Najnowsze artykuły
- 26 kwietnia 2025
W rzeczywistej pracy maszyny CNC są głównie używane do wytwarzania przedmiotów obrabianych, a przedmioty te mają zwykle bardzo wysoką dokładność obróbki. Jeśli chcesz poprawić dokładność obróbki samej maszyny CNC, musisz przeanalizować błędy, które mogą wystąpić na każdym etapie obróbki CNC, a celem jest znalezienie pierwotnej przyczyny błędu, aby uniknąć ciągłego generowania błędów. Można również sformułować odpowiednie środki zgodnie z przeanalizowanymi przyczynami i natychmiast kompensować błędy. W całym projekcie obróbki CNC, niezależnie od tego, czy jest to początkowy etap rysowania, czy finalizacja produktu końcowego, błędy na każdym etapie będą miały pewien wpływ na dokładność końcowych części obrabianych.
Poniżej omówionych zostanie kilka głównych błędów, które często występują, przyczyny ich powstawania oraz sposoby ich poprawy.
Ten błąd jest spowodowany głównie przez proces programowania CNC, który jest rodzajem błędu interpolacji. Podczas używania maszyny CNC do obróbki części, ponieważ urządzenia CNC mają różne funkcje interpolacji, różnią się one od konturu części. Zbliżając się do siebie, zawsze wybierają linię prostą, a czasami używają łuku kołowego.
Gdy linia prosta lub łuk zbliża się bezpośrednio do krzywej konturu części, wystąpi maksymalna różnica między krzywą aproksymacji a oryginalną krzywą rzeczywistego konturu. Jest to powszechnie określane jako błąd interpolacji, który wpływa na dokładność obróbki przedmiotu. Wśród czynników wpływających na dokładność obróbki części jest to bardzo ważna przyczyna.
W procesie wycinania otworu wewnętrznego, gdy operacja przechodzi w okrąg zewnętrzny, łuk końcówki narzędzia zwykle nie ma wpływu na rozmiar i kształt. Jednak podczas obróbki powierzchni stożkowej lub łuku, łuk końcówki narzędzia będzie miał na nią wpływ, co zwykle prowadzi do nadcięcia lub podcięcia.
Na błąd ten wpływa zwykle dokładność pomiarowa narzędzia pomiarowego, a pewien wpływ może mieć również fakt, że osoba dokonująca pomiaru nie przyjęła właściwej metody pracy podczas pomiaru. Rzeczywisty zmierzony rozmiar zwykle wykazuje odchylenie.
Gdy maszyna CNC pracuje w sposób ciągły, części i materiały przeznaczone do obróbki oraz samo narzędzie znajdują się w środowisku o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, co z reguły powoduje zużycie końcówki narzędzia, a w konsekwencji pewne błędy. Na początku pracy szybkość zużycia końcówki narzędzia będzie większa, a następnie będzie coraz mniejsza, aż w końcu ponownie pojawi się tendencja do stopniowego przyspieszania.
Maszyny CNC powodują błędy wynikające z przerw pomiędzy maszynami oraz odkształceń sprężystych pomiędzy częściami transmisyjnymi obrabiarek.
Główny proces powstawania tego rodzaju błędu odbywa się w procesie ustawiania narzędzia. Gdy narzędzie zaczyna przemieszczać się do punktu początkowego, system operacyjny generuje pewną wartość współczynnika regulacji posuwu. Wartość ta będzie miała wpływ na odchylenie.
Korpus maszyny może wywierać pewien wpływ, co prowadzi do pojawienia się tolerancji geometrycznych, których zwykle nie da się skorygować. W serwomechanizmie urządzenie napędowe będzie miało pewien powtarzalny błąd pozycjonowania podczas pracy. Powodem jest to, że odpowiednik impulsu z obrabiarki ma pewien wpływ na system. Jednolitość i droga transmisji będą miały wpływ na system, ale dwie powyższe wielkości błędu są stosunkowo małe i stabilne, i należy je brać pod uwagę tylko podczas precyzyjnej obróbki.
W rzeczywistej pracy nie da się uniknąć błędów w obróbce części na obrabiarkach CNC. Jeśli jednak wprowadzi się pewne usprawnienia w obsłudze obrabiarek CNC, wówczas pewne błędy będzie można skutecznie kontrolować w rozsądnym zakresie.
Przed przystąpieniem do obróbki części za pomocą sterowania numerycznego konieczne jest napisanie programu obróbki o pewnym stopniu wykonalności. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa sposoby napisania programu. Jednym z nich jest programowanie ręczne, a drugim - programowanie wspomagane komputerowo.
Programowanie ręczne nadaje się zwykle tylko do przygotowywania prostych programów częściowych i w tym zakresie nie ma na ogół żadnych odchyleń. Programowanie wspomagane komputerowo jest przeznaczone do pisania wymagających i złożonych programów obróbki części, ale ze względu na konieczność użycia odpowiedniego oprogramowania do ustawienia punktu zmiany narzędzia i trajektorii, nieuchronnie wystąpią pewne problemy, co wymaga niezwykle wysokich ustawień modyfikacji. Jednocześnie należy zwracać uwagę na to, czy program ma bardzo wysoką wykonalność. Te aspekty mogą być przyczyną błędów. Ogólnie rzecz biorąc, zwiększenie liczby węzłów może skutecznie rozwiązać takie problemy, ale zwiększy też nakład pracy związany z programowaniem. Znaczne zwiększenie liczby węzłów spowoduje znaczne obniżenie wydajności przetwarzania.
