En l'escenari de la indústria manufacturera actual, les màquines-eina CNC s'han convertit en l'eix vertebrador de la producció amb les seves capacitats de processament eficients i precises. Els requisits de precisió del mecanitzat per a les peces clau de les màquines-eina CNC típiques són, sens dubte, els elements principals que determinen l'elecció de màquines-eina CNC de nivell de precisió.
Les màquines-eina CNC es classifiquen en diferents categories com ara simples, totalment funcionals i d'ultra precisió a causa dels seus diversos usos, i els seus nivells de precisió varien molt. Les màquines-eina CNC simples encara ocupen un lloc en el camp actual dels torns i fresadores, amb una resolució de moviment mínima de 0,01 mm i una precisió de moviment i mecanitzat que generalment oscil·la entre 0,03 i 0,05 mm o superior. Tot i que la precisió és relativament limitada, en alguns escenaris de mecanitzat on els requisits de precisió no són extremadament estrictes, les màquines-eina CNC simples tenen un paper irreemplaçable a causa dels seus beneficis econòmics i la seva facilitat d'operació.
En contrast, les màquines-eina CNC d'ultraprecisió estan dissenyades específicament per a necessitats de mecanitzat especials, amb una precisió sorprenent de 0,001 mm o menys. Les màquines-eina CNC d'ultraprecisió s'utilitzen sovint en camps d'alta precisió i d'avantguarda com l'aeroespacial i els equips mèdics, proporcionant un suport tècnic sòlid per a la fabricació de components extremadament complexos i exigents en precisió.
Des de la perspectiva de la precisió, les màquines-eina CNC es poden dividir encara més en tipus ordinaris i de precisió. Normalment, hi ha entre 20 i 30 elements d'inspecció de precisió per a les màquines-eina CNC, però els més crítics i representatius són la precisió de posicionament d'un sol eix, la precisió de posicionament repetit d'un sol eix i la rodonesa de la peça de prova produïda per dos o més eixos de mecanitzat enllaçats.
La precisió de posicionament i la precisió de posicionament repetit es complementen i, juntes, defineixen el perfil de precisió complet dels components mòbils de l'eix de la màquina-eina. Especialment pel que fa a la precisió de posicionament repetit, és com un mirall que reflecteix clarament l'estabilitat de posicionament de l'eix en qualsevol punt de posicionament dins de la seva carrera. Aquesta característica esdevé la pedra angular per mesurar si l'eix pot funcionar de manera estable i fiable, i és crucial per garantir el funcionament estable a llarg termini de la màquina-eina i la consistència de la qualitat del mecanitzat.
El programari de sistemes CNC actual és com un artesà intel·ligent, amb funcions de compensació d'errors riques i diverses, capaç de compensar intel·ligentment els errors del sistema generats a cada enllaç de la cadena de transmissió d'alimentació amb precisió i estabilitat. Prenent com a exemple els diversos enllaços de la cadena de transmissió, els canvis en factors com el joc, la deformació elàstica i la rigidesa de contacte no són constants, sinó que presenten canvis dinàmics instantanis de moment amb variables com la mida de la càrrega del banc de treball, la longitud de la distància de moviment i la velocitat de posicionament del moviment.
En alguns sistemes servo d'alimentació de bucle obert i semitancat, els components d'accionament mecànic que hi ha després dels components de mesura són com vaixells que avancen amb vent i pluja, subjectes a diversos factors accidentals. Per exemple, el fenomen de l'elongació tèrmica dels cargols de boles pot causar deriva en la posició de posicionament real del banc de treball, cosa que comporta errors aleatoris significatius en la precisió del mecanitzat. En resum, si hi ha una bona elecció en el procés de selecció, no hi ha dubte que s'ha de prioritzar l'equip amb la precisió de posicionament repetit més excel·lent, afegint una forta garantia a la qualitat del processament.
La precisió del fresat de superfícies cilíndriques o del fresat de ranures espirals espacials (rosques), com un regle fi per mesurar el rendiment d'una màquina-eina, és un indicador clau per avaluar exhaustivament les característiques de moviment de seguiment del servomotor de l'eix CNC (dos o tres eixos) i la funció d'interpolació del sistema CNC de la màquina-eina. El mètode eficaç per determinar aquest indicador és mesurar la rodonesa de la superfície cilíndrica processada.
En la pràctica de tallar peces de prova en màquines-eina CNC, el mètode de mecanitzat de fresat oblic quadrat de quatre cares també demostra el seu valor únic, que pot jutjar amb precisió el rendiment de precisió de dos eixos controlables en moviment d'interpolació lineal. Quan es realitza aquesta operació de tall de prova, cal instal·lar amb cura la fresa de punta utilitzada per al mecanitzat de precisió al cargol de la màquina i, a continuació, realitzar un fresat meticulós sobre la mostra circular col·locada al banc de treball. Per a màquines-eina petites i mitjanes, la mida de la mostra circular se sol seleccionar entre 200 i 300 ¥. Aquest rang s'ha provat a la pràctica i pot avaluar eficaçment la precisió del mecanitzat de la màquina-eina.
