Quina és la raó de l'error de rodonesa al centre de mecanitzat? Com ajustar?

En resposta a l'aparició freqüent de peces que superen la tolerància a causa d'errors de rodonesa en el procés de mecanitzat dels centres de mecanitzat, per tal d'evitar aquests problemes, s'analitzen els motius dels errors de rodonesa i com suprimir aquests problemes en el processament real de la màquina-eina per garantir es discuteixen els requisits de precisió del processament de peces.
L'error de rodonesa es refereix a la variació del cercle real de l'objecte que es mesura dins de la mateixa secció transversal del cos giratori en comparació amb el cercle ideal. Durant l'ús a llarg termini de màquines-eina CNC, els cargols de boles, els rails de guia i els coixinets poden experimentar un cert grau de desgast. Al mateix temps, factors com el manteniment inadequat, la manca de lubricació i els grans talls d'eines poden agreujar el desgast dels components mecànics, provocant un deteriorament accelerat de la precisió geomètrica dels equips CNC. Tots aquests són factors que causen errors de rodonesa. La resposta dinàmica inestable i la servooptimització imperfecta dels sistemes CNC també poden afectar l'error de rodonesa de les màquines eina CNC.
En general, en l'aplicació pràctica de màquines-eina, la detecció d'errors de rodonesa dels equips de mecanitzat es pot dur a terme mitjançant un provador de boles i varetes o la funció de prova de rodonesa integrada de l'equip. La funció de prova de rodonesa del sistema CNC Siemens 840Dsl pot simular el mecanitzat mitjançant programes CNC sense necessitat de tall de prova de peces. Amb la potent potència de càlcul i la funció de retroalimentació de posició del sistema CNC, es poden mesurar els errors de rodonesa reals i teòrics de la màquina-eina. Mitjançant l'anàlisi dels diferents gràfics obtinguts de les proves de rodonesa, es poden determinar els motius dels diferents errors i els mètodes d'ajust d'aquests errors. Les principals causes dels errors de rodonesa inclouen generalment un gran espai lliure de l'eix d'interpolació, salt invers, desajust de servo, dos eixos d'interpolació no perpendiculars i vibració de la màquina-eina. Prenent com a exemple el sistema CNC Siemens 840Dsl, s'explicarà el següent.
un
Error d'eliminació inversa
L'error de separació inversa d'una màquina-eina es refereix a la separació inversa de l'eix de la màquina-eina, que generalment es reflecteix en l'angle de l'hèlix del cargol en un sistema CNC de bucle semi tancat. Tot i que el motor de conducció impulsa el cargol per invertir-se dins d'un angle determinat, el banc de treball encara ha d'esperar que s'elimini l'espai lliure entre el cargol i la femella abans de poder moure's al revés. Aquest espai lliure és el joc invers de l'eix de la màquina-eina, que generalment es reflecteix en l'angle de l'hèlix del cargol, la diferència entre el valor de comandament i la quantitat de moviment real quan l'eix està en moviment invers és el valor d'error de separació inversa del eix.
(1) La influència de la separació inversa en l'error de la rodonesa pot afectar la precisió de posicionament i la precisió de posicionament repetida de la màquina-eina, reduir la precisió de mecanitzat de les màquines-eina CNC i provocar errors de rodonesa durant el procés de fresat del centre de mecanitzat. Quan l'eix Y està en moviment invers, a causa de la presència d'un espai lliure invers, farà que l'eix Y quedi enrere de l'eix X per al moviment d'interpolació, donant lloc al procés de fresat tal com es mostra a la figura 1.

