Este artículo presenta consideraciones teóricas en la fase previa a la creación. Sin este conocimiento, no debe comenzar a crearlo, por lo que se recomienda la lectura del artículo para aquellos que recién planean construir su propia máquina CNC. Un año y medio después de su publicación, escribí el siguiente artículo para aquellos que ya tienen la máquina. Se llama . En él, hablaré sobre la metodología para medir la precisión y las conclusiones que se derivan de las mediciones.
Permítanme empezar diciendo que por producción casera La máquina CNC es simplemente un equipo insustituible. Por eso, decidí montar una fresadora CNC con mis propias manos. No es una tarea fácil y, debo decir, extremadamente costosa. En este momento la cantidad gastada en la creación de la máquina ya se acerca al coste de la máquina terminada. Pero para mí no era un secreto: escriben sobre ello en todas partes y con frecuencia. Solo que cuando fabrica una fresadora CNC con sus propias manos, inevitablemente conocerá a fondo todos los detalles: cómo funciona, cómo configurarla, qué pasos seguir para aumentar su precisión, velocidad de procesamiento y otros parámetros. En general, se sumerge de lleno en el entorno tecnológico de la construcción de máquinas herramienta.
En este artículo del Dimanjy TechnoBlog, hablaremos sobre la precisión de una máquina CNC, dependiendo de la elección del tipo de transmisión, los motores paso a paso y sus modos de funcionamiento.
Bastante teoría. Si ya ha estado interesado en las fresadoras CNC, probablemente sepa que constan de una herramienta de corte/fresado (husillo con un cortador instalado) y un sistema de movimiento lineal de la herramienta, es decir. un sistema que proporciona el movimiento automático de la herramienta en el espacio. Así es como funciona la máquina CNC mí mismo corta la pieza especificada.
El sistema de movimientos lineales de la máquina se construye (normalmente) sobre la base de motores paso a paso. Aquí analizaré máquinas CNC de bricolaje y no diseños industriales costosos que pueden funcionar con servomotores industriales mucho más caros. Y a la hora de montar una máquina con sus propias manos, normalmente intentan atenerse a un presupuesto mínimo. Exactamente opción de presupuesto es el uso de motores paso a paso.
Vamos más allá. La tarea de un sistema de movimiento lineal basado en motores paso a paso es convertir movimiento rotatorio el rotor del motor en el movimiento de traslación (lineal) del carro al que está unida la herramienta. Hay dos tipos de convertidores: transmisión de tornillo-tuerca (y sus variedades) y engranajes (correas de distribución o cremalleras).
Al elegir el tipo de transmisión (tornillo o engranaje), el diseñador se guía por las tareas a las que se enfrenta la máquina, los requisitos de precisión y la disponibilidad de determinados materiales. En general, un accionamiento por tornillo proporciona una mayor resolución de la máquina herramienta que un accionamiento por engranajes, pero es inferior a este último en la velocidad de movimiento de la herramienta. Si necesita una máquina capaz de fresar joyas, lo más probable es que esté construida sobre engranajes helicoidales, pero será lenta. Si quieres cortar mucho y rápido no lo hagas. pequeñas partes(en relación con las joyas), entonces es recomendable construirlo sobre engranajes. Pero no será posible hacerle algo muy pequeño, es decir. su resolución no lo permitirá. Veamos ahora ejemplos específicos.
Los cálculos comienzan con un motor paso a paso, que tiene un parámetro como el número de pasos por revolución completa. Para las máquinas CNC caseras se suelen utilizar motores paso a paso, que tienen 200 pasos por revolución (360 ° / 200 = 1,8 °). Los motores paso a paso pueden funcionar en modo de medio paso y dar 400 pasos por revolución. Ahora intentemos cambiar este número al tornillo y tren de engranajes y vea qué resolución teórica se puede lograr a partir de ellos usando el mismo motor paso a paso. Aquí y a continuación hablaré específicamente sobre la resolución, y no sobre la precisión, aunque la gente a menudo confunde estos conceptos y por "precisión de una máquina CNC" se refieren exactamente a su resolución.
