью зависит от точности системы ЧПУ и точности механической передачи.

После длительного применения станок с ЧПУ инструменты, из-за изменения электрических параметров калибровки и увеличения механических погрешностей линейная ось может значительно отклоняться от положения, требуемого программой системы числового программного управления.

В этом случае ни система управления, ни операторы станка не будут знать об этом отклонении. Для точного обнаружения подобных проблем обслуживающему персоналу необходимо проводить прецизионные испытания станка.

Поэтому для Станки с ЧПУ без решетчатой линейки необходимо периодически проверять точность, несоблюдение этого требования может привести к чрезмерным отклонениям в точности обработки или даже к браку обрабатываемых изделий.

Полузамкнутый контур управления станками

Если решетчатая линейка установлена на линейной оси a CNC станка, вышеупомянутая проблема будет решена без вмешательства человека.

Решетчатая линейка действует как элемент определения положения, и если линейная ось по механическим причинам не может достичь точного положения, требуемого системой числового программного управления, решетчатая линейка посылает обратную связь в систему ЧПУ, позволяя линейной оси точно достичь своего положения.

В этом случае решетчатая линейка выступает в качестве независимой функции контроля, подобно глазам человека-оператора, постоянно "наблюдающего" за положением линейной оси, обеспечивая достижение положения, требуемого системой числового программного управления.

Полностью замкнутый контур управления станками

При производстве новых или капитальном ремонте старых станков цель использования решетчатой линейки - повысить точность линейной оси.

Однако точность этой оси зависит не только от линейки решеток, но и в основном от точности механической геометрии самой линейной оси.

Решетчатая линейка не может заменить точность механического компонента, она лишь улучшает его работу.

У многих людей возникает недопонимание по этому поводу, особенно если геометрическая точность линейной оси станка невысока. Например, в некоторых токарных станках для передачи используется зубчатая рейка, что приводит к большому обратному зазору.

Даже если используется решетчатая линейка с такой осью, она может вызвать колебания при приближении к точному положению из-за низкой точности передачи.

Системы управления с полузамкнутым контуром не могут контролировать ошибки передачи, вызванные передаточным механизмом станка, ошибки тепловой деформации, возникающие в передаточных механизмах при работе на высоких скоростях, и ошибки, вызванные износом передаточных систем при работе на высоких скоростях.

В процессе обработки эти ошибки серьезно влияют на точность и стабильность обработки. Станки с ЧПУ.

Решетчатые линейки для линейных осей обеспечивают полностью замкнутый контур управления линейными координатами станка с ЧПУ, уменьшая вышеупомянутые ошибки, повышая точность позиционирования, точность повторяемости и надежность точности станка.

Как ключевой компонент для повышения точности позиционирования станков с ЧПУ, решетчатые линейки становятся все более популярными среди пользователей.

Точность станка с ЧПУ

Точность станков с ЧПУ можно разделить на три основных аспекта, включая геометрическую точность, точность позиционирования и точность обработки.

Геометрическая точность, также называемая механической точностью, - это полная погрешность геометрической формы критических компонентов станка после сборки.

Измерительные инструменты и методы, используемые для его обнаружения, в основном такие же, как и для обычных станков, но с более высокими требованиями.

Если взять в качестве примера типичный вертикальный обрабатывающий центр, то его геометрическая точность включает следующие параметры:

  • 1. Плоскость рабочего стола
  • 2. Ортогональность движения в разных направлениях координат
  • 3. Параллельность рабочего стола относительно направлений координат X и Y
  • 4. Точность вращения шпинделя
  • 5. Параллельность оси шпинделя относительно направления координат Z при движении коробки главного шпинделя
  • 6. Линейность перемещения шпинделя в направлении координат Z

Точность позиционирования

Точность позиционирования - это фактическая точность позиционирования, которую основные компоненты станка могут достичь в конце перемещения. Разница между фактическим и заданным положением называется ошибкой позиционирования.

В станках с ЧПУ точность позиционирования также называется точностью перемещения станка и определяется точностью Система ЧПУ и механические ошибки передачи данных.

Движение каждого компонента станка осуществляется под контролем устройства ЧПУ, и точность, которой может достичь каждый компонент, напрямую влияет на точность обрабатываемой детали.

Поэтому точность позиционирования является критически важным элементом контроля.

Точность воспроизводимости

Точность повторяемости - это степень согласованности точности позиционирования, полученной при многократном выполнении одного и того же программного кода на станке с ЧПУ.

