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¿Cómo mejorar la precisión de las máquinas herramienta CNC?

Con el rápido desarrollo de la economía de nuestro país, las máquinas herramienta CNC, como una nueva generación de máquinas de trabajo, se han utilizado ampliamente en la fabricación de maquinaria, el rápido desarrollo de la tecnología de mecanizado de precisión y la mejora continua del procesamiento de piezas. La precisión ha ejercido una gran influencia en las máquinas herramienta CNC. La precisión también plantea requisitos más altos. Aunque los usuarios conceden gran importancia a la precisión de la posición de la máquina herramienta al comprar máquinas herramienta CNC, especialmente la precisión de posicionamiento y la precisión de repetibilidad de cada eje. Pero, ¿cuál es la precisión de estas máquinas herramienta CNC en uso? Un gran número de estadísticas muestran que más del 65,7% de las máquinas herramienta nuevas no cumplen con sus especificaciones técnicas cuando se instalan; el 90% de las máquinas herramienta CNC en uso funcionan de manera inexacta; estado. Por lo tanto, es muy necesario monitorear el estado de funcionamiento de las máquinas herramienta y realizar pruebas frecuentes de la precisión de las máquinas herramienta para descubrir y resolver problemas a tiempo y mejorar la precisión del procesamiento de piezas.

En la actualidad, la precisión de la posición de las máquinas herramienta CNC se suele inspeccionar utilizando la norma internacional ISO230-2 o la norma nacional GB10931-89. La misma máquina herramienta obtendrá una precisión de posición diferente debido a los diferentes estándares adoptados. Por lo tanto, al seleccionar el índice de precisión de las máquinas herramienta CNC, también debe prestar atención a los estándares que adopta. El estándar de posición de las máquinas herramienta CNC generalmente se refiere a la desviación inversa y la precisión de posicionamiento de cada eje CNC. La medición y compensación de estos dos son formas necesarias para mejorar la precisión del procesamiento.

1. Desviación inversa

En las máquinas herramienta CNC, debido a la desviación de los componentes de accionamiento (como servomotores, motores servohidráulicos y motores paso a paso, etc.) en la alimentación. cadena de transmisión de cada eje de coordenadas La existencia de errores como la zona muerta inversa y el juego inverso de cada par de transmisión de movimiento mecánico provoca desviaciones inversas de cada eje de coordenadas al convertir de movimiento hacia adelante a movimiento inverso, lo que generalmente también se denomina juego inverso o juego inverso. perdió impulso. Para las máquinas herramienta CNC que utilizan servosistemas de circuito semicerrado, la existencia de desviación inversa afectará la precisión del posicionamiento y la precisión del posicionamiento repetitivo de la máquina herramienta, afectando así la precisión del procesamiento del producto. Por ejemplo, en el movimiento de corte G01, la desviación inversa afectará la precisión del movimiento de interpolación. Si la desviación es demasiado grande, provocará la situación de "el círculo no es lo suficientemente redondo y el cuadrado no es lo suficientemente cuadrado"; En el movimiento de posicionamiento rápido G00, la desviación inversa afectará a la máquina herramienta. La precisión del posicionamiento reduce la precisión de la posición entre orificios durante la perforación, el mandrinado y otros procesamientos de orificios. Al mismo tiempo, a medida que aumenta el tiempo de puesta en funcionamiento del equipo, la desviación inversa también aumentará con el aumento gradual del juego del par cinemático debido al desgaste. Por lo tanto, es necesario medir y compensar periódicamente la inversión. desviación de cada eje de coordenadas de la máquina herramienta.

Medición de la desviación inversa

Método de medición de la desviación inversa: dentro del trazo del eje de coordenadas medido, avance una distancia en dirección hacia adelante o hacia atrás y deténgase en esta posición. una referencia, proporcione un cierto valor de comando de movimiento en la misma dirección para moverlo una cierta distancia, y luego muévalo la misma distancia en la dirección opuesta, y mida la diferencia entre la posición de parada y la posición de referencia. Realice mediciones múltiples (generalmente siete veces) en tres posiciones cerca del punto medio y en ambos extremos del trazo, encuentre el valor promedio en cada posición y use el valor máximo entre los valores promedio como valor de medición de desviación inversa. Al medir, primero debe moverse una cierta distancia; de lo contrario, no se podrá obtener el valor correcto de desviación inversa.

