Tänapäeva töötleva tööstuse laval on CNC-tööpingid oma tõhusate ja täpsete töötlemisvõimalustega saanud tootmise selgrooks. Tüüpiliste CNC-tööpinkide põhiosade töötlemise täpsusnõuded on kahtlemata põhielemendid, mis määravad täppis-CNC-tööpinkide valiku.
CNC-tööpingid liigitatakse erinevatesse kategooriatesse, näiteks lihtsad, täisfunktsionaalsed ja ülitäpsed, kuna neid kasutatakse mitmekesiselt, ning nende täpsus on väga erinev. Lihtsad CNC-tööpingid hõivavad endiselt oma koha treipingide ja freespinkide valdkonnas, minimaalse liikumisresolutsiooniga 0,01 mm ning liikumis- ja töötlemistäpsusega üldiselt vahemikus 0,03–0,05 mm või rohkem. Kuigi täpsus on suhteliselt piiratud, mängivad lihtsad CNC-tööpingid mõnes töötlemissituatsioonis, kus täpsusnõuded ei ole äärmiselt ranged, asendamatut rolli oma majandusliku kasu ja lihtsa käsitsemise tõttu.
Teravas kontrastis on ülitäpsed CNC-tööpingid spetsiaalselt spetsiaalsete töötlemisvajaduste jaoks loodud, mille täpsus on hämmastav 0,001 mm või vähem. Ülitäpseid CNC-tööpinke kasutatakse sageli suure täpsusega ja tipptasemel valdkondades, nagu lennundus ja meditsiiniseadmed, pakkudes kindlat tehnilist tuge äärmiselt keerukate ja täpsust nõudvate komponentide tootmiseks.
Täpsuse seisukohast saab CNC-tööpingid jagada tavalisteks ja täppistüüpi. Tavaliselt on CNC-tööpinkide puhul 20–30 täpsuskontrolli elementi, kuid kõige olulisemad ja tüüpilisemad on ühe telje positsioneerimistäpsus, ühe telje korduva positsioneerimise täpsus ja kahe või enama ühendatud töötlemistelje abil valmistatud katsekeha ümarus.
Positsioneerimistäpsus ja korduvpositsioneerimistäpsus täiendavad teineteist ning koos visandavad tööpingi telje liikuvate komponentide tervikliku täpsusprofiili. Eriti korduvpositsioneerimistäpsus on nagu peegel, mis peegeldab selgelt telje positsioneerimisstabiilsust igas positsioneerimispunktis selle käigu ulatuses. Sellest omadusest saab nurgakivi võlli stabiilse ja usaldusväärse töö mõõtmiseks ning see on ülioluline tööpingi pikaajalise stabiilse töö ja töötlemise kvaliteedi järjepidevuse tagamiseks.
Tänapäeva CNC-süsteemitarkvara on nagu nutikas käsitööline, millel on rikkalikud ja mitmekesised veakompensatsioonifunktsioonid, mis suudavad nutikalt ja täpselt ning stabiilselt kompenseerida etteande ülekandeahela igas lülis tekkivaid süsteemivigu. Näiteks ülekandeahela eri lülide puhul ei ole selliste tegurite nagu kliirens, elastne deformatsioon ja kontaktjäikuse muutused konstantsed, vaid näitavad dünaamilisi hetkelisi impulsimuutusi koos selliste muutujatega nagu tööpingi koormuse suurus, liikumistee pikkus ja liikumispositsioneerimise kiirus.
Mõnedes avatud ja poolsuletud ahelaga etteande servosüsteemides on mõõtekomponentidele järgnevad mehaanilised ajamikomponendid nagu tuules ja vihmas edasi liikuvad laevad, mis on allutatud mitmesugustele juhuslikele teguritele. Näiteks kuulkruvide termiline pikenemine võib põhjustada tööpingi tegeliku positsioneerimisasendi triivi, tuues seeläbi kaasa olulisi juhuslikke vigu töötlemise täpsuses. Kokkuvõttes, kui valikuprotsessis on tehtud hea valik, pole kahtlustki, et eelistada tuleks seadmeid, millel on parim korduv positsioneerimistäpsus, mis lisab töötlemise kvaliteedile tugeva kindlustuse.
Silindriliste pindade freesimise või ruumiliste spiraalsete soonte (keermete) freesimise täpsus, mis on nagu peen joonlaud tööpingi jõudluse mõõtmiseks, on võtmetähtsusega näitaja CNC-telje (kaks või kolm telge) servomootori liikumisomaduste ja tööpingi CNC-süsteemi interpolatsioonifunktsiooni igakülgseks hindamiseks. Selle näitaja määramise efektiivne meetod on töödeldud silindrilise pinna ümaruse mõõtmine.
CNC-tööpinkidel katsekehade lõikamise praktikas näitab ka neljakülgne kaldnurkne freesimismeetod oma ainulaadset väärtust, mille abil saab täpselt hinnata kahe juhitava telje täpsust lineaarse interpolatsiooniliikumise ajal. Selle proovilõikamisoperatsiooni teostamisel on vaja täppistöötluseks kasutatav otsafrees hoolikalt paigaldada masina spindlile ja seejärel teostada tööpingile asetatud ümmarguse proovi hoolikas freesimine. Väikeste ja keskmise suurusega tööpinkide puhul valitakse ümmarguse proovi suurus tavaliselt 200 ja 300 ¥ vahel. See vahemik on praktikas testitud ja võimaldab tõhusalt hinnata tööpingi töötlemise täpsust.