На точность повторяемости влияют такие факторы, как характеристики сервосистемы, люфт и жесткость звеньев передачи подачи, а также фрикционные характеристики.

В целом, точность повторяемости подвержена случайным ошибкам при нормальном распределении и влияет на стабильность партии обрабатываемых деталей, что делает ее важным показателем точности.

Похожие статьи: Точность позиционирования и воспроизводимость в станках с ЧПУ

Точность обработки

На точность обработки влияют различные факторы, которые не полностью отражаются в геометрической точности и точности позиционирования, которые обычно определяются без нагрузки резания или при неподвижном или медленно движущемся станке.

Например, под воздействием сил резания и зажим силы, детали станка подвергаются упругой деформации. Компоненты станка также подвергаются тепловой деформации из-за внутренних источников тепла (таких как перегретые подшипники, шестерни и т.д.) и изменения температуры окружающей среды.

Кроме того, под воздействием сил резания и скорости движения станок генерирует вибрации. Кроме того, при движении подвижных элементов станка на рабочих скоростях точность их перемещения отличается от точности, измеренной на низких скоростях, из-за масляной пленки на поверхностях скольжения и других факторов.

Все эти факторы могут привести к изменению статической точности станка и повлиять на точность обработки заготовки.

Точность станка под воздействием внешних нагрузок, нагрева и вибраций во время работы называется динамической точностью станка.

Динамическая точность тесно связана со статической и во многом зависит от жесткости, виброустойчивости и термостойкости станка.

В настоящее время комплексная динамическая точность станка обычно оценивается по точности обработки заготовок, полученных в результате операций резания, которая называется рабочей точностью станка. Точность обработки отражает комплексное влияние различных факторов на точность обработки.

Методы повышения точности обработки с ЧПУ

В настоящее время в отрасли обработки деталей существует в основном два метода повышения точности обработки на станках с ЧПУ: предотвращение ошибок и их компенсация.

Методы предотвращения ошибок

Под предотвращением ошибок понимаются меры, принимаемые для повышения уровня качества проектирования, обработки и сборки компонентов, эффективного контроля факторов окружающей среды и достижения цели устранения или сокращения источников ошибок.

Например, использование высокожестких, термосимметричных направляющих и шарико-винтовых пар для контроля температуры может эффективно уменьшить тепловую деформацию станка и повышение температуры источника тепла, тем самым снижая возникновение ошибок.

Методы предотвращения ошибок в основном делятся на три категории: предотвращение ошибок размера, предотвращение геометрических ошибок, предотвращение ошибок тепловой деформации и предотвращение других ошибок.

Эти методы позволяют в некоторой степени снизить вероятность возникновения ошибок, но полностью исключить тепловые деформации и геометрические погрешности практически невозможно.

Кроме того, значительное влияние оказывает точность обработки на станке, а повышение качества деталей требует больших затрат, поэтому не находит практического применения.

Методы компенсации ошибок

Компенсация ошибок предполагает установку на станках с ЧПУ прецизионных датчиков, датчиков положения, решетчатых линеек и другого оборудования, обеспечивающего обратную связь с системой ЧПУ об ошибках обработки на станке в режиме реального времени.

Станок автоматически компенсирует точность обработки, повышая точность обработки деталей и значительно снижая затраты на сырье.

Общие неисправности линейки с решеткой в качестве элементов определения положения по линейным осям

1. Нулевой импульс не может быть найден, когда линейная ось возвращается в контрольную точку.

С точки зрения производительности, ось продолжает работать до тех пор, пока не столкнется с пределом оси во время возврата в контрольную точку.

Эта неисправность обычно вызвана загрязнением считывающей головки или решетчатой линейки. Чтобы решить эту проблему, снимите считывающую головку и протрите ее безводным спиртом, а также протрите отслоившуюся часть шелковой тканью, смоченной в безводном спирте.

Не удается найти нулевой импульс при возврате линейной оси в контрольную точку

2. Во время работы на линейной оси станка с ЧПУ сработал аварийный сигнал.

Если во время работы линейная ось станка с ЧПУ выдает аварийный сигнал, в зависимости от используемой системы управления могут появиться следующие сигналы: "Ошибка аппаратного энкодера" для систем Siemens 840D или LNC и "Ошибка обратной связи" для систем Fanuc.

Причины:

(1) Из-за вибраций или по другим причинам расстояние между считывающей головкой и шкалой решетки на станке увеличивается во время работы, в результате чего система ЧПУ ошибочно считает, что шкала решетки неисправна.

