كيفية تعزيز دقة الآلات

تعتمد دقة التصنيع لأدوات آلة CNC في النهاية على دقة الماكينة نفسها. تتضمن دقة أدوات آلة CNC الدقة الهندسية ودقة تحديد المواقع ودقة تحديد المواقع المتكررة ودقة القطع.

الدقة الهندسية: تُعرف أيضًا بالدقة الثابتة ، وهي انعكاس شامل للأجزاء الرئيسية لأداة آلة CNC بعد تجميع الخطأ الهندسي الشامل.

دقة تحديد الموقع: تشير إلى الدقة التي يمكن تحقيقها تحت سيطرة جهاز التحكم العددي. وفقًا لقيمة دقة تحديد الموقع المُقاسة ، يمكن تحديد أفضل دقة معالجة لقطع العمل في عملية المعالجة التلقائية لأداة الماكينة. يشير إلى الفرق بين الموضع الفعلي للجزء أو الأداة والموضع القياسي (الوضع النظري والموضع المثالي). كلما قل الاختلاف ، زادت الدقة. إنها الفرضية لضمان دقة تصنيع الأجزاء.

دقة تحديد الموضع المتكرر: تشير إلى اتساق دقة الموضع التي تم الحصول عليها من خلال التشغيل المتكرر لكود البرنامج نفسه على آلة CNC. إنها الدرجة الثابتة للنتائج المستمرة التي يتم الحصول عليها من خلال معالجة مجموعة من الأجزاء في ظل نفس الظروف (نفس أداة آلة CNC ، وطرق تشغيل مختلفة ونفس برنامج الجزء).

دقة القطع: إنها فحص شامل للدقة الهندسية ودقة تحديد المواقع لأداة الماكينة في ظل ظروف القطع.

مما سبق ، يمكن ملاحظة أن دقة أدوات آلة CNC يمكن تقسيمها إلى جوانب ميكانيكية وكهربائية ، مثل دقة المغزل ، مثل الجريان السطحي ، والحافلة ، وما إلى ذلك ؛ دقة المسمار الرصاص. دقة التركيب وصلابة الآلة وما إلى ذلك. في الجانب الكهربائي ، توجد طرق تحكم أساسية ، مثل الحلقة شبه المغلقة ، والحلقة المغلقة الكاملة ، وطرق التغذية الراجعة والتعويض ، ودقة الاستيفاء في المعالجة ، وما إلى ذلك ، لذلك ، لا تعتمد دقة أداة الماكينة على ما إذا كانت أداة الماكينة حلقة مغلقة بالكامل أم لا.

1 ، مقدمة المبدأ

تتضمن سلسلة الحركة لأداة آلة CNC جهاز CNC ← تشفير مؤازر ← محرك سيرفو ← محرك ← برغي ← أجزاء متحركة. وفقًا لموضع التثبيت لجهاز الكشف عن الموضع ، يمكن تقسيمه إلى تحكم كامل في الحلقة المغلقة والتحكم شبه مغلق الحلقة والتحكم في الحلقة المفتوحة.

1. نظام مؤازر للتحكم الكامل في حلقة مغلقة

يتم تثبيت جهاز الكشف عن الموضع (مثل المسطرة الحزامية ، ومزامنة الحث الخطي ، وما إلى ذلك) على الأجزاء المتحركة لأداة الماكينة (مثل طاولة العمل) ، ويتم إرجاع موضع الأجزاء المتحركة في الوقت الفعلي. بعد المعالجة بواسطة نظام التحكم العددي ، يتم إبلاغ حالة أداة الماكينة بمحرك المؤازرة ، ويقوم محرك المؤازرة تلقائيًا بتعويض خطأ الحركة من خلال تعليمات النظام. ولكن نظرًا لأنه يضع روابط القصور الذاتي الكبيرة مثل المسمار اللولبي وزوج الجوز ومنضدة أداة الآلة في الحلقة المغلقة ، فمن الصعب تصحيح الحالة المستقرة للنظام. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أجهزة القياس مثل المسطرة المحززة والمحث الخطي باهظة الثمن ومعقدة في التركيب ، مما قد يسبب التذبذب. لذلك ، لا تستخدم أدوات الماكينة العامة التحكم الكامل في الحلقة المغلقة.