Després de completar el fresat, col·loqueu amb cura la mostra tallada en un mesurador de rodonesa i mesureu la rodonesa de la seva superfície mecanitzada mitjançant un instrument de mesura de precisió. En aquest procés, cal observar i analitzar els resultats de la mesura amb sensibilitat. Si hi ha patrons de vibració evidents de la fresa a la superfície cilíndrica fresada, ens adverteix que la velocitat d'interpolació de la màquina-eina pot ser inestable; Si la rodonesa produïda pel fresat mostra errors el·líptics evidents, sovint reflecteix que els guanys dels dos sistemes d'eixos controlables en el moviment d'interpolació no s'han combinat bé; Quan hi ha marques de parada a cada punt de canvi de direcció del moviment de l'eix controlable en una superfície circular (és a dir, en un moviment de tall continu, aturar el moviment d'avanç en una determinada posició formarà un petit segment de marques de tall metàl·liques a la superfície de mecanitzat), això significa que la folgança cap endavant i cap enrere de l'eix no s'ha ajustat a l'estat ideal.
El concepte de precisió de posicionament d'un sol eix fa referència al rang d'error generat en posicionar qualsevol punt dins de la carrera de l'eix. És com un far, que il·lumina directament la capacitat de precisió de mecanitzat de la màquina-eina i, per tant, esdevé sens dubte un dels indicadors tècnics més crítics de les màquines-eina CNC.
Actualment, hi ha certes diferències en les regulacions, definicions, mètodes de mesura i mètodes de processament de dades de la precisió del posicionament d'un sol eix entre els països del món. En la introducció d'una àmplia varietat de dades de mostra de màquines-eina CNC, els estàndards comuns i àmpliament citats inclouen l'estàndard americà (NAS), els estàndards recomanats per l'Associació Americana de Fabricants de Màquines-Eines, l'estàndard alemany (VDI), l'estàndard japonès (JIS), l'Organització Internacional per a l'Estandardització (ISO) i l'estàndard nacional xinès (GB).
Entre aquests estàndards enlluernadors, els estàndards japonesos són relativament indulgents pel que fa a les regulacions. El mètode de mesura es basa en un únic conjunt de dades estables i, a continuació, utilitza intel·ligentment valors ± per comprimir el valor d'error a la meitat. Com a resultat, la precisió de posicionament obtinguda mitjançant mètodes de mesura estàndard japonesos sovint difereix en més del doble en comparació amb altres estàndards.
Tot i que altres estàndards difereixen en la manera com processen les dades, estan profundament arrelats en el terreny de les estadístiques d'error per analitzar i mesurar la precisió del posicionament. Específicament, per a un determinat error de punt de posicionament en una carrera d'eix controlable d'una màquina-eina CNC, hauria de ser capaç de reflectir els possibles errors que es puguin produir durant milers de temps de posicionament durant l'ús a llarg termini de la màquina-eina en el futur. Tanmateix, limitats per les condicions reals, sovint només podem realitzar un nombre limitat d'operacions durant la mesura, normalment de 5 a 7 vegades.
El judici de precisió de les màquines-eina CNC és com un desafiant viatge de resolució de trencaclosques, que no s'aconsegueix d'un dia per l'altre. Alguns indicadors de precisió requereixen una inspecció i anàlisi acurada dels productes processats després de l'operació de mecanitzat real de la màquina-eina, cosa que sens dubte augmenta la dificultat i la complexitat del judici de precisió.
Per tal de garantir la selecció de màquines-eina CNC que satisfacin les necessitats de producció, cal explorar a fons els paràmetres de precisió de les màquines-eina i dur a terme una anàlisi exhaustiva i detallada abans de prendre decisions de compra. Al mateix temps, és crucial tenir una comunicació i un intercanvi suficients i profunds amb els fabricants de màquines-eina CNC. Comprendre el nivell del procés de producció del fabricant, el rigor de les mesures de control de qualitat i la integritat del servei postvenda poden proporcionar una base de referència més valuosa per a la nostra presa de decisions.
En escenaris d'aplicació pràctica, el tipus i el nivell de precisió de les màquines-eina CNC també s'han de seleccionar de manera científica i raonable en funció de les tasques de mecanitzat específiques i els requisits de precisió de les peces. Per a peces amb requisits de precisió extremadament alts, les màquines-eina equipades amb sistemes CNC avançats i components d'alta precisió han de tenir prioritat sense dubtar-ho. Aquesta elecció no només garanteix una excel·lent qualitat de processament, sinó que també millora l'eficiència de la producció, redueix les taxes de ferralla i aporta majors beneficis econòmics a l'empresa.
A més, les proves de precisió regulars i el manteniment meticulós de les màquines-eina CNC són mesures clau per garantir un funcionament estable a llarg termini i mantenir les capacitats de mecanitzat d'alta precisió. En identificar i resoldre ràpidament els possibles problemes de precisió, es pot allargar eficaçment la vida útil de les màquines-eina, garantint l'estabilitat i la fiabilitat de la qualitat del mecanitzat. Igual que cuidar un preciós cotxe de carreres, només l'atenció i el manteniment continus poden mantenir-lo funcionant bé a la pista.
En resum, la precisió de les màquines-eina CNC és un índex de consideració multidimensional i integral, que recorre tot el procés de disseny i desenvolupament de màquines-eina, fabricació i muntatge, instal·lació i depuració, així com l'ús i el manteniment diaris. Només comprenent i dominant completament els coneixements i la tecnologia rellevants podem triar amb prudència la màquina-eina CNC més adequada en les activitats de producció reals, aprofitar plenament la seva eficiència potencial i injectar una forta potència i suport al desenvolupament vigorós de la indústria manufacturera.