U današnjoj proizvodnoj industriji, CNC alatni strojevi postali su okosnica proizvodnje sa svojim učinkovitim i točnim mogućnostima obrade. Zahtjevi za točnošću obrade ključnih dijelova tipičnih CNC alatnih strojeva nesumnjivo su ključni elementi koji određuju izbor CNC alatnih strojeva s visokom razinom preciznosti.
CNC alatni strojevi klasificiraju se u različite kategorije kao što su jednostavni, potpuno funkcionalni i ultra precizni zbog svoje raznolike upotrebe, a njihove razine točnosti uvelike variraju. Jednostavni CNC alatni strojevi i dalje zauzimaju mjesto u trenutnom području tokarilica i glodalica, s minimalnom rezolucijom gibanja od 0,01 mm, a točnošću gibanja i obrade općenito se kreće od 0,03 do 0,05 mm ili više. Iako je točnost relativno ograničena, u nekim scenarijima obrade gdje zahtjevi za preciznošću nisu izuzetno strogi, jednostavni CNC alatni strojevi igraju nezamjenjivu ulogu zbog svojih ekonomskih prednosti i jednostavnog rukovanja.
U oštroj suprotnosti s tim, ultra precizni CNC alatni strojevi posebno su dizajnirani za posebne potrebe obrade, s točnošću od zapanjujućih 0,001 mm ili manje. Ultra precizni CNC alatni strojevi često se koriste u visokopreciznim i najsuvremenijim područjima kao što su zrakoplovna i medicinska oprema, pružajući solidnu tehničku podršku za proizvodnju izuzetno složenih i precizno zahtjevnih komponenti.
S gledišta točnosti, CNC alatni strojevi mogu se dalje podijeliti na obične i precizne tipove. Obično postoji 20 do 30 stavki za kontrolu točnosti za CNC alatne strojeve, ali najkritičnije i najreprezentativnije su točnost pozicioniranja jedne osi, točnost ponovljenog pozicioniranja jedne osi i kružnost ispitnog uzorka proizvedenog s dvije ili više povezanih obradnih osi.
Točnost pozicioniranja i točnost ponovljenog pozicioniranja međusobno se nadopunjuju i zajedno ocrtavaju sveobuhvatan profil točnosti pokretnih komponenti osi alatnog stroja. Posebno u smislu točnosti ponovljenog pozicioniranja, to je poput zrcala koje jasno odražava stabilnost pozicioniranja osi u bilo kojoj točki pozicioniranja unutar njenog hoda. Ova karakteristika postaje temelj za mjerenje može li osovina raditi stabilno i pouzdano te je ključna za osiguranje dugoročno stabilnog rada alatnog stroja i dosljednosti kvalitete obrade.
Današnji CNC sustavni softver je poput pametnog majstora, s bogatim i raznolikim funkcijama kompenzacije pogrešaka, sposobnim pametno kompenzirati pogreške sustava generirane u svakoj karici lanca prijenosa pomaka točno i stabilno. Uzimajući različite karike lanca prijenosa kao primjer, promjene faktora kao što su zazor, elastična deformacija i krutost kontakta nisu konstantne, već pokazuju dinamičke trenutne promjene momenta s varijablama kao što su veličina opterećenja radnog stola, duljina puta kretanja i brzina pozicioniranja kretanja.
U nekim servo sustavima s otvorenom i poluzatvorenom petljom, mehaničke pogonske komponente nakon mjernih komponenti su poput brodova koji se kreću naprijed na vjetru i kiši, podložni raznim slučajnim čimbenicima. Na primjer, fenomen toplinskog istezanja kugličnih vijaka može uzrokovati pomak u stvarnom položaju pozicioniranja radnog stola, što dovodi do značajnih slučajnih pogrešaka u točnosti obrade. Ukratko, ako postoji dobar izbor u procesu odabira, nema sumnje da bi oprema s najizvrsnijom točnošću ponovljenog pozicioniranja trebala imati prioritet, dodajući snažno osiguranje kvaliteti obrade.
Preciznost glodanja cilindričnih površina ili glodanja prostornih spiralnih žljebova (navoja), poput finog ravnala za mjerenje performansi alatnog stroja, ključni je pokazatelj za sveobuhvatnu procjenu karakteristika gibanja servo motora CNC osi (dvije ili tri osi) i interpolacijske funkcije CNC sustava alatnog stroja. Učinkovita metoda za određivanje ovog pokazatelja je mjerenje kružnosti obrađene cilindrične površine.
U praksi rezanja probnih komada na CNC alatnim strojevima, metoda kosog kvadratnog glodanja s četiri strane također pokazuje svoju jedinstvenu vrijednost, koja može točno procijeniti točnost dviju upravljivih osi u linearnom interpolacijskom kretanju. Prilikom izvođenja ove probne operacije rezanja potrebno je pažljivo instalirati glodalicu koja se koristi za preciznu obradu na vreteno stroja, a zatim izvršiti precizno glodanje na kružnom uzorku postavljenom na radni stol. Za male i srednje alatne strojeve, veličina kružnog uzorka obično se odabire između 200 i 300 jena. Ovaj raspon je testiran u praksi i može učinkovito procijeniti točnost obrade alatnog stroja.