Figura 1 Error de rodonesa causat per la separació inversa
(2) El mesurament i l'ajust del joc invers té diversos factors que afecten l'error del joc invers de l'eix de la màquina-eina. Totes les connexions mecàniques entre el motor de conducció i les parts mòbils tindran espais lliures, i els motius de la separació inversa de l'eix de la màquina-eina són si l'acoblament del motor al cargol està solt, l'error de fabricació del cargol de boles, si el El pre-estrenyiment del cargol és massa ajustat o massa fluix, i si la connexió entre la femella del cargol i la part mòbil és estreta. Per als jocs que no es poden eliminar a la part mecànica, cal compensar el joc invers en el sistema CNC.
Tal com es mostra a la figura 2, la mesura inversa de l'espai lliure es realitza fixant una posició amb un suport de calibre magnètic, prement el capçal del comparador en una posició fixa a la taula de treball on l'eix que s'ha de mesurar, posant a zero l'escala del comparador i seguint movent-se. l'eix d'alimentació en la mateixa direcció durant una certa distància, movent l'eix en la direcció oposada a la posició inicial, llegint la diferència A del comparador. El valor mitjà obtingut després de 7 mesuraments és l'error de separació inversa de l'eix, és a dir, A=(A1+A2+A3+A4+ A5+A6+A7)/7. Si escriu el valor mesurat i calculat A al paràmetre de l'eix corresponent MD32450, es pot eliminar l'espai lliure invers d'aquest eix. Compensant l'espai lliure invers de l'eix, la precisió de l'eix d'alimentació es pot millorar eficaçment per garantir la precisió del moviment d'interpolació i millorar eficaçment l'error de rodonesa.

Figura 2 Mesurament del joc invers
dos
Vibració de l'eix d'alimentació de la màquina-eina
La vibració generada durant el mecanitzat CNC no només afecta la precisió dinàmica de la màquina-eina, sinó que també redueix la precisió del contorn de les peces mecanitzades, augmenta el valor de la rugositat de la superfície i fins i tot afecta la vida útil de l'eina i la màquina-eina quan la vibració és greu. (1) Les causes de la vibració i el seu impacte en l'error de rodonesa en els sistemes d'alimentació de màquines-eina CNC es deuen principalment a tres motius: primer, una mala lubricació entre les peces mòbils, l'augment de la resistència a la fricció de les peces mòbils, que pot provocar fàcilment el rastreig i la vibració del eix d'alimentació; En segon lloc, la rigidesa general de la cadena de transmissió mecànica entre el dispositiu d'accionament del sistema d'alimentació i les peces mòbils és deficient; El tercer problema és que en els sistemes CNC de bucle tancat, les oscil·lacions del sistema són causades per una configuració de guany excessiva per a la posició, la velocitat i els bucles de corrent, així com per paràmetres no raonables per a l'acceleració. En el procés d'aplicació de les màquines eina CNC, les causes de la vibració solen ser exhaustives i s'han d'investigar una per una. Com es mostra a la figura 3, quan l'eix d'alimentació de la màquina-eina vibra, l'eina i la peça experimentaran salts periòdics i la superfície mecanitzada de la peça produirà aleatòriament ratlles amb la mateixa freqüència de vibració del llit. La precisió del contorn i la rugositat de la superfície de la peça es veuran afectades.

Figura 3 Error de rodonesa causat per vibració axial
(2) El mètode de supressió de la vibració de l'eix d'alimentació a les màquines-eina CNC sol provocar vibracions de l'eix de la màquina a causa dels sistemes electromecànics no coincidents. L'objectiu de l'optimització de la conducció és aconseguir la millor combinació del sistema electromecànic, obtenint així el rendiment dinàmic òptim i més estable. Com es mostra a la figura 4, el servoaccionament de l'eix de la màquina-eina inclou tres bucles de retroalimentació, és a dir, el bucle de posició, el bucle de velocitat i el bucle de corrent. Quan l'eix d'alimentació vibra, el primer pas és comprovar si el sistema mecànic té una bona lubricació i si la cadena de transmissió té prou rigidesa; En segon lloc, s'ha de dur a terme una optimització addicional del servomotor en funció de la situació de manteniment mecànic. L'optimització manual es pot dur a terme ajustant el paràmetre de guany del bucle de posició MD32200 i el paràmetre de guany del bucle de velocitat 1407 fins que l'eix del servo no vibri i el moviment sigui estable.