2. نظام سيرفو للتحكم في حلقة شبه مغلقة

يتم تثبيت جهاز الكشف عن الموضع في نهاية محرك القيادة أو نهاية قضيب اللولب ، والذي يستخدم للكشف عن زاوية دوران المسمار أو محرك سيرفو ، وقياس الوضع الفعلي للأجزاء المتحركة لأداة الماكينة بشكل غير مباشر ، ويرجع إلى نظام التحكم. نظرًا لتحسين مستوى التصنيع الميكانيكي ودقة عناصر الكشف عن السرعة وملعب اللولب ، فقد حققت أداة آلة CNC ذات الحلقة شبه المغلقة دقة تغذية عالية إلى حد ما. يستخدم معظم مصنعي الأدوات الآلية على نطاق واسع نظام CNC ذو الحلقة شبه المغلقة.

2 ، تطبيق عملي

1. نظام التحكم الكامل في الحلقة المغلقة

أجهزة الكشف عن الموضع (مثل المسطرة الحزامية ، الحث الخطي ، إلخ) لها مستويات دقة مختلفة （± 0.01 مم 、 ± 0.005 مم 、 ± 0.003 مم 、 ± 02 مم) ، لذلك ستكون هناك أخطاء في التحكم الكامل في الحلقة المغلقة ، و دقة تحديد المواقع تتأثر بمستوى الدقة.

الأداء الحراري (التشوه الحراري) لجهاز الكشف عن الموضع مصنوع بشكل عام من مواد غير معدنية. معامل التمدد الحراري لا يتوافق مع أجزاء أداة الآلة. إنه الرابط الرئيسي لدقة عمل أداة الماكينة. لذلك ، من الضروري حل مشكلة التسخين في عملية التشغيل الآلي لأداة الآلة من أجل التغلب على التشوه الحراري الناجم عن درجة الحرارة. ستتبنى أدوات الماكينة المتطورة طرقًا مختلفة ، مثل التبريد المجوف لولب الرصاص ، وتزييت سكة التوجيه ، وتبريد درجة حرارة ثابتة لسائل القطع ، وما إلى ذلك لتقليل التشوه الحراري في عملية المعالجة.

من الناحية النظرية ، كلما اقتربنا من محور القيادة (زوج لولبي) ، زادت دقة القياس. نظرًا لمحدودية مساحة الهيكل ، هناك طريقتان فقط لتثبيت المسطرة الشبكية ، واحدة مثبتة بالقرب من زوج اللولب ، والأخرى مثبتة خارج سكة التوجيه. يوصى بتحديد طريقة التثبيت الأولى قدر الإمكان ، ولكن من غير الملائم الإصلاح والصيانة. على العكس من ذلك ، يتم اختيار المسطرة المحززة بدقة عالية ، لكن الدقة التي تتطلبها أداة آلة CNC لم تتحقق. حتى في الحالة الأولى ، يكون موضع تثبيت المسطرة الشبكية قريبًا من محور القيادة ، ولكن هناك مسافة معينة بين موضع التثبيت ومحور القيادة بعد كل شيء. يؤدي الجمع بين هذه المسافة وتأرجح الجسم أثناء القيادة إلى مشكلة كبيرة في اكتشاف المسطرة الشبكية والتحكم فيها. عندما يتأرجح جسم القيادة إلى جانب التثبيت من المسطرة المحززة ، يعتقد المسطرة المحززة خطأً أن سرعة الحركة غير كافية أثناء الاكتشاف ، ويعطي النظام إشارة التسارع. عندما يتأرجح جسم القيادة إلى الجانب الآخر على الفور ، يظن المسطرة المحززة خطأً أن سرعة الحركة سريعة جدًا أثناء الاكتشاف ، ويعطي النظام إشارة التباطؤ ، وعلى العكس من ذلك ، فإنه يؤدي إلى تفاقم اهتزاز جسم المحرك ، مما يؤدي إلى الظاهرة الغريبة هي أن الحلقة المغلقة الكاملة ليست جيدة مثل الحلقة نصف المغلقة.