Al medir la desviación inversa de un eje de movimiento lineal, la herramienta de medición suele utilizar un indicador de cuadrante o indicador de cuadrante. Si las condiciones lo permiten, se puede utilizar un interferómetro láser de doble frecuencia para la medición. Cuando se utiliza un indicador de cuadrante o un indicador de cuadrante para medir, se debe prestar atención al hecho de que la base del medidor y el vástago del medidor no se extiendan demasiado alto ni demasiado largo, porque la base del medidor se mueve fácilmente debido al largo voladizo durante la medición, lo que resulta en en un conteo inexacto el valor de compensación tampoco es realista. Si se utiliza la programación para implementar la medición, el proceso de medición puede volverse más conveniente y preciso.

Por ejemplo, para medir la desviación inversa del G91 G01 X50 F1000; mueva el banco de trabajo hacia la derecha

N20 N40 Z50 el eje Z está elevado y apartado<; /p>

N50 X-50: Banco de trabajo se mueve hacia la izquierda

N60 50:Reset del eje Z

N80 G04 X5:Pausa para observación

N90 M99;

Cabe señalar que bajo diferentes velocidades de funcionamiento del banco de trabajo, los resultados medidos variarán. En general, el valor medido a baja velocidad es mayor que el de alta velocidad, especialmente cuando la carga del eje de la máquina herramienta y la resistencia al movimiento son grandes. Cuando la mesa de trabajo se mueve a baja velocidad, la velocidad de movimiento es baja y es menos probable que se produzcan sobrepasos y sobrecarreras (en relación con el "contragolpe"), por lo que el valor medido es mayor a alta velocidad, debido a la mayor velocidad de la mesa de trabajo; , es probable que se produzcan sobreimpulsos y sobrecarreras. El valor medido es demasiado pequeño.

El método de medición de la desviación inversa del eje de movimiento giratorio es el mismo que el del eje lineal, excepto que el instrumento utilizado para la detección es diferente.

Compensación de desviación inversa

Las máquinas herramienta CNC domésticas tienen una gran precisión de posicionamiento> 0,02 mm, pero no tienen función de compensación. Para este tipo de máquina herramienta, en algunos casos, se pueden utilizar métodos de programación para lograr un posicionamiento unidireccional y eliminar el juego cuando la parte mecánica permanece sin cambios, siempre que el posicionamiento unidireccional de baja velocidad alcance el punto inicial de interpolación. , entonces se puede iniciar el procesamiento de interpolación. Cuando se encuentra una dirección inversa durante el avance de interpolación, la interpolación formal del valor de holgura inversa puede mejorar la precisión del procesamiento de interpolación y básicamente garantizar los requisitos de tolerancia de la pieza.

Para otros tipos de máquinas herramienta CNC, suele haber varias direcciones en la memoria del dispositivo CNC dedicadas a almacenar el valor del juego de cada eje. Cuando se le indica a un eje de la máquina herramienta que cambie la dirección del movimiento, el dispositivo CNC leerá automáticamente el valor de juego del eje, compensará y corregirá el valor del comando de desplazamiento de coordenadas, de modo que la máquina herramienta pueda posicionarse con precisión según el comando. posición, eliminando o reduciendo los efectos adversos de pequeñas deflexiones inversas en la precisión de la máquina herramienta.

Generalmente, los sistemas CNC solo tienen un único valor de compensación de juego disponible. Para tener en cuenta la precisión del movimiento a alta y baja velocidad, además de funcionar mejor mecánicamente, el valor medido durante el movimiento rápido solo puede ser. El valor de desviación inversa obtenido se ingresa como valor de compensación, por lo que es difícil lograr un equilibrio entre la precisión de posicionamiento rápido y la precisión de interpolación durante el corte.

Para sistemas CNC como FANUC0i y FANUC18i, hay dos tipos de compensación de holgura disponibles para movimiento rápido (G00) y movimiento de avance de corte a baja velocidad (G01). Dependiendo del método de alimentación, el sistema CNC selecciona y utiliza automáticamente diferentes valores de compensación para completar un procesamiento de mayor precisión.

Ingrese el valor de holgura A medido por el movimiento de avance de corte G01 en el parámetro NO11851 (la velocidad de prueba de G01 se puede determinar en función de la velocidad de avance de corte y las características de la máquina herramienta comúnmente utilizadas), y el valor de holgura A medido por G00 Ingrese el parámetro NO11852 para el valor de espacio B. Cabe señalar que si el sistema CNC desea realizar una compensación de juego inverso especificada por separado, el cuarto dígito (RBK) del parámetro número 1800 debe establecerse en 1; si RBK se establece en 0, la compensación de juego inverso especificada por separado no se realizará; ejecutado. G02, G03, JOG y G01 utilizan el mismo valor de compensación.