Entonces, ¿cuánta resolución se puede obtener con un tornillo con un motor paso a paso con 400 semitonos por revolución? El engranaje helicoidal tiene un parámetro como el paso de rosca. Deje que el paso de la rosca del engranaje del tornillo sea de 2 mm (este es el paso que se realiza en los montantes de construcción comunes). Aquellos. una tuerca atornillada a este tornillo se moverá 2 mm por vuelta completa. Si conecta un motor paso a paso al tornillo y gira el tornillo con él, resulta que en medio paso del motor el tornillo moverá la tuerca 2 mm / 400 = 0,005 mm. ¡o 5 micras! ¡Increíble! ¡Con tal permiso, el Zurdo de Tula no solo calzaría una pulga, sino que también la llenaría con un tatuaje!
Sin embargo, imaginemos ahora que con un tornillo de este tipo necesitamos mover la herramienta 20 cm, lo que equivale a 100 vueltas del tornillo o 100 x 400 = 40.000 semitonos. Las velocidades de los motores paso a paso suelen ser relativamente lentas: 50 rpm es suficiente para un paso a paso. Esto significa que para mover la herramienta 20 cm, haciendo 100 revoluciones, ¡hay que esperar hasta 2 minutos! ¡Catástrofe!
Veamos ahora la precisión de la correa dentada. Más precisamente, la resolución que se puede lograr utilizando un engranaje sobre una correa dentada. En las máquinas CNC caseras, se suelen utilizar correas de distribución con un paso de dientes de 5,08 mm. En el rotor de un motor paso a paso se coloca una polea, que también tiene un cierto número de dientes acoplados a una correa dentada. Por ejemplo, tomemos una polea de 12 dientes. Resulta que para una revolución completa del motor paso a paso (400 semitonos), la correa dentada recorrerá 12 x 5,08 = 61 mm. Esto significa que un medio paso equivale a 61/400 = 0,15 mm.
¡Sí! Aquí no huele a micras y ni siquiera cabemos en el “diez” (una décima de milímetro). Pero hágase la pregunta: ¿creará piezas en las que las características (por ejemplo, orificios adyacentes) se ubicarán a menos de 1 mm entre sí? Y ahora imagine lo rápido que se moverá su herramienta CNC: a 50 rpm, la transmisión por correa dentada moverá la herramienta 61 x 50 = 3000 mm o 3 metros. en un minuto. ¡Esto no son 10 cm por minuto en un engranaje helicoidal!
Aquí podría objetarme, especialmente si está estudiando lo suficiente el tema de la creación de máquinas CNC con sus propias manos. largo tiempo, porque hay artesanos en la red que aceleran motores paso a paso a velocidades cósmicas. ¡Conocí referencias a casi 500 rpm! Con esta velocidad, puedes girar el engranaje del tornillo con la suficiente rapidez. En teoría, sí ... Pero en la práctica, un motor paso a paso pierde mucho su par cuando aumenta la velocidad de rotación. No está diseñado para girar rápidamente; existen otros tipos de motores para esto.
Desde el principio, cuando comencé a hacer una máquina CNC con mis propias manos y comencé a describir este proceso en mi Blog de tecnología Dimanjy, también decidí usar un destornillador. Reuní 100 rublos cada uno para postes de construcción en la tienda más cercana, les pedí tuercas de caprolon, compré rodamientos en el mercado, mecanicé soportes para ellos ... Pero cuando reuní toda esta economía en una sola estructura, simplemente no pude convertir el tornillo de transmisión con mis manos! Los montantes de construcción son todos curvos: dan un descentramiento de hasta 2 mm por 1 metro de longitud. Centrar los rodamientos en casa simplemente no es realista, por lo que no podría haber ninguna alineación. La pregunta es, ¿cómo hará girar todo esto un motor paso a paso deficiente? ¡Pero de ninguna manera!
Después del primer experimento fallido, decidí prestar atención a los elementos de engranajes industriales para máquinas herramienta. Comenzó a compararlos y estimar el costo.
