Analizë e thellë e nivelit të precizitetit dhe kërkesave të saktësisë së përpunimit për pjesët kryesore të makinave CNC
Në prodhimin modern, makinat CNC janë bërë pajisjet kryesore për prodhimin e pjesëve të ndryshme precize me precizionin e tyre të lartë, efikasitetin e lartë dhe shkallën e lartë të automatizimit. Niveli i saktësisë së makinave CNC përcakton drejtpërdrejt cilësinë dhe kompleksitetin e pjesëve që ato mund të përpunojnë, dhe kërkesat e saktësisë së përpunimit për pjesët kryesore të pjesëve tipike luajnë një rol vendimtar në përzgjedhjen e makinave CNC.
Makineritë CNC mund të klasifikohen në lloje të ndryshme bazuar në përdorimin e tyre, duke përfshirë të thjeshta, plotësisht funksionale, ultra precize, etj. Çdo lloj mund të arrijë nivele të ndryshme saktësie. Makineritë e thjeshta CNC përdoren ende në disa torno dhe makina frezimi, me një rezolucion minimal lëvizjeje prej 0.01 mm, dhe saktësi lëvizjeje dhe përpunimi zakonisht mbi (0.03-0.05) mm. Ky lloj makine është i përshtatshëm për disa detyra përpunimi me kërkesa relativisht të ulëta precizioni.
Makineritë CNC me precizion ultra të lartë përdoren kryesisht në fusha të veçanta përpunimi, dhe saktësia e tyre mund të arrijë nivele të habitshme nën 0.001 mm. Kjo makinë me precizion ultra të lartë mund të prodhojë pjesë jashtëzakonisht të sakta, duke përmbushur kërkesat strikte të industrive me precizion të lartë dhe të përparuara, siç janë pajisjet hapësinore dhe mjekësore.
Përveç klasifikimit sipas qëllimit, makinat CNC mund të klasifikohen edhe në lloje të zakonshme dhe precize bazuar në saktësi. Kur testohet saktësia e makinave CNC, zakonisht përfshihen 20-30 artikuj. Megjithatë, artikujt më përfaqësues dhe karakteristikë përfshijnë kryesisht saktësinë e pozicionimit me një bosht të vetëm, saktësinë e pozicionimit të përsëritur me një bosht të vetëm dhe rrumbullakësinë e copës së provës të prodhuar nga dy ose më shumë akse përpunimi të lidhura.
Saktësia e pozicionimit me një bosht të vetëm i referohet diapazonit të gabimit kur pozicionohet çdo pikë brenda goditjes së boshtit dhe është një tregues kyç që pasqyron drejtpërdrejt aftësinë e saktësisë së përpunimit të makinës. Aktualisht, ekzistojnë disa dallime në rregulloret, përkufizimet, metodat e matjes dhe metodat e përpunimit të të dhënave të këtij treguesi midis vendeve në mbarë botën. Në prezantimin e të dhënave shembull për lloje të ndryshme të makinave CNC, standardet e zakonshme përfshijnë Standardin Amerikan (NAS), standardet e rekomanduara të Shoqatës Amerikane të Prodhuesve të Veglave të Makinerive, Standardin Gjerman (VDI), Standardin Japonez (JIS), Organizatën Ndërkombëtare për Standardizim (ISO) dhe Standardin Kombëtar të Kinës (GB).
Duhet theksuar se midis këtyre standardeve, standardi japonez specifikon më të ulëtin. Metoda e matjes bazohet në një grup të vetëm të dhënash të qëndrueshme, dhe më pas vlera e gabimit kompresohet përgjysmë duke marrë një vlerë ±. Prandaj, saktësia e pozicionimit e matur duke përdorur metodat standarde japoneze të matjes shpesh ndryshon me më shumë se dyfish krahasuar me rezultatet e matura duke përdorur standarde të tjera. Megjithatë, standardet e tjera, megjithëse të ndryshme në përpunimin e të dhënave, të gjitha ndjekin ligjin e statistikave të gabimit për të analizuar matjen dhe saktësinë e pozicionimit. Kjo do të thotë që për një gabim të caktuar të pikës së pozicionimit në një goditje të kontrollueshme të boshtit të një makine CNC, duhet të pasqyrojë situatën e gabimit të mijëra herëve të pozicionimit gjatë përdorimit afatgjatë të makinës. Megjithatë, në matjen aktuale, për shkak të kufizimeve në kushte, mund të bëhet vetëm një numër i kufizuar matjesh (zakonisht 5-7 herë).
