Kas teate, kuidas valida vertikaalsete töötluskeskuste jaoks sobiv täpsus?

Tüüpiliste vertikaalsete töötluskeskuste põhiosade täpsusnõuded määravad CNC-tööpinkide valiku täpsustaseme. CNC-tööpingid saab vastavalt nende kasutusele jagada lihtsateks, täisfunktsionaalseteks, ülitäpseteks jne ning ka nende saavutatav täpsus on erinev. Lihtsat tüüpi kasutatakse praegu mõnedes treipingides ja freespinkides, minimaalse liikumise eraldusvõimega 0,01 mm ning nii liikumise kui ka töötlemise täpsus on üle (0,03–0,05) mm. Ülitäpseid tüüpe kasutatakse spetsiaalseks töötlemiseks, täpsusega alla 0,001 mm. See käsitleb peamiselt kõige laialdasemalt kasutatavaid täisfunktsionaalseid CNC-tööpinke (peamiselt töötluskeskusi).
Vertikaalsed töötluskeskused saab täpsuse põhjal jagada tavalisteks ja täppistüüpi. Üldiselt on CNC-tööpinkidel 20–30 täpsuskontrolli elementi, kuid nende kõige iseloomulikumad elemendid on: ühe telje positsioneerimistäpsus, ühe telje korduva positsioneerimise täpsus ja kahe või enama omavahel ühendatud töötlustelje abil toodetud katsekehade ümarus.
Positsioneerimistäpsus ja korduvpositsioneerimistäpsus peegeldavad terviklikult telje iga liikuva komponendi terviklikku täpsust. Eriti korduvpositsioneerimistäpsus peegeldab telje positsioneerimisstabiilsust igas positsioneerimispunktis selle käigu ulatuses, mis on põhinäitaja telje stabiilse ja usaldusväärse töö mõõtmiseks. Praegu on CNC-süsteemide tarkvaral rikkalikud veakompensatsioonifunktsioonid, mis suudavad stabiilselt kompenseerida süsteemivigu etteande ülekandeahela igas lülis. Näiteks sellised tegurid nagu lõtkud, elastne deformatsioon ja kontaktjäikus igas ülekandeahela lülis peegeldavad sageli erinevaid hetkelisi liikumisi tööpingi koormuse suuruse, liikumisteekonna pikkuse ja liikumispositsioneerimise kiirusega. Mõnes avatud ja poolsuletud ahelaga etteande servosüsteemis mõjutavad mehaanilisi ajamikomponente pärast komponentide mõõtmist mitmesugused juhuslikud tegurid ja neil on ka olulisi juhuslikke vigu, näiteks tööpingi tegeliku positsioneerimisasendi triiv, mis on põhjustatud kuulkruvi termilisest pikenemisest. Lühidalt, kui saate valida, siis valige seade, millel on parim korduvpositsioneerimistäpsus!
Vertikaalse töötluskeskuse täpsus silindriliste pindade freesimisel või ruumiliste spiraalsete soonte (keermete) freesimisel on CNC-telje (kahe- või kolmeteljelise) servomootori liikumisomaduste ja CNC-süsteemi interpolatsioonifunktsiooni põhjalik hindamine tööpingi puhul. Hindamismeetod on töödeldud silindrilise pinna ümaruse mõõtmine. CNC-tööpinkides on olemas ka neljakülgne kaldus ruudukujuline freesimismeetod katsekehade lõikamiseks, mis võimaldab määrata ka kahe juhitava telje täpsust lineaarse interpolatsiooniliikumises. Selle proovilõikamise tegemisel paigaldatakse täppistöötluseks kasutatav otsafrees tööpingi spindlile ja freesitakse tööpingile asetatud ümmargune proov. Väikeste ja keskmise suurusega tööpinkide puhul võetakse ümmargune proov tavaliselt mõõtudega Ф 200 ~ Ф 300, seejärel asetatakse lõigatud proov ümaruse testerile ja mõõdetakse selle töödeldud pinna ümarust. Freesi ilmsed vibratsioonimustrid silindrilisel pinnal näitavad tööpingi ebastabiilset interpolatsioonikiirust; Freesitud ümarusel on märkimisväärne elliptiline viga, mis peegeldab kahe juhitava telje süsteemi võimenduse mittevastavust interpolatsiooniliikumise puhul; kui igal juhitava telje liikumissuuna muutmise punktil ringikujulisel pinnal on stoppjäljed (pideva lõikeliikumise korral moodustab etteande liikumise peatamine teatud asendis töötlemispinnale väikese metalli lõikejälgede segmendi), peegeldab see, et telje edasi- ja tagasiliikumise vahekaugust pole õigesti reguleeritud.
Ühe telje positsioneerimistäpsus viitab veavahemikule positsioneerimisel mis tahes punktis telje käigu ulatuses, mis võib otseselt kajastada tööpingi töötlemise täpsust, muutes selle CNC-tööpinkide kõige kriitilisemaks tehniliseks näitajaks. Praegu on selle näitaja jaoks eri riikides üle maailma erinevad eeskirjad, määratlused, mõõtmismeetodid ja andmetöötlus. Erinevate CNC-tööpinkide näidisandmete tutvustamisel on tavaliselt kasutatavate standardite hulka kuuluvad Ameerika standard (NAS) ja Ameerika Tööpinkide Tootjate Assotsiatsiooni soovituslikud standardid, Saksa standard (VDI), Jaapani standard (JIS), Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO) ja Hiina riiklik standard (GB). Nende standardite seas on madalaim standard Jaapani standard, kuna selle mõõtmismeetod põhineb ühel stabiilsete andmete komplektil ja seejärel tihendatakse veaväärtus poole võrra ± väärtusega. Seetõttu on selle mõõtmismeetodi abil mõõdetud positsioneerimistäpsus sageli rohkem kui kaks korda suurem kui teiste standarditega mõõdetud.
Kuigi andmetöötluses on teiste standardite vahel erinevusi, peegeldavad need kõik vajadust analüüsida ja mõõta positsioneerimistäpsust vastavalt veastatistikale. See tähendab, et CNC-tööpingi (vertikaalse töötlemiskeskuse) juhitava teljekäigu positsioneerimispunkti vea puhul peaks see kajastama viga, mis tuleneb selle punkti asukohast tuhandeid kordi tööpingi pikaajalise kasutamise käigus tulevikus. Mõõtmise ajal saame aga mõõta vaid piiratud arv kordi (tavaliselt 5–7 korda).
Vertikaalsete töötlemiskeskuste täpsust on raske kindlaks määrata ja mõned nõuavad enne hindamist töötlemist, seega on see samm üsna keeruline.