Un atornillador requiere tornillos de alta precisión, cojinetes para cada tornillo en ambos lados, soportes de cojinetes y una tuerca dentada para cada tornillo. Pero los tornillos deben girarse de alguna manera, por lo que los motores paso a paso también necesitan acoplamientos especiales, y mejor aún, las mismas correas dentadas y dos poleas: una para el motor y otra para el tornillo principal. En general, muchos detalles e incluso un gran dolor de cabeza al configurar, sin mencionar inicialmente mayores requisitos al marco de la futura máquina para mantener la alineación al instalar los soportes de tornillos. Un precio doble con un resultado deliberadamente impredecible. ¡Nafik-nafik!
La transmisión por correa dentada resultó ser la opción más económica. Para una máquina CNC casera, solo necesita la correa de distribución, las poleas en los motores paso a paso y dos rodillos tensores por polea. Hice rodillos tensores con cojinetes normales. El ajuste de la correa dentada se reduce únicamente a su tensión, sólo para que no cuelgue.
Así que está decidido: lo haré con una correa dentada. Compré componentes, rehice el marco, instalé motores paso a paso y correas. Y listo, ¡todo crujió y con bastante alegría! Los motores no experimentaron ninguna dificultad al mover una plataforma de varios kilogramos junto con un pesado husillo. Todos los defectos de montaje y pequeñas curvaturas se solucionan mediante la transmisión por correa dentada gracias a su propia elasticidad. Sin embargo, la baja resolución de 0,15 mm no me tranquilizó. Por supuesto, siempre quieres más precisión y comencé a buscar formas de aumentarla.
Lo primero que me viene a la cabeza es utilizar un reductor. Pero esto conduce a una complicación del diseño, su aumento de precio y, nuevamente, ¡una disminución de la velocidad! ¿Es posible aumentar de alguna manera la resolución de una máquina CNC casera manteniendo la misma velocidad de movimiento? Resultó que esto es teóricamente posible. La solución se encontró en la forma de controlar el motor paso a paso.
El caso es que un motor paso a paso puede funcionar no solo en modo de paso completo o de medio paso. Controlando de forma especial la corriente en los devanados del motor, es posible lograr el modo de funcionamiento del motor denominado "micropasos". Al mismo tiempo, es posible dividir un paso completo en muchos pasos más pequeños, obteniendo 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 pasos y ¡aún más! Ya en 1/4 de paso, la resolución de una máquina CNC con transmisión por correa aumenta 2 veces de 0,15 a 0,075 mm, en 1/8 - hasta 0,04 mm, en 1/16 - hasta 0,02 mm. ¡Esto ya es algo!
Sin embargo, aquí hay un pequeño problema. El caso es que los fabricantes no garantizan el funcionamiento del motor en modo micropasos. Además, diferentes motores paso a paso se comportan de manera diferente en el modo de micropasos, y en ninguna parte se describe la característica de un motor particular en el modo de micropasos. Es comprensible: este modo, en principio, no estaba previsto al desarrollar un motor paso a paso, que de hecho es un autómata finito con estados bien definidos inherentes a tecnología digital(1 - dio un paso, 0 - está parado). El micropaso es un intento de control de motor analógico, originalmente diseñado para una señal "digital".
En modo micropasos, un motor paso a paso nos revela toda su no linealidad analógica, que es inherente a todo lo que existe en nuestro mundo. Si la corriente en uno de los devanados es fija y en el segundo se eleva suavemente de cero al mismo nivel, entonces el rotor del motor, contrariamente a lo esperado, no se moverá suavemente. Cuando la corriente en el segundo devanado es aproximadamente el 50% de la corriente en el primero, el motor paso a paso no se mueve en absoluto. Del 50 al 70%, el rotor cobra vida y comienza a girar apenas perceptiblemente, y del 70 al 100% gira tres veces más rápido. Aquellos. la dependencia del ángulo de rotación de la magnitud de la corriente en el devanado es casi exponencial. Esta imagen es típica de los potentes motores paso a paso híbridos utilizados en máquinas CNC caseras. Si tomamos un motor paso a paso de baja potencia de una impresora antigua, entonces la dependencia ya es diferente, casi lineal. Y así para cada motor. Diferentes motores: diferentes características para micropasos.