Saktësia e pozicionimit të përsëritur me një bosht të vetëm pasqyron në mënyrë gjithëpërfshirëse saktësinë gjithëpërfshirëse të secilit komponent lëvizës të boshtit, veçanërisht për të reflektuar stabilitetin e pozicionimit të boshtit në çdo pikë pozicionimi brenda goditjes, gjë që është me rëndësi të madhe. Është një tregues bazë për të matur nëse boshti mund të funksionojë në mënyrë të qëndrueshme dhe të besueshme. Në sistemet moderne CNC, softueri zakonisht ka funksione të pasura të kompensimit të gabimeve, të cilat mund të kompensojnë në mënyrë të qëndrueshme gabimet e sistemit të secilës lidhje në zinxhirin e transmetimit të ushqimit.
Për shembull, hapësira, deformimi elastik dhe ngurtësia e kontaktit të secilës lidhje në zinxhirin e transmisionit do të shfaqin lëvizje të ndryshme të menjëhershme në varësi të faktorëve të tillë si madhësia e ngarkesës së tavolinës së punës, gjatësia e distancës së lëvizjes dhe shpejtësia e pozicionimit të lëvizjes. Në disa sisteme servo furnizimi me lak të hapur dhe gjysmë të mbyllur, komponentët mekanikë të drejtimit pas matjes së komponentëve do të ndikohen nga faktorë të ndryshëm aksidentalë, duke rezultuar në gabime të rëndësishme të rastësishme. Për shembull, zgjatja termike e vidave me sfera mund të shkaktojë zhvendosje në pozicionin aktual të pozicionimit të tavolinës së punës.
Për të vlerësuar në mënyrë gjithëpërfshirëse performancën e saktësisë së makinave CNC, përveç treguesve të saktësisë me një bosht të vetëm të përmendur më sipër, është gjithashtu thelbësore të vlerësohet saktësia e përpunimit me lidhje shumë boshtesh. Preciziteti i frezimit të sipërfaqeve cilindrike ose i brazdave spirale hapësinore të frezimit (fijet) është një tregues që mund të vlerësojë në mënyrë gjithëpërfshirëse karakteristikat e lëvizjes së servo-së pasuese të boshteve CNC (dy ose tre akse) dhe funksionin e interpolimit të sistemeve CNC në makinat. Metoda e zakonshme e gjykimit është matja e rrumbullakësisë së sipërfaqes cilindrike të përpunuar.
Në prerjen provë të makinave CNC, metoda e prerjes me frezim me katër anë katrore të pjerrët është gjithashtu një mënyrë efektive gjykimi, e cila mund të përdoret për të vlerësuar saktësinë e dy boshteve të kontrollueshme në lëvizjen lineare të interpolimit. Gjatë kësaj prerjeje provë, freza fundore e përdorur për përpunim preciz instalohet në boshtin e makinës dhe mostra rrethore e vendosur në tavolinën e punës frezohet. Për makinat e vogla dhe të mesme, mostrat rrethore zgjidhen përgjithësisht brenda diapazonit prej 200 deri në 300 ¥. Pas përfundimit të prerjes, vendosni mostrën në një testues rrumbullakësie dhe matni rrumbullakësinë e sipërfaqes së saj të përpunuar.
Duke vëzhguar dhe analizuar rezultatet e përpunimit, mund të merren shumë informacione të rëndësishme në lidhje me saktësinë dhe performancën e makinerive. Nëse ka modele të dukshme dridhjesh të prerëses së frezimit në sipërfaqen cilindrike të frezuar, kjo pasqyron shpejtësinë e paqëndrueshme të interpolimit të makinerisë; Nëse ka një gabim të konsiderueshëm eliptik në rrumbullakësinë e prodhuar nga frezimi, kjo tregon se fitimet e dy sistemeve të boshtit të kontrollueshëm për lëvizjen e interpolimit nuk përputhen; Në një sipërfaqe rrethore, nëse ka shenja ndalimi në pikat ku secili bosht i kontrollueshëm ndryshon drejtim (domethënë, në lëvizjen e vazhdueshme të prerjes, nëse lëvizja e furnizimit ndalet në një pozicion të caktuar, mjeti do të formojë një seksion të vogël të shenjave të prerjes së metalit në sipërfaqen e përpunimit), kjo tregon se hapësirat përpara dhe prapa të boshtit nuk janë rregulluar siç duhet.
Vlerësimi i saktësisë së makinerive CNC është një proces kompleks dhe i vështirë, dhe disa prej tyre madje kërkojnë vlerësim të saktë pasi të përfundojë përpunimi. Kjo ndodh sepse saktësia e makinerive ndikohet nga një kombinim faktorësh të ndryshëm, duke përfshirë projektimin strukturor të makinerisë, saktësinë e prodhimit të komponentëve, cilësinë e montimit, performancën e sistemeve të kontrollit dhe kushtet mjedisore gjatë procesit të përpunimit.