Pärast freesimise lõpetamist asetage lõigatud proov ettevaatlikult ümarusmõõturile ja mõõtke selle töödeldud pinna ümarus täppismõõtevahendi abil. Selle protsessi käigus on vaja mõõtmistulemusi tundlikult jälgida ja analüüsida. Kui freesitud silindrilisel pinnal on ilmseid freesi vibratsioonimustreid, hoiatab see meid, et tööpingi interpolatsioonikiirus võib olla ebastabiilne; kui freesimisel tekkiv ümarus näitab ilmseid elliptilisi vigu, peegeldab see sageli seda, et kahe juhitava telje süsteemi võimendused interpolatsiooniliikumisel ei ole hästi sobitatud; kui ringikujulisel pinnal on igal juhitava telje liikumissuuna muutmise punktil stopp-märgid (st pideva lõikeliikumise korral moodustab etteande liikumise peatamine teatud asendis töötlemispinnale väikese metalli lõikejälgede segmendi), tähendab see, et telje edasi-tagasi kliirens ei ole ideaalsesse olekusse reguleeritud.
Ühe telje positsioneerimistäpsuse mõiste viitab veavahemikule, mis tekib mis tahes punkti positsioneerimisel teljekäigu sees. See on nagu tuletorn, mis valgustab otseselt tööpingi töötlemise täpsust ja on seega kahtlemata CNC-tööpinkide üks olulisemaid tehnilisi näitajaid.
Praegu on ühelteljelise positsioneerimistäpsuse eeskirjades, definitsioonides, mõõtmismeetodites ja andmetöötlusmeetodites teatud erinevused eri riikides üle maailma. CNC-tööpinkide näidisandmete laia valiku tutvustamisel on levinud ja laialdaselt tsiteeritud standardite hulka kuuluvad Ameerika standard (NAS), Ameerika Tööpinkide Tootjate Assotsiatsiooni soovitatud standardid, Saksa standard (VDI), Jaapani standard (JIS), Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO) ja Hiina riiklik standard (GB).
Nende säravate standardite seas on Jaapani standardid regulatsioonide osas suhteliselt leebemad. Mõõtmismeetod põhineb ühel stabiilsete andmete komplektil ja seejärel kasutab nutikalt ± väärtusi, et vea väärtus poole võrra kokku suruda. Selle tulemusena erineb Jaapani standardsete mõõtmismeetodite abil saadud positsioneerimistäpsus sageli enam kui kaks korda võrreldes teiste standarditega.
Kuigi teised standardid erinevad andmete töötlemise viisi poolest, on need sügavalt juurdunud veastatistikasse, et analüüsida ja mõõta positsioneerimistäpsust. Täpsemalt, CNC-tööpingi juhitava teljekäigu teatud positsioneerimispunkti vea puhul peaks see suutma kajastada võimalikke vigu, mis võivad tekkida tuhandete positsioneerimiskordade jooksul tööpingi pikaajalise kasutamise ajal tulevikus. Tegelike tingimuste tõttu saame aga mõõtmise ajal sageli teha vaid piiratud arvu toiminguid, tavaliselt 5–7 korda.
CNC-tööpinkide täpsuse hindamine on nagu keeruline mõistatuste lahendamise teekond, mida ei saavutata üleöö. Mõned täpsusnäitajad nõuavad töödeldud toodete hoolikat kontrollimist ja analüüsi pärast tööpingi tegelikku töötlemist, mis kahtlemata suurendab täpsuse hindamise keerukust.
CNC-tööpinkide valiku tagamiseks, mis vastavad tootmisvajadustele, peame enne hankeotsuste tegemist põhjalikult uurima tööpinkide täpsusparameetreid ja tegema põhjaliku ning detailse analüüsi. Samal ajal on oluline piisav ja põhjalik suhtlus ja teabevahetus CNC-tööpinkide tootjatega. Tootja tootmisprotsessi taseme, kvaliteedikontrolli meetmete ranguse ja müügijärgse teeninduse täielikkuse mõistmine võib anda meie otsuste tegemiseks väärtuslikuma aluse.
Praktilistes rakendustes tuleks CNC-tööpinkide tüüp ja täpsusaste valida teaduslikult ja mõistlikult, lähtudes konkreetsetest töötlemisülesannetest ja osade täpsusnõuetest. Äärmiselt kõrgete täpsusnõuetega osade puhul tuleks kõhklemata eelistada täiustatud CNC-süsteemide ja ülitäpsete komponentidega tööpinke. See valik mitte ainult ei taga suurepärast töötlemiskvaliteeti, vaid parandab ka tootmise efektiivsust, vähendab praagimäärasid ja toob ettevõttele suuremat majanduslikku kasu.
Lisaks on CNC-tööpinkide regulaarne täppiskatsetamine ja hoolikas hooldus olulised meetmed pikaajalise stabiilse töö tagamiseks ja ülitäpse töötlemise võimekuse säilitamiseks. Võimalike täpsusprobleemide õigeaegse tuvastamise ja lahendamise abil saab tööpinkide kasutusiga tõhusalt pikendada, tagades töötlemise kvaliteedi stabiilsuse ja usaldusväärsuse. Nii nagu väärtusliku võidusõiduauto eest hoolitsemine, saab ainult pidev tähelepanu ja hooldus hoida seda rajal hea jõudlusega.
Kokkuvõttes on CNC-tööpinkide täpsus mitmemõõtmeline ja kõikehõlmav näitaja, mis hõlmab kogu tööpinkide projekteerimise ja arendamise, tootmise ja kokkupaneku, paigaldamise ja veaotsingu ning igapäevase kasutamise ja hoolduse protsessi. Ainult asjakohaste teadmiste ja tehnoloogia põhjaliku mõistmise ja omandamise abil saame targalt valida tegelikus tootmistegevuses kõige sobivama CNC-tööpingi, täielikult ära kasutada selle potentsiaalset efektiivsust ning anda tugeva jõu ja toetuse töötleva tööstuse jõulisele arengule.