Poziom wydajności programu ma duży wpływ na wydajność pracy maszyny. Dlatego optymalizacja jakości programowania może również poprawić wydajność pracy maszyny CNC. Wymaga to znajomości wszystkich instrukcji maszyny oraz dokładnego opracowania funkcji wewnętrznych, a skuteczne metody programowania są stale poszukiwane. Ponadto należy intensywnie promować programowanie komputerowe i stale poprawiać niezawodność programu. Kolejną kwestią jest to, że programowanie musi być rozsądne i nie może dopuszczać do tego, aby obrabiarka pracowała bez obciążenia.
Po zakończeniu pisania programu należy zwrócić uwagę na problem wartości promienia wierzchołka narzędzia. Należy nie tylko użyć odpowiednich poleceń w programie, ale także zmierzyć wartość promienia ostrza narzędzia posiadanego przez maszynę CNC. Po dokonaniu pomiaru należy ustawić ją na stronie ustawień parametrów. Dopiero po tym procesie można użyć odpowiedniego polecenia w programie CNC. W przeciwnym razie domyślna wartość promienia ostrza narzędzia w systemie wynosi zawsze zero.
Czynnością, którą należy wykonać później, jest ustawienie noża, zwykle w tym samym czasie poprzez próbne cięcie i ustawienie noża. Wybór narzędzia może z jednej strony poprawić jakość obróbki, a z drugiej strony może przyczynić się do poprawy wydajności obróbki. Aby zwiększyć wydajność, maszyny CNC w kraju i za granicą rozwijają się w kierunku dużych prędkości. Stawia to również wyższe wymagania wobec maszyny: musi ona być w stanie wytrzymać cięcie z dużą prędkością, jednocześnie musi posiadać funkcję wydajnego cięcia, a funkcja ta musi charakteryzować się niezwykle wysoką stabilnością. Przy wyborze materiałów narzędziowych, jeżeli do obróbki można użyć narzędzi z węglika spiekanego, nie należy wybierać narzędzi ze stali szybkotnącej. Jeżeli warunki na to pozwalają, można wybrać narzędzia o większej odporności na zużycie.
Jednocześnie pomiar musi być wykonywany w środowisku statycznym, ale proces obróbki jest właśnie dynamiczny. Na narzędzie i przedmiot obrabiany nieuchronnie oddziałują siły zewnętrzne, co powoduje, że wymiar obrobiony i wymiar oczekiwany nie są zgodne. Dlatego musimy zwracać uwagę na materiał, z którego wykonane jest narzędzie, zawsze sprawdzać, czy przedmiot obrabiany i uchwyt narzędzia są zamocowane oraz czy długość przedmiotu wystającego z zamocowania spełnia wymagania normy.
Maszyny CNC bardzo różnią się od zwykłych maszyn. Nie jest możliwe bezpośrednie zastosowanie metod zarządzania zwykłą maszyną do maszyny CNC. Z doświadczeń zakładów o długim okresie eksploatacji wynika, że w zakładach posiadających dużą liczbę maszyn CNC najlepiej jest przyjąć scentralizowane zarządzanie i rozmieścić je zgodnie z produkcją. Jeśli warunki na to pozwalają, komputer może być wykorzystany do zintegrowanego zarządzania, a komputer może prowadzić ujednolicone zarządzanie wszystkimi informacjami operacyjnymi, dzięki czemu informacje mogą być współdzielone, czas przygotowania produkcji może być znacznie skrócony, a wydajność naturalnie wzrośnie.
W całym procesie obróbki mechanicznej błędy są nieuniknione. Jeśli jednak metoda działania maszyny CNC zostanie udoskonalona, w rzeczywistym procesie produkcyjnym, niezależnie od tego, czy jest to produkcja i obróbka małych partii części, nadal istnieją wymagania dotyczące średniej precyzji. Wszystkie części mogą osiągnąć cel, jakim jest redukcja błędów, a części mogą również spełniać normy wymagane przez rysunki. Zarówno producenci maszyn CNC, jak i użytkownicy i konserwatorzy obrabiarek CNC muszą zwracać wystarczającą uwagę na dokładność obróbki maszyn CNC. Maszyny CNC mają zazwyczaj bardzo złożone źródła błędów. W niniejszym artykule przeanalizowano tylko najważniejsze z nich i zaproponowano bardziej wykonalne środki ich poprawy.
Dzięki podsumowaniu i analizie powyższych doświadczeń, można znacznie poprawić poziom codziennej produkcji, użytkowania i konserwacji maszyn CNC. Wierzymy, że w miarę stosowania coraz lepszych technologii w dziedzinie maszyn CNC, istniejące problemy z błędami maszyn CNC zostaną z pewnością rozwiązane w bardziej zadowalający sposób.