Hay muchos controladores de motores paso a paso en el mercado que admiten micropasos, pero utilizan una tabla sinusoidal normal para implementarlo, que no tiene en cuenta la no linealidad y características individuales cada motor específico. ¿De qué sirve un micropaso tan torcido? Por extraño que parezca, esto incluso tiene un uso. El caso es que en condiciones normales paso completo o los motores paso a paso de medio paso vibran mucho. Se produce una resonancia mecánica que hace que toda la máquina vibre y retumbe, lo que puede tener un efecto extremadamente negativo en la precisión. Sin embargo, si cada paso proveniente del programa de control se divide en micropasos y se envía al motor, entonces el movimiento será mucho más suave y silencioso. Pero tales controladores no aseguran la fijación del motor en la posición de micropasos, porque la posición del rotor en este estado intermedio es completamente impredecible para un controlador de micropasos convencional.
Imaginemos ahora que el controlador conoce de algún lugar la no linealidad de la característica del motor paso a paso y, en lugar de la tabla de senos estándar almacenada en su memoria, seleccionará valores para las corrientes de los devanados de una tabla individual especial compilada para un motor específico. Entonces, el modo de micropasos se puede utilizar no sólo para reducir la resonancia, sino también para aumentar realmente la resolución de la máquina CNC.
Pero, ¿cómo transferir esta tabla mágica, calculada individualmente para cada motor, al controlador del motor paso a paso? ¡La precalibración del motor paso a paso y un controlador especial que admita esta tabla de calibración nos ayudarán a resolver este problema! Esto es lo que estoy desarrollando actualmente. En mi blog de Dimanjy Tech puedes seguir el progreso de su desarrollo y las últimas actualizaciones.
Decidí hacerlo ópticamente usando un puntero láser convencional montado rígidamente en el rotor de un motor paso a paso, pero leeré sobre esto en mi próximo artículo en el Blog de tecnología de Dimanjy.
También estoy comenzando una serie de artículos sobre cómo crear, porque ya tengo algunos resultados en esta dirección. ¡Manténganse al tanto!
En este complejo equipo se fabrican todo tipo de piezas de metal, plexiglás, acrílico o plástico, madera. Su versatilidad radica en el hecho de que son muy adecuados para cepillado transversal, la formación de las superficies más complejas, en particular las curvilíneas; realizar selecciones de cresta, lengüeta, pliegues, ranura, ranuras y molduras.
Descripción de la máquina
El equipamiento estándar de la máquina incluye:
- base pesada y poderosa;
- Escritorio;
- , con la presencia simultánea del eje del husillo;
- un conjunto de varias herramientas para cortar materiales;
- freno de disco delantero.
El diseño de las máquinas herramienta hoy en día incluye muchos dispositivos importantes que garantizan la precisión del procesamiento y la facilidad de uso. Es importante conocerlos para que la elección de una fresadora CNC sea sensata y correcta.
¡No olvides el huso!
Uno de cualidades importantes en el funcionamiento del motor eléctrico del eje del husillo: la capacidad de girarlo de manera suave y uniforme. Al ensamblar, se seleccionan rodamientos de la más alta (clase de precisión) y el collar debe tener mayores tolerancias de descentramiento y tamaño.
Existen principales tipos de sistemas de refrigeración de husillo:
- Líquido (se basa en la circulación de agua o anticongelante en circuito cerrado). Una de las ventajas es la disipación fiable del calor. Entre las desventajas se encuentra el diseño complejo, ya que el refrigerante debe colocarse en el tanque.
- Aire (dicho enfriamiento consiste en forzar aire a través de ranuras de entrada de aire en la cavidad del husillo). Entre las ventajas del sistema se encuentran la compacidad y la simplicidad. También hay un inconveniente: los filtros, especialmente en los equipos que procesan madera maciza, deben cambiarse con frecuencia, ya que se contaminan con polvo.
