I dagens fremstillingsindustri er CNC-værktøjsmaskiner blevet rygraden i produktionen med deres effektive og præcise bearbejdningsmuligheder. Kravene til bearbejdningsnøjagtighed for nøgledele i typiske CNC-værktøjsmaskiner er uden tvivl de kerneelementer, der bestemmer valget af præcisions-CNC-værktøjsmaskiner.
CNC-værktøjsmaskiner klassificeres i forskellige kategorier, såsom simple, fuldt funktionelle og ultrapræcise, på grund af deres forskellige anvendelser, og deres nøjagtighedsniveauer varierer meget. Simple CNC-værktøjsmaskiner indtager stadig en plads inden for det nuværende felt af drejebænke og fræsemaskiner med en minimum bevægelsesopløsning på 0,01 mm, og en bevægelses- og bearbejdningsnøjagtighed, der generelt spænder fra 0,03 til 0,05 mm eller derover. Selvom nøjagtigheden er relativt begrænset, spiller simple CNC-værktøjsmaskiner en uerstattelig rolle i nogle bearbejdningsscenarier, hvor præcisionskravene ikke er ekstremt strenge, på grund af deres økonomiske fordele og nemme betjening.
I skarp kontrast er ultrapræcisions-CNC-maskiner designet specifikt til særlige bearbejdningsbehov med en nøjagtighed på forbløffende 0,001 mm eller mindre. Ultrapræcisions-CNC-maskiner bruges ofte inden for højpræcisions- og banebrydende områder såsom luftfart og medicinsk udstyr, og yder solid teknisk support til fremstilling af ekstremt komplekse og præcisionskrævende komponenter.
Fra et nøjagtighedsperspektiv kan CNC-maskiner yderligere opdeles i almindelige og præcisionstyper. Normalt er der 20 til 30 nøjagtighedsinspektionspunkter for CNC-maskiner, men de mest kritiske og repræsentative er positioneringsnøjagtighed for enkeltakse, gentagen positioneringsnøjagtighed for enkeltakse og rundhed af teststykket produceret af to eller flere forbundne bearbejdningsakser.
Positioneringsnøjagtigheden og den gentagne positioneringsnøjagtighed supplerer hinanden og skitserer tilsammen den omfattende nøjagtighedsprofil for de bevægelige komponenter i maskinværktøjsaksen. Især med hensyn til gentagen positioneringsnøjagtighed er det som et spejl, der tydeligt afspejler aksens positioneringsstabilitet på ethvert positioneringspunkt inden for dens slaglængde. Denne egenskab bliver hjørnestenen i måling af, om akslen kan arbejde stabilt og pålideligt, og er afgørende for at sikre maskinværktøjets langsigtede stabile drift og en ensartet bearbejdningskvalitet.
Dagens CNC-systemsoftware er som en smart håndværker med rige og varierede fejlkompensationsfunktioner, der er i stand til intelligent at kompensere for de systemfejl, der genereres i hvert led i fremføringskæden, præcist og stabilt. Hvis vi tager de forskellige led i transmissionskæden som et eksempel, er ændringerne i faktorer som frigang, elastisk deformation og kontaktstivhed ikke konstante, men udviser dynamiske øjeblikkelige momentumændringer med variabler som størrelsen af arbejdsbænkens belastning, bevægelseslængden og hastigheden af bevægelsespositioneringen.
I nogle servosystemer med åben sløjfe og semi-lukket sløjfe er de mekaniske drivkomponenter efter målekomponenterne som skibe, der bevæger sig fremad i vind og regn og er udsat for forskellige tilfældige faktorer. For eksempel kan fænomenet med termisk forlængelse af kugleskruer forårsage afdrift i arbejdsbænkens faktiske positioneringsposition, hvilket medfører betydelige tilfældige fejl i bearbejdningsnøjagtigheden. Kort sagt, hvis der er et godt valg i udvælgelsesprocessen, er der ingen tvivl om, at udstyret med den mest fremragende gentagne positioneringsnøjagtighed bør prioriteres, hvilket tilføjer en stærk forsikring til bearbejdningskvaliteten.
Præcisionen ved fræsning af cylindriske overflader eller fræsning af rumlige spiralriller (gevind), ligesom en fin lineal til måling af en værktøjsmaskines ydeevne, er en nøgleindikator for omfattende evaluering af servofølgende bevægelseskarakteristika for CNC-aksen (to eller tre akser) og interpolationsfunktionen i værktøjsmaskinens CNC-system. Den effektive metode til at bestemme denne indikator er at måle rundheden af den bearbejdede cylindriske overflade.
I praksis med at skære testemner på CNC-maskiner demonstrerer den skrå, firkantede bearbejdningsmetod med fræsning også sin unikke værdi, idet den nøjagtigt kan bedømme nøjagtigheden af to styrbare akser i lineær interpolationsbevægelse. Når denne prøveskæring udføres, er det nødvendigt omhyggeligt at installere den endefræser, der bruges til præcisionsbearbejdning, på maskinens spindel og derefter udføre omhyggelig fræsning på den cirkulære prøve, der er placeret på arbejdsbænken. For små og mellemstore maskiner vælges størrelsen på den cirkulære prøve normalt mellem 200 og 300 ¥. Dette interval er blevet testet i praksis og kan effektivt evaluere maskinens bearbejdningsnøjagtighed.