2. Precisión de posicionamiento

La precisión de posicionamiento de las máquinas herramienta CNC se refiere a la precisión de posición que se puede lograr mediante las partes móviles medidas de la máquina herramienta bajo el control del sistema CNC. Se diferencia de las máquinas herramienta CNC. Es una precisión importante de las máquinas herramienta ordinarias. Junto con la precisión geométrica de la máquina herramienta, tiene un impacto importante en la precisión de corte de la máquina herramienta. El error de paso del agujero en el mecanizado de agujeros. Una máquina herramienta CNC puede juzgar su precisión de procesamiento a partir de la precisión de posicionamiento que puede lograr, por lo que detectar y compensar la precisión de posicionamiento de las máquinas herramienta CNC es una forma necesaria de garantizar la calidad del procesamiento.

Determinación de la precisión del posicionamiento

En la actualidad, los interferómetros láser de doble frecuencia se utilizan principalmente para detectar y procesar máquinas herramienta. El principio de la interferometría láser se utiliza para medir la longitud de onda en tiempo real. del láser, por lo que ha mejorado la precisión de la prueba y el alcance de aplicación.

El método de detección es el siguiente:

Instalar un interferómetro láser de doble frecuencia

Instalar un dispositivo de medición óptica en la dirección del eje de coordenadas de la máquina herramienta que debe medirse <; /p>

Ajuste el cabezal del láser, alinee el eje de medición o paralelo al eje de movimiento de la máquina herramienta, es decir, prealinee la trayectoria óptica

Ingrese los parámetros de medición después de; el láser se calienta;

Muévase según el programa de medición prescrito Las máquinas herramienta realizan mediciones

Procesamiento de datos y salida de resultados;

Compensación de la precisión de posicionamiento

Si el error de posicionamiento medido de la máquina herramienta CNC excede el rango de error permitido, la máquina herramienta debe ser compensada por el error. Un método común es calcular la tabla de compensación del error de paso e ingresarla manualmente en el sistema CNC de la máquina herramienta para eliminar el error de posicionamiento, ya que los puntos de compensación de tres o cuatro ejes de la máquina herramienta CNC pueden tener cientos o miles de puntos. , la compensación manual lleva más tiempo y es fácil de solucionar. Algo salió mal.

Ahora la computadora está conectada al controlador CNC de la máquina herramienta a través de la interfaz RS232, y el software de calibración automática escrito en VB se utiliza para controlar el interferómetro láser y la máquina herramienta CNC para que funcionen sincrónicamente para lograr la detección automática. de la precisión de posicionamiento de la máquina herramienta CNC y la compensación de errores, el método de compensación es el siguiente:

Copia de seguridad de los parámetros de compensación existentes en el sistema de control CNC; el programa CNC de la máquina herramienta para medir la precisión del posicionamiento punto por punto es generado por la computadora y transmitido al sistema CNC

Mide automáticamente el error de posicionamiento de cada punto

Genera un nuevo; conjunto de parámetros de compensación basados ​​en los puntos de compensación especificados y transmitirlos al sistema CNC, y el paso se compensará automáticamente

Repetir para verificar la precisión;

De acuerdo con la precisión de cada eje de la máquina herramienta CNC, la función de compensación automática del error de paso y la función de compensación de holgura se utilizan para seleccionar y distribuir razonablemente los puntos de compensación de cada eje, de modo que la máquina CNC La herramienta puede alcanzar el mejor estado de precisión y mejorar en gran medida la precisión de la máquina herramienta CNC para detectar la eficiencia de la precisión de posicionamiento de la máquina herramienta.

La precisión del posicionamiento es un indicador importante de las máquinas herramienta CNC. Aunque los usuarios pueden intentar elegir máquinas herramienta con alta precisión y pequeños errores al comprar, cuanto más tiempo se utiliza el equipo, más severo es el desgaste del equipo, lo que hace que el error de posicionamiento de las máquinas herramienta sea cada vez mayor. , que es fatal para las piezas procesadas y producidas. El uso del método anterior para medir y compensar con precisión la desviación inversa y la precisión de posicionamiento de cada eje de coordenadas de la máquina herramienta puede reducir o eliminar los efectos adversos de la desviación inversa en la precisión de la máquina herramienta y mejorar la precisión de posicionamiento de la máquina herramienta. y mantener la máquina herramienta en su mejor estado de precisión, garantizando así la calidad de procesamiento de las piezas.