Что влияет на точность станков с ЧПУ

Огромную роль при выборе  станка с ЧПУ  играет такой параметр, как его точность. В ходе оценочной деятельности, которая проводится с целью определения возможности эксплуатации устройства в будущем, проводится комплекс диагностических действий, в том числе и определение класса точности устройства. Именно от этой характеристики зависит то, насколько качественными будут изделия, созданные с помощью конкретного устройства, и насколько они будут соответствовать параметрам, заданным оператором.

• Класс точности станков с ЧПУ высокой точности
• Разрешение позиционирования
• Цифры после запятой
• Что влияет на точность фрезерных станков с ЧПУ?
• Точность повторного позиционирования

Класс точности станков с ЧПУ высокой точности

Точность станков с компьютерным управлением напрямую зависит от показателей суммарной погрешности, которая складывается из нескольких параметров:

• точность самого устройства;
• точность управляющей системы станка;
• погрешности, которые допускаются при креплении заготовки на рабочем столе;
• неточности, допущенные при отладке инструментов;
• погрешности, допущенные при производстве фрез;
• износ рабочего оборудования, в том числе фрез;
• жесткость системы СПИД.

Точность позиционирования оси станка с ЧПУ является обобщенной величиной, которая показывает пределы нахождения реальных координат после того, как процедура позиционирования завершена. Точность этого показателя зависит от повторяемости, но при этом включает в себя не только размер разброса ошибок позиционирования, но и их промежуточные значения. Все это делает точность позиционирования универсальной характеристикой.

Этот параметр предназначен для того, чтобы показать, насколько большой может быть ошибка позиционирования координатных осей устройства.

Точность – основополагающая характеристика станка с ЧПУ. Этот параметр зависит от большого количества факторов, в том числе – вероятного люфта направляющих и передач, неточности направляющих осей, нарушение их перпендикулярного расположения и др. На характеристику также напрямую влияют качество станины и ее жесткость.

В зависимости от того, насколько высока эта характеристика, станки с ЧПУ делятся на четыре группы:

• нормальной точности;
• повышенной точности;
• высокой точности;
• особо высокой точности.

В зависимости от класса точности, который присвоен станку, различается и качество обработки деталей.

Станки с повышенной точностью обеспечивают точность обработки изделий в пределах 0,6 отклонений, получаемых на станках с нормальной точностью.

У станков с высокой точностью этот параметр равняется 0,4, а станки особо высокой точности позволяют обрабатывать детали с точностью в пределах до 0,25 отклонений.

Особо точные и станки с высокой точностью создаются в результате применения специальных конструктивных решений.

Для проверки точности станков с ЧПУ проводится оценка следующих параметров:

• точности линейного позиционирования рабочего инструмента;
• размера нечувствительной зоны;
• возвратной точности рабочего инструмента;
• стабильности выхода рабочих органов в заданную точку координатной сетки;
• точности круговой обработки;
• стабильности положения фрез после их смены в автоматическом режиме.

Эти проверки направлены на выявление не только точности работы станка, но и на оценку стабильности в ходе производственного процесса, то есть многократности прихода рабочих органов станка в заданное положение. При этом показатели стабильности нередко оказываются более важными, чем непосредственно точность. Именно от стабильности во многом зависит качество обработки изделия.

Параметры допустимой ошибки при определении положения рабочего инструмента определяются по формуле Δ_р = Δ + δ.

Для того чтобы сохранить точность станка во время его длительной эксплуатации, характеристики геометрической точности на все возможные проверки ужесточают в сравнении с нормативными более чем на 40 %. Это позволяет производителю оборудования заложить запас на возможный износ станка.

Разрешение позиционирования

Дискретность станка с числовым программным управлением определяется максимально возможной точностью перемещения, которую может задать оператор.

Например, если ось Y оснащена шаговым двигателем с шагом 1,8 градуса, т. е. его производительность составляет 200 шагов/об, и драйвером, который предполагает наличие режима деления шага по принципу 1 к 16, и при этом соединенным с винтом ШВП 1605, шаг которого составляет 5 мм на один оборот.

Каждый импульс STEP обеспечивает движение вала двигателя, соответствующего движению идеальной оси (без учета возможного люфта, погрешностей и т. д. на 1/(200 × 16) × 5 = 0,0015625 мм. Эта характеристика определяет разрешение позиционирования оси Y. На протяжении последующих производственных процессов ее характеристики в управляющей программе будут позиционироваться именно с таким обозначением. Задать перемещение в точку на координатной сетке с параметрами Y = 2,101 не представляется возможным, программа самостоятельно округлит значение до максимально подходящего в соответствии с заданными настройками.

Цифры после запятой

Количество цифр после запятой напрямую зависит от того, какой тип двигателей установлен на станке с ЧПУ.

Если установлены шаговые двигатели, рабочее поле будет иметь непосредственные размеры 600 × 900 мм.

Станки, оборудованные серводвигателями, отличаются наличием от 3 до 5 нулей после запятой. Чаще всего этим параметрам соответствуют металлообрабатывающие станки прецизионного типа.

 ВАЖНО!  Чем больше знаков после запятой способен обработать станок с ЧПУ, тем выше его точность.

Что влияет на точность фрезерных станков с ЧПУ?

На характеристики, отвечающие за точность позиционирования станка, оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

• перпендикулярность расположения координатных осей;
• качество направляющих;
• наличие люфтов при движении подвижных частей устройства;
• стабильность рамы, ее жесткость и конструктивные особенности, в том числе – высота;
• качество сборки устройства;
• особенности программной и технической настройки оборудования;
• качество комплектующих, которые используются в работе;
• отсутствие перепада высот на поверхности, на которой находится устройство, и др.

Точность повторного позиционирования

Точность повторного позиционирования станка с ЧПУ зависит от следующих факторов:

• механического воздействия фрезы;
• перпендикулярности установки шпинделя;
• режима резания, который установлен на станке;
• типа обрабатываемых материалов.

Превосходной точностью считается параметр, равный 0,05 мм. Станки с точностью 0,2 мм считаются всего лишь удовлетворительными.

Когда управляющий блок отдает команду для возврата рабочей головки в начальную точку координат, конечный результат всегда незначительно отличается от параметров, заданных первоначально. Различия зависят от возможных люфтов в передаче. Для производства важно понимание того, насколько стабильна возникающая при позиционировании ошибка. Чаще всего повторяемость в несколько раз превышает точность, что делает такой станок пригодным для работы.

Современные станки, оснащенные модулями числового программного управления, позволяют обрабатывать детали из различных материалов с максимально возможной точностью, не снижая при этом производительность. Точность станков с ЧПУ – один из самых важных параметров, от которого напрямую зависит качество обработки любых изделий. На эту характеристику влияют самые разные факторы – от качества сборки станка до температуры, которая установлена в рабочем помещении.