Nakon završetka glodanja, pažljivo postavite izrezani uzorak na mjerač kružnosti i izmjerite kružnost njegove obrađene površine pomoću preciznog mjernog instrumenta. U tom procesu potrebno je osjetljivo promatrati i analizirati rezultate mjerenja. Ako na obrađenoj cilindričnoj površini postoje očiti obrasci vibracija glodalice, to nas upozorava da brzina interpolacije alatnog stroja može biti nestabilna; Ako kružnost dobivena glodanjem pokazuje očite eliptične pogreške, to često odražava da pojačanja dvaju upravljivih osnih sustava u interpolacijskom kretanju nisu dobro usklađena; Kada postoje oznake zaustavljanja na svakoj točki promjene smjera kretanja upravljive osi na kružnoj površini (tj. kod kontinuiranog gibanja rezanja, zaustavljanje kretanja pomaka na određenom položaju formirat će mali segment tragova rezanja metala na obrađenoj površini), to znači da prednji i stražnji razmak osi nije podešen na idealno stanje.
Koncept točnosti pozicioniranja jedne osi odnosi se na raspon pogreške generiran pri pozicioniranju bilo koje točke unutar hoda osi. To je poput svjetionika koji izravno osvjetljava sposobnost točnosti obrade alatnog stroja i stoga nesumnjivo postaje jedan od najvažnijih tehničkih pokazatelja CNC alatnih strojeva.
Trenutno postoje određene razlike u propisima, definicijama, metodama mjerenja i metodama obrade podataka točnosti pozicioniranja jedne osi među zemljama diljem svijeta. U uvodu širokog spektra uzoraka podataka CNC alatnih strojeva, uobičajeni i široko citirani standardi uključuju američki standard (NAS), preporučene standarde Američkog udruženja proizvođača alatnih strojeva, njemački standard (VDI), japanski standard (JIS), Međunarodnu organizaciju za standardizaciju (ISO) i kineski nacionalni standard (GB).
Među tim blistavim standardima, japanski standardi su relativno blagi u pogledu propisa. Metoda mjerenja temelji se na jednom skupu stabilnih podataka, a zatim pametno koristi ± vrijednosti za prepolovljenje vrijednosti pogreške. Kao rezultat toga, točnost pozicioniranja dobivena korištenjem japanskih standardnih metoda mjerenja često se razlikuje više od dva puta u usporedbi s drugim standardima.
Iako se drugi standardi razlikuju u načinu obrade podataka, oni su duboko ukorijenjeni u tlu statistike pogrešaka kako bi analizirali i mjerili točnost pozicioniranja. Točnije, za određenu pogrešku točke pozicioniranja u upravljivom hodu osi CNC alatnog stroja, trebalo bi biti moguće odraziti moguće pogreške koje se mogu pojaviti tijekom tisuća puta pozicioniranja tijekom dugoročne upotrebe alatnog stroja u budućnosti. Međutim, ograničeni stvarnim uvjetima, često možemo izvesti samo ograničen broj operacija tijekom mjerenja, obično 5 do 7 puta.
Procjena točnosti CNC alatnih strojeva je poput izazovnog putovanja rješavanja zagonetki, ne postiže se preko noći. Neki pokazatelji točnosti zahtijevaju pažljiv pregled i analizu obrađenih proizvoda nakon stvarne obrade alatnog stroja, što nesumnjivo povećava teškoću i složenost procjene točnosti.
Kako bismo osigurali odabir CNC alatnih strojeva koji zadovoljavaju proizvodne potrebe, moramo dubinski istražiti parametre točnosti alatnih strojeva i provesti sveobuhvatnu i detaljnu analizu prije donošenja odluka o nabavi. Istovremeno, ključno je imati dovoljnu i dubinsku komunikaciju i razmjenu s proizvođačima CNC alatnih strojeva. Razumijevanje razine proizvodnog procesa proizvođača, strogosti mjera kontrole kvalitete i potpunosti postprodajne usluge može pružiti vrijedniju referentnu osnovu za naše donošenje odluka.
U praktičnim scenarijima primjene, vrstu i razinu točnosti CNC alatnih strojeva također treba znanstveno i razumno odabrati na temelju specifičnih zadataka obrade i zahtjeva za preciznošću dijelova. Za dijelove s izuzetno visokim zahtjevima za preciznošću, alatnim strojevima opremljenim naprednim CNC sustavima i visokopreciznim komponentama treba bez oklijevanja dati prioritet. Ovaj izbor ne samo da osigurava izvrsnu kvalitetu obrade, već i poboljšava učinkovitost proizvodnje, smanjuje stopu otpada i donosi veće ekonomske koristi poduzeću.
Osim toga, redovito precizno ispitivanje i pedantno održavanje CNC alatnih strojeva ključne su mjere za osiguranje dugoročno stabilnog rada i održavanje visokopreciznih mogućnosti obrade. Pravovremenim identificiranjem i rješavanjem potencijalnih problema s točnošću, vijek trajanja alatnih strojeva može se učinkovito produžiti, osiguravajući stabilnost i pouzdanost kvalitete obrade. Baš kao i briga o dragocjenom trkaćem automobilu, samo kontinuirana pažnja i održavanje mogu ga održati u dobrim performansama na stazi.
Ukratko, točnost CNC alatnih strojeva je višedimenzionalni i sveobuhvatni pokazatelj koji se provlači kroz cijeli proces projektiranja i razvoja alatnih strojeva, proizvodnje i montaže, instalacije i otklanjanja pogrešaka, kao i svakodnevne upotrebe i održavanja. Samo sveobuhvatnim razumijevanjem i savladavanjem relevantnog znanja i tehnologije možemo mudro odabrati najprikladniji CNC alatni stroj u stvarnim proizvodnim aktivnostima, u potpunosti iskoristiti njegovu potencijalnu učinkovitost te unijeti snažnu snagu i podršku u snažan razvoj proizvodne industrije.