Efter fræsningen skal du forsigtigt placere den udskårne prøve på en rundhedsmåler, og rundheden af den bearbejdede overflade skal måles med et præcisionsmåleinstrument. I denne proces er det nødvendigt at observere og analysere måleresultaterne omhyggeligt. Hvis der er tydelige vibrationsmønstre på fræseren på den fræsede cylindriske overflade, advarer det os om, at maskinens interpolationshastighed kan være ustabil. Hvis den rundhed, der produceres ved fræsning, viser tydelige elliptiske fejl, afspejler det ofte, at forstærkningerne af de to styrbare aksesystemer i interpolationsbevægelsen ikke er blevet godt afstemt. Når der er stopmærker på hvert punkt for ændring af bevægelsesretningen for den styrbare akse på en cirkulær overflade (dvs. i kontinuerlig skærebevægelse vil et lille segment af metalskæremærker på bearbejdningsfladen danne et lille segment af metalskæremærker på bearbejdningsfladen, når fremføringsbevægelsen stoppes i en bestemt position), betyder det, at aksens fremadrettede og bagudrettede frigang ikke er justeret til den ideelle tilstand.
Konceptet med positioneringsnøjagtighed i én akse refererer til det fejlområde, der genereres, når et punkt positioneres inden for aksens bevægelse. Det er som et fyrtårn, der direkte belyser maskinens bearbejdningsnøjagtighed og dermed uden tvivl er blevet en af de mest kritiske tekniske indikatorer for CNC-maskiner.
Der er i øjeblikket visse forskelle i reglerne, definitionerne, målemetoderne og databehandlingsmetoderne for positioneringsnøjagtighed for enkeltakser mellem lande verden over. I forbindelse med introduktionen af en bred vifte af eksempeldata for CNC-maskineværktøj omfatter almindelige og bredt citerede standarder den amerikanske standard (NAS), anbefalede standarder fra American Machine Tool Manufacturers Association, den tyske standard (VDI), den japanske standard (JIS), den internationale standardiseringsorganisation (ISO) og den kinesiske nationale standard (GB).
Blandt disse blændende standarder er japanske standarder relativt lempelige med hensyn til regler. Målemetoden er baseret på et enkelt sæt stabile data og bruger derefter intelligent ±-værdier til at komprimere fejlværdien med det halve. Som følge heraf afviger den positioneringsnøjagtighed, der opnås ved hjælp af japanske standardmålemetoder, ofte med mere end dobbelt så meget som andre standarder.
Selvom andre standarder adskiller sig i den måde, de behandler data på, er de dybt forankret i fejlstatistik for at analysere og måle positioneringsnøjagtighed. Specifikt bør en bestemt positioneringspunktfejl i et styrbart akseslag på en CNC-maskine være i stand til at afspejle de mulige fejl, der kan opstå i løbet af tusindvis af positioneringstider under langvarig brug af maskinen i fremtiden. Begrænset af de faktiske forhold kan vi dog ofte kun udføre et begrænset antal operationer under måling, normalt 5 til 7 gange.
Nøjagtighedsvurderingen af CNC-maskiner er som en udfordrende opgaveløsning, der ikke opnås natten over. Nogle nøjagtighedsindikatorer kræver omhyggelig inspektion og analyse af de forarbejdede produkter efter den faktiske bearbejdning af værktøjsmaskinen, hvilket utvivlsomt øger vanskeligheden og kompleksiteten af nøjagtighedsvurderingen.
For at sikre valget af CNC-maskiner, der opfylder produktionsbehovene, er det nødvendigt at undersøge maskinernes nøjagtighedsparametre dybt og udføre en omfattende og detaljeret analyse, før vi træffer indkøbsbeslutninger. Samtidig er det afgørende at have tilstrækkelig og dybdegående kommunikation og udveksling med producenter af CNC-maskiner. Forståelse af producentens produktionsprocesniveau, kvalitetskontrolforanstaltningernes strenghed og fuldstændigheden af eftersalgsservicen kan give et mere værdifuldt referencegrundlag for vores beslutningstagning.
I praktiske anvendelsesscenarier bør typen og nøjagtighedsniveauet af CNC-maskiner også vælges videnskabeligt og rimeligt baseret på specifikke bearbejdningsopgaver og præcisionskrav til delene. For dele med ekstremt høje præcisionskrav bør maskiner udstyret med avancerede CNC-systemer og højpræcisionskomponenter prioriteres uden tøven. Dette valg sikrer ikke kun fremragende bearbejdningskvalitet, men forbedrer også produktionseffektiviteten, reducerer skrotprocenter og giver større økonomiske fordele for virksomheden.
Derudover er regelmæssig præcisionstestning og omhyggelig vedligeholdelse af CNC-værktøjsmaskiner vigtige foranstaltninger for at sikre langsigtet stabil drift og opretholde højpræcisionsbearbejdningskapacitet. Ved hurtigt at identificere og løse potentielle nøjagtighedsproblemer kan værktøjsmaskinernes levetid effektivt forlænges, hvilket sikrer stabilitet og pålidelighed af bearbejdningskvaliteten. Ligesom at passe på en dyrebar racerbil kan kun kontinuerlig opmærksomhed og vedligeholdelse sikre, at den fungerer godt på banen.
Kort sagt er nøjagtigheden af CNC-maskiner et flerdimensionelt og omfattende overvejelsesindeks, der løber gennem hele processen med design og udvikling af maskiner, fremstilling og montering, installation og fejlfinding samt daglig brug og vedligeholdelse. Kun ved at forstå og mestre relevant viden og teknologi med omhu kan vi vælge det mest passende CNC-maskineri til faktiske produktionsaktiviteter, fuldt ud udnytte dets potentielle effektivitet og tilføre stærk kraft og støtte til den energiske udvikling af fremstillingsindustrien.