Figura 4 Diagrama de blocs del sistema servo
tres
Desajust de guany del servo de l'eix d'interpolació
La distància entre cada eix del centre de mecanitzat ha de ser exactament la mateixa durant el cicle d'execució d'un cercle. Si el procés de fresat converteix un cercle en una el·lipse, tal com es mostra a la figura 5, indica que l'eix principal està per davant de l'eix menor durant el moviment d'interpolació dels dos eixos. Per a les màquines-eina que s'han utilitzat durant molts anys, el primer pas és inspeccionar l'estructura mecànica de l'eix d'interpolació de la màquina-eina, si el dispositiu de transmissió està solt i si el desgast és greu. Comproveu l'ajust previ del cargol i del coixinet per a l'ajust del joc i compenseu el joc invers. Després d'eliminar els problemes anteriors, cal reajustar el guany dels dos eixos d'interpolació per garantir que el paràmetre d'acceleració MD32300 i el guany de l'anell de posició MD32200 dels dos eixos d'interpolació siguin coherents.

Figura 5: guany inconsistent que provoca el·lipses
quatre
Salt al revés
El salt invers es refereix a quan l'eix d'una màquina-eina es mou en la direcció oposada i l'eix accelera de velocitat negativa a velocitat positiva. Quan la velocitat de l'eix passa per 0, l'estat de la força de fricció canvia de força de fricció estàtica a força de fricció dinàmica. La força requerida és més gran que el moviment normal, provocant una pausa viscosa a curt termini en la posició de marxa enrere a causa d'un canvi en l'estat de la força de fricció.
(1) La influència de l'error de salt invers en l'error de rodonesa En el procés de fresat d'un centre de mecanitzat, quan l'eix està més enllà del quadrant, la direcció de la velocitat de l'eix canvia, l'eix comença des de la velocitat zero i l'estat de la força de fricció canvia en conseqüència, resultant inevitablement en un salt invers. Quan un dels dos eixos d'interpolació ha assolit el seu valor màxim mentre que la velocitat de l'altre eix és 0, hi haurà un breu període d'estancament, donant lloc a errors de contorn. Com es mostra a la figura 6, el cercle té quatre cantonades afilades al quadrant, que és l'error de salt invers causat per la fricció estàtica.

Figura 6 Error de rodonesa causat per un error de salt invers
(2) El mètode d'ajust per al salt invers es deu principalment al canvi en l'estat de fricció. Per tant, quan es produeix un salt invers, s'ha d'afegir una compensació de fricció a l'eix d'interpolació. Al sistema CNC de Siemens, la compensació de la fricció es determina pel valor de compensació de la fricció MD32520 i la constant de temps de compensació de la fricció MD32540.
For the adjustment of reverse jump, first set MD32500=1 (effective friction compensation), and then adjust the friction compensation value MD32520 and friction compensation time constant MD32540 corresponding to the jump axis. The size of the two parameter values can be adjusted according to Figure 7, and the impact on the quadrant point can be eliminated until the sharp point is crossed. It should be noted that the compensation value set should not be too large. When MD32520>150mm/min and MD32540>0.015s, primer cal comprovar si la transmissió mecànica és bona, si el guany del bucle de velocitat i el temps d'integració són raonables. Una compensació excessiva de la fricció estàtica pot tenir un impacte negatiu en la qualitat de la superfície.

Figura 7 Referència de compensació de fricció
cinc
epíleg
Les màquines eina CNC són un tot orgànic complet i el control dels sistemes mecànics, elèctrics i hidràulics està interconnectat i influeix mútuament. Per tant, a l'hora d'analitzar i resoldre els factors que afecten l'error de rodonesa, s'hauria d'haver un concepte i una experiència globals, i s'han de dur a terme múltiples aspectes de detecció, anàlisi i diagnòstic fins que s'identifiqui la causa principal de la falla.