Чтобы решить эту проблему, отрегулируйте расстояние между считывающей головкой и решетчатой шкалой в соответствии с инструкцией к решетчатой шкале. Расстояние между считывающей головкой и корпусом решетки должно составлять около 1-1,5 мм и не превышать 2 мм.

(2) Неправильная установка решетчатых весов, например, установка вблизи нефтяного бассейна, может привести к загрязнению весов нефтью и газом.

В этом случае "неподвижную шкалу" и "подвижную шкалу" решетчатых весов следует очистить отдельно, а затем отрегулировать и проверить решетчатые весы перед использованием.

(3) Неправильная установка считывающей головки может привести к повреждению самого устройства.

В худшем случае обломки алюминиевого сплава могут попасть в неподвижную шкалу решетки, что приведет к повреждению линий решетки и окончательно выведет ее из строя.

3. Линейная ось станка с ЧПУ резко вышла из-под контроля.

В большинстве случаев, когда линейная ось станка с ЧПУ выходит из-под контроля, это происходит из-за загрязнения элемента определения положения, например, решетчатой линейки.

Чтобы решить проблему, необходимо тщательно очистить решетку или считывающую головку линейки.

Линейная ось станка с ЧПУ резко вышла из-под контроля

4. Другие неисправности:

После многолетнего опыта обслуживания станков с ЧПУ мы заметили, что решетчатая линейка как элемент системы ЧПУ, определяющий положение, может повысить точность позиционирования линейной оси станка, если механическая часть станка работает без сбоев.

Кроме того, решетчатая линейка может обнаружить потенциальные опасности или проблемы с механической частью станка.

Токарный станок C61200, произведенный корпорацией Wuzhong, был оснащен системой ЧПУ FAGOR 8055TC.

Во время обработки рулона, имеющего эллиптическое тело, ось X отошла от рулона, когда режущий инструмент сталкивается с относительно большой площадью тела вала при отсутствии команды перемещения по оси X.

Когда режущий инструмент касался относительно небольшого участка корпуса вала, ось Х перемещалась в сторону вала, вызывая движение оси Х вперед-назад. При осмотре системы ЧПУ станка было обнаружено, что серводвигатель переменного тока оси X был заблокирован в отсутствие сигнала "разрешение".

Когда элемент определения положения оси X был экранирован и заменен полузамкнутой системой, явление движения оси X вперед-назад во время резки исчезло.

Некоторые думали, что это явление вызвано проблемами с решетчатой линейкой, но при осмотре выяснилось, что ослабла задняя крышка шарикового винта оси X.

Поэтому при вращении вала, поскольку он имел эллиптическую форму, когда режущий инструмент сталкивался с относительно большой площадью тела вала, вал оказывал "выталкивающее" усилие на ось X, отталкивая ось X от направления диаметра вала.

В это время движение оси X не было вызвано командами системы числового программного управления станка. Решетчатая линейка, используемая для определения положения оси X, обнаружила, что ось X переместилась в направлении "+X" (в сторону от корпуса вала), не получив никаких команд от системы ЧПУ.

Функция решетчатой линейки заключается в том, чтобы определить, точно ли перемещается линейная ось под действием команд системы числового программного управления. Если линейная ось перемещается неточно, система числового программного управления вмешивается, чтобы точно позиционировать линейную ось.

Поэтому, когда режущий инструмент касался относительно небольшого участка тела валка, инструмент имел определенный зазор с телом валка, и решетчатая линейка заставляла ось X перемещаться в направлении диаметра валка, чтобы расположиться в координатной позиции оси X, указанной системой числового программного управления.

Таким образом, при вращении валика на один круг ось X попеременно перемещается в направлении "в сторону от диаметра валика" и "в сторону от диаметра валика", когда на оси X нет движения команды данных. Поэтому во время обработки валка ось X двигалась вперед-назад из-за неплотно прилегающей задней крышки шарико-винтовой пары.

Когда линейная ось станка с ЧПУ, использующего замкнутую систему, испытывает дрожание или колебания двигателя, необходимо экранировать элемент определения положения, чтобы устранить аномальное явление.

Как правило, сначала проверяют чистоту элемента определения положения, такого как решетчатая линейка и считывающая головка, а также обоснованность положения установки считывающей головки и исключают факторы, вызывающие неисправность элемента определения положения.

Если окажется, что элемент определения положения работает нормально, то, скорее всего, проблема в цепи механической передачи линейной оси.

В этом случае необходимо проверить, нет ли люфта в компонентах цепи механической трансмиссии, нет ли износа механических частей, а также достаточна ли смазка цепи механической трансмиссии.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх