Tujuh metode untuk mendeteksi keakuratan posisi peralatan mesin CNC

Akurasi posisi peralatan mesin CNC mengacu pada keakuratan posisi yang dapat dicapai dengan pergerakan setiap sumbu koordinat peralatan mesin di bawah kendali perangkat CNC. Keakuratan posisi peralatan mesin CNC dapat dipahami sebagai keakuratan gerak peralatan mesin. Perkakas mesin biasa diumpankan secara manual, dan keakuratan pemosisian terutama ditentukan oleh kesalahan pembacaan, sedangkan pergerakan peralatan mesin CNC dicapai dengan instruksi program digital, sehingga keakuratan pemosisian ditentukan oleh sistem CNC dan kesalahan transmisi mekanis.
Peralatan mesin CNC merupakan singkatan dari digital control machine tool, yaitu suatu peralatan mesin otomatis yang dilengkapi dengan sistem kendali program. Sistem kendali ini mampu memproses program secara logis dengan kode kendali atau instruksi simbolik lainnya, mendekodekannya, dan merepresentasikannya dengan nomor kode. Nanjing Fourth Machine Tool Co., Ltd. memasukkannya ke dalam perangkat CNC melalui pembawa informasi. Setelah penghitungan dan pemrosesan, berbagai sinyal kontrol dikirim oleh perangkat CNC untuk mengontrol tindakan peralatan mesin. Bagian-bagiannya diproses secara otomatis sesuai dengan persyaratan bentuk dan ukuran gambar.
Pergerakan setiap komponen bergerak pada peralatan mesin diselesaikan di bawah kendali perangkat CNC, dan keakuratan yang dapat dicapai setiap komponen bergerak di bawah kendali instruksi program secara langsung mencerminkan keakuratan yang dapat dicapai oleh bagian-bagian mesin. Oleh karena itu, keakuratan posisi merupakan konten deteksi yang penting.
1. Deteksi akurasi posisi gerak linier umumnya dilakukan dalam kondisi peralatan mesin dan meja kerja tanpa beban. Menurut standar nasional dan ketentuan Organisasi Internasional untuk Standardisasi (standar ISO), pengujian peralatan mesin CNC harus didasarkan pada pengukuran laser. Dengan tidak adanya interferometer laser, bagi pengguna biasa, skala standar juga dapat digunakan dengan mikroskop pembacaan optik untuk pengukuran komparatif. Namun keakuratan alat ukur harus 1-2 tingkat lebih tinggi dari akurasi yang diukur. Untuk mencerminkan semua kesalahan dalam beberapa pemosisian, standar ISO menetapkan bahwa setiap titik pemosisian harus menghitung rata-rata dan sebaran berdasarkan lima data pengukuran, sehingga membentuk pita sebar titik pemosisian.
2. Instrumen yang digunakan untuk mendeteksi keakuratan posisi berulang pada gerak linier sama dengan yang digunakan untuk mendeteksi akurasi posisi. Metode pendeteksian umum adalah dengan mengukur pada tiga posisi mana pun di dekat titik tengah dan ujung setiap garis koordinat. Untuk setiap posisi digunakan pemosisian gerakan cepat, dan pemosisian diulang sebanyak 7 kali dalam kondisi yang sama. Nilai posisi berhenti diukur dan perbedaan pembacaan maksimum dihitung. Setengah dari perbedaan maksimum antara ketiga posisi, disertai dengan simbol positif dan negatif, digunakan sebagai keakuratan posisi koordinat yang berulang, yang merupakan indikator paling dasar yang mencerminkan kestabilan keakuratan gerak sumbu.
3. Keakuratan kembali asal gerak linier pada dasarnya adalah keakuratan posisi berulang dari suatu titik khusus pada sumbu koordinat. Oleh karena itu, metode pendeteksiannya sepenuhnya sama dengan akurasi penentuan posisi berulang.
4. Deteksi kesalahan mundur pada gerak linier, disebut juga kehilangan momentum, meliputi zona mati terbalik pada bagian penggerak pada rantai transmisi umpan sumbu koordinat (seperti motor servo, motor hidrolik servo, dan motor stepper), sebagai serta refleksi komprehensif dari kesalahan seperti jarak bebas mundur dan deformasi elastis dari berbagai pasangan transmisi gerak mekanis.
Semakin besar kesalahannya, semakin rendah akurasi posisi dan akurasi posisi berulang. Cara mendeteksi kesalahan mundur adalah dengan bergerak maju atau mundur sejauh jarak tertentu dalam goresan sumbu koordinat yang diukur, dan menggunakan posisi berhenti ini sebagai referensi. Kemudian berikan nilai perintah gerakan tertentu dalam arah yang sama untuk memindahkannya dengan jarak tertentu, kemudian gerakkan jarak yang sama ke arah yang berlawanan untuk mengukur selisih antara posisi berhenti dan posisi acuan. Lakukan beberapa pengukuran (biasanya 7 kali) pada tiga posisi di dekat titik tengah dan ujung pukulan, dan hitung nilai rata-rata pada setiap posisi. Nilai maksimum dari nilai rata-rata yang diperoleh merupakan nilai kesalahan kebalikannya.
5. Alat deteksi dan pengukuran akurasi posisi untuk meja kerja putar meliputi meja putar standar, polihedra sudut, kisi melingkar, dan kolimator (kolimator), yang dapat dipilih sesuai dengan situasi tertentu. Cara pengukurannya adalah dengan memutar meja kerja ke depan (atau ke belakang) secara miring dan menghentikan, mengunci, dan memposisikannya, dengan menggunakan posisi ini sebagai acuan. Kemudian, putar meja kerja dengan cepat ke arah yang sama dan kunci posisinya setiap 30 detik untuk pengukuran. Ukur rotasi maju dan mundur masing-masing satu kali, dan perbedaan maksimum antara sudut rotasi aktual pada setiap posisi pemosisian dan nilai teoritis (nilai perintah) adalah kesalahan pengindeksan.
Jika itu adalah meja putar CNC, posisi target harus ditetapkan setiap 30, dan setiap posisi target harus dengan cepat diposisikan 7 kali dari arah positif dan negatif. Perbedaan sebenarnya antara posisi dan posisi target adalah deviasi posisi, kemudian rata-rata deviasi posisi dan deviasi standar harus dihitung sesuai dengan metode yang ditentukan dalam GB10931-89 "Metode Evaluasi Akurasi Posisi Peralatan Mesin Kontrol Digital ". Selisih antara jumlah maksimum seluruh rata-rata simpangan posisi dan simpangan baku serta jumlah minimum seluruh rata-rata simpangan posisi dan simpangan baku merupakan kesalahan akurasi posisi meja putar CNC. Mengingat persyaratan penggunaan praktis transformator tipe kering, secara umum penting untuk fokus pada pengukuran beberapa titik sudut siku-siku yang sama seperti 0, 90, 180, 270, dll. Keakuratan titik-titik ini perlu ditingkatkan satu tingkat dibandingkan ke posisi sudut lainnya.
6. Deteksi akurasi pengindeksan berulang pada meja kerja putar
Metode pengukurannya adalah dengan memilih tiga posisi dalam waktu satu minggu dari meja kerja putar dan mengulangi posisi tersebut masing-masing sebanyak tiga kali, dan melakukan deteksi pada arah putaran maju dan mundur. Akurasi pembagian nilai maksimum dari selisih antara nilai teoretis pada posisi terkait dan semua nilai yang dibaca. Jika itu adalah meja kerja putar CNC, titik pengukuran harus diambil setiap 30 sebagai posisi target, dan setiap posisi target harus segera diposisikan 5 kali dari arah positif dan negatif. Perbedaan antara posisi sebenarnya dan posisi target harus diukur, yaitu deviasi posisi. Kemudian, simpangan baku harus dihitung sesuai dengan metode yang ditentukan dalam GB10931-89. Enam kali deviasi standar maksimum setiap titik pengukuran adalah akurasi pengindeksan berulang dari meja kerja putar CNC.
7. Metode pengukuran untuk mengukur keakuratan penyetelan ulang asal meja kerja putar adalah dengan melakukan satu penyetelan ulang asal dari tujuh posisi sembarang, menentukan posisi penghentiannya, dan menggunakan pembacaan selisih maksimum sebagai keakuratan penyetelan ulang asal.
Perlu dicatat bahwa deteksi akurasi posisi saat ini diukur dalam kondisi cepat dan posisi. Untuk beberapa peralatan mesin CNC dengan kecepatan angin sistem umpan yang buruk, nilai akurasi posisi yang berbeda akan diperoleh ketika menggunakan laju umpan yang berbeda untuk penentuan posisi. Selain itu, hasil pengukuran keakuratan posisi berkaitan dengan suhu lingkungan dan keadaan kerja sumbu koordinat. Saat ini sebagian besar peralatan mesin CNC menggunakan sistem semi loop tertutup, dan komponen pendeteksi posisi sebagian besar dipasang pada motor penggerak. Tidak mengherankan jika kesalahan sebesar 0.01-0.02mm terjadi dalam 1m pukulan.
Ini adalah kesalahan yang disebabkan oleh pemanjangan termal, dan beberapa peralatan mesin menggunakan metode pra-peregangan (pra-pengencangan) untuk mengurangi dampaknya. Keakuratan posisi berulang setiap sumbu koordinat merupakan indikator akurasi paling dasar yang mencerminkan kestabilan keakuratan gerak sumbu tersebut. Tidak dapat dibayangkan bahwa peralatan mesin dengan akurasi yang buruk dapat digunakan secara stabil untuk produksi.
Saat ini, karena meningkatnya jumlah fungsi sistem CNC, kesalahan sistem seperti kesalahan akumulasi pitch, kesalahan jarak mundur, dll. dalam akurasi gerakan setiap injektor kursi dapat dikompensasi secara sistematis. Hanya kesalahan acak yang tidak dapat dikompensasi, dan keakuratan pemosisian berulang mencerminkan kesalahan acak komprehensif dari mekanisme penggerak umpan, yang tidak dapat diperbaiki dengan kompensasi sistem CNC. Jika ditemukan di luar toleransi, hanya penyesuaian halus dan koreksi rantai penggerak umpan yang dapat dilakukan. Oleh karena itu, jika diperbolehkan memilih peralatan mesin, lebih baik memilih peralatan mesin dengan akurasi posisi berulang yang tinggi.