Sa i përket projektimit strukturor të makinerive vegla, një planimetri strukturore e arsyeshme dhe një projektim i ngurtë mund të zvogëlojnë në mënyrë efektive dridhjet dhe deformimet gjatë procesit të përpunimit, duke përmirësuar kështu saktësinë e përpunimit. Për shembull, përdorimi i materialeve të shtratit me rezistencë të lartë, strukturave të optimizuara të kolonave dhe traversëve, etj., mund të ndihmojë në rritjen e stabilitetit të përgjithshëm të makinerisë vegla.
Saktësia e prodhimit të komponentëve luan gjithashtu një rol themelor në saktësinë e makinerive vegla. Saktësia e komponentëve kryesorë si vidat me sfera, udhëzuesit linearë dhe boshtet përcakton drejtpërdrejt saktësinë e lëvizjes së secilit bosht lëvizjeje të makinerisë. Vidat me sfera me cilësi të lartë sigurojnë lëvizje lineare precize, ndërsa udhëzuesit linearë me precizion të lartë ofrojnë udhëzim të qetë.
Cilësia e montimit është gjithashtu një faktor i rëndësishëm që ndikon në saktësinë e makinerive vegla. Në procesin e montimit të makinës vegla, është e nevojshme të kontrollohen në mënyrë strikte parametrat si saktësia e montimit, paralelizmi dhe vertikaliteti midis komponentëve të ndryshëm për të siguruar marrëdhënien e saktë të lëvizjes midis pjesëve lëvizëse të makinës vegla gjatë funksionimit.
Performanca e sistemit të kontrollit është thelbësore për kontrollin e saktësisë së makinerive. Sistemet e përparuara CNC mund të arrijnë kontroll më të saktë të pozicionit, kontrollit të shpejtësisë dhe operacioneve të interpolimit, duke përmirësuar kështu saktësinë e përpunimit të makinerive. Ndërkohë, funksioni i kompensimit të gabimeve të sistemit CNC mund të ofrojë kompensim në kohë reale për gabime të ndryshme të makinerisë, duke përmirësuar më tej saktësinë e përpunimit.
Kushtet mjedisore gjatë procesit të përpunimit mund të kenë gjithashtu një ndikim në saktësinë e makinës metalike. Ndryshimet në temperaturë dhe lagështi mund të shkaktojnë zgjerim dhe tkurrje termike të përbërësve të makinës metalike, duke ndikuar kështu në saktësinë e përpunimit. Prandaj, në situata përpunimi me precizion të lartë, zakonisht është e nevojshme të kontrollohet rreptësisht mjedisi i përpunimit dhe të ruhet temperatura dhe lagështia konstante.
Si përmbledhje, saktësia e makinave CNC është një tregues gjithëpërfshirës që ndikohet nga bashkëveprimi i faktorëve të shumtë. Kur zgjidhni një makinë CNC, është e nevojshme të merren në konsideratë faktorë të tillë si lloji i makinës, niveli i saktësisë, parametrat teknikë, si dhe reputacioni dhe shërbimi pas shitjes i prodhuesit, bazuar në kërkesat e saktësisë së përpunimit të pjesëve. Në të njëjtën kohë, gjatë përdorimit të makinës, duhet të kryhen testime dhe mirëmbajtje të rregullta të saktësisë për të identifikuar dhe zgjidhur menjëherë problemet, duke siguruar që makina ruan gjithmonë saktësi të mirë dhe duke ofruar garanci të besueshme për prodhimin e pjesëve me cilësi të lartë.
Me përparimin e vazhdueshëm të teknologjisë dhe zhvillimin e shpejtë të prodhimit, kërkesat për saktësinë e makinerive CNC janë gjithashtu në rritje të vazhdueshme. Prodhuesit e makinerive CNC janë vazhdimisht në kërkim dhe inovacion, duke adoptuar teknologji dhe procese më të përparuara për të përmirësuar saktësinë dhe performancën e makinerive. Në të njëjtën kohë, standardet dhe specifikimet përkatëse të industrisë janë duke u përmirësuar vazhdimisht, duke ofruar një bazë më shkencore dhe të unifikuar për vlerësimin e saktësisë dhe kontrollin e cilësisë së makinerive CNC.
Në të ardhmen, makinat CNC do të zhvillohen drejt saktësisë, efikasitetit dhe automatizimit më të lartë, duke ofruar një mbështetje më të fortë për transformimin dhe përmirësimin e industrisë prodhuese. Për ndërmarrjet prodhuese, një kuptim i thellë i karakteristikave të saktësisë së makinave CNC, përzgjedhja dhe përdorimi i arsyeshëm i makinave CNC, do të jetë çelësi për përmirësimin e cilësisë së produktit dhe rritjen e konkurrueshmërisë në treg.