تأثير بيئة الإنتاج: بشكل عام ، بيئة مصنع الآلات قاسية نسبيًا ، والغبار والاهتزاز من الظواهر الشائعة. ومع ذلك ، فإن المسطرة المحززة ومزامنة الحث الخطي هي مكونات دقيقة ، ومبدأ عملها هو قياس الموضع المتحرك النسبي عن طريق انعكاس الضوء. يعتبر الغبار والاهتزاز من أكبر العوامل التي تؤثر على دقة القياس. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تعمل أداة الآلة ، يكون ضباب زيت القطع وضباب الماء خطيرًا ، مما له تأثير كبير على مسطرة الشبكة ومزامنة الحث الخطي. لذلك ، لاستخدام نظام التحكم الكامل في الحلقة المغلقة ، بالإضافة إلى القيام بعمل جيد في التركيب والختم ، يجب علينا تحسين بيئة الإنتاج. وإلا ستظهر هذه الظاهرة. تتميز أداة الماكينة الجديدة بدقة جيدة ، لكنها تم استخدامها منذ أقل من عام. لم تنخفض الدقة فحسب ، بل إن أداة الآلة غالبًا ما تنذر.

2. نظام التحكم في حلقة شبه مغلقة

نظرًا لتركيب جهاز القياس على الجزء العلوي من المحرك أو المسمار اللولبي ، فمن السهل إحكام غلقه ، وبالتالي لا توجد متطلبات للبيئة. يعتمد الخطأ الدقيق لنظام التحكم في الحلقة شبه المغلقة بشكل أساسي على التخليص الأمامي والخلفي للمسمار الرئيسي. مع تحسين تكنولوجيا المعالجة ، يكون مستوى تكنولوجيا التصنيع لولب الرصاص المستورد أعلى ، ويقضي زوج لولب الرصاص عالي الدقة بشكل أساسي على التخليص الأمامي والخلفي. بالإضافة إلى ذلك ، في عملية التجميع ، يتم استخدام زوج اللولب الكروي العكسي للصف المزدوج ، والذي يمكن أن يقضي تمامًا على التخليص الأمامي والخلفي. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم العديد من مصانع الأدوات الآلية طريقة التمدد المسبق للتخلص من تأثير التشوه الحراري لأداة الماكينة على دقة نقل المسمار اللولبي. في الوقت الحاضر ، كان نظام التحكم في الحلقة شبه المغلقة قادرًا على ضمان أن تحقق أداة الماكينة دقة عالية.

3 - الخلاصة

باختصار ، يمكن ملاحظة أنه من الناحية النظرية ، إذا لم يتم أخذ العوامل الخارجية في الاعتبار ، فقد يؤدي التحكم الكامل في الحلقة المغلقة إلى تحسين دقة تحديد موضع الأساس مقارنةً بالتحكم شبه الدائري. ولكن إذا لم نتمكن من حل مشاكل تسخين الماكينة ، والتلوث البيئي ، وارتفاع درجة الحرارة ، والاهتزاز ، والتركيب وعوامل أخرى ، فإن ظاهرة الحلقة المغلقة الكاملة أسوأ من نصف الحلقة المغلقة. قد تكون فعالة في وقت قصير ، ولكن مع مرور الوقت ، سيؤثر تأثير تغيرات الغبار ودرجة الحرارة على المسطرة الشبكية بشكل خطير على بيانات التغذية المرتدة للقياس ، وبالتالي تفقد وظيفتها. في الوقت نفسه ، عندما تكون هناك مشكلة في المسطرة الشبكية ، سيتم إصدار إنذار ، مما يؤدي إلى عدم قدرة الماكينة على العمل.

نظرًا لاعتبار تكلفة الإنتاج والقدرة التنافسية ، يتم تبسيط أدوات الماكينة ذات النهاية المتوسطة والمنخفضة في التحكم الكامل في الحلقة المغلقة ، مثل الختم والتحكم في ارتفاع درجة الحرارة وما إلى ذلك. في ظل هذه الحالة ، لا يمكن تحسين دقة أداة الماكينة ببساطة عن طريق تكوين المسطرة الشبكية بتكلفة عالية.