A la hora de elegir un husillo para una máquina CNC, conviene prestar atención a sus indicadores indicados en la ficha técnica (potencia y velocidad de fresado), que dependen de la dureza con la que se procesen los materiales. Por ejemplo, para láminas de madera contrachapada, la potencia de procesamiento requerida es de 800 W; sobre una variedad de madera dura, metales ligeros (cobre, latón y aluminio), el plástico funciona con una máquina más potente: 1500 W; y la piedra se procesa a una potencia de 3000 a 4000 vatios.
Ahora, en equipos de fresado, se utilizan principalmente husillos importados:
- Italiano: alta calidad, funcionamiento a alta velocidad, rotación suave y baja desviación, principalmente refrigerado por aire y precio elevado.
- El chino tiene un cuerpo cilíndrico macizo, que está cerrado en los extremos con tapas y se utilizan conjuntos de cojinetes para sujetar los ejes. Entre las ventajas, el diseño tiene un nivel suficiente de rigidez y vibración mínima, insensibilidad a la presencia de virutas y polvo y asequibilidad. Desafortunadamente, los modelos de husillo fabricados en China tienen una alta probabilidad de estropearse y puede resultar difícil reemplazar los rodamientos. Y para los modelos que tienen refrigeración por agua, existe una débil resistencia a la corrosión de las piezas internas.
Tipos de fresadoras
Al elegir dicho equipo, se debe partir de cómo se adapta al propósito. Los rusos tienen una opción:
- máquinas automáticas CNC de alta velocidad que cortan y cortan metales, procesan piezas de cartón y madera, procesan plástico y acrílico de dos capas, PVC, plexiglás y yeso, piedra natural: granito y mármol;
- modelos (fresado y grabado) trabajando con chapas (dimensión máxima 2000 x 4000 x 200 mm);
- grabadores (desde modelado 2D hasta 4D);
- máquinas de perfil estrecho que trabajan con un tipo de material: variedades de piedra, madera contrachapada, madera, acero inoxidable o aluminio;
- Pequeños modelos CNC portátiles. Por ejemplo, para fresar se utiliza un modelo de fresadora con "Desktop 3D". placas de circuito impreso, MDF y procesa productos con extrema precisión.
En la línea de series de equipos para profesionales, se puede dar preferencia a los centros de mecanizado verticales y horizontales con control de programa; grandes de tres, cuatro y cinco coordenadas fresado CNC Grabadores que producen en Taiwán.
Se consideran bastante fiables y asequibles (después de Alemania y Japón, en tercera posición). Además, es rentable adquirirlos tanto para particulares como para empresas, gracias a la presencia en Moscú y Tula. centros de servicio suministro de equipos, herramienta para cortar, adecuación de equipos y formación del personal.
ATENCIÓN: No es difícil distinguir una máquina de Taiwán: tiene una bancada de fundición de una sola pieza (el material de fabricación es fundición brasileña de grano fino). Además, la máquina está equipada con cojinetes americanos o japoneses y husillos importados.
Y si el cliente busca una máquina de joyería de alta precisión, el mejor modelo para ello es el P 0403 del fabricante Vector.
equipamiento mobiliario
carpintería y fabricación de muebles, los talleres que fabrican ventanas, puertas y fachadas no podrán funcionar sin equipos de amplia funcionalidad: máquinas CNC para trabajar la madera.
En los últimos años se han puesto de moda los muebles de estilo retro, con elegantes apoyabrazos, patas y otros detalles tallados. En este caso, la tecnología de corte automatizado de un patrón se utiliza en una fresadora en la que está instalado el control numérico. Proporciona alta precisión y calidad cuando se realiza un fresado complejo de madera y se crea un elemento tallado.
Con la ayuda de dicho equipo, es posible establecer la producción de:
- fachadas de muebles de madera y consolas decorativas;
- balaustres, patas rizadas y elementos ranurados;
- detalles tallados incrustados;
- símbolos, figuritas, figuritas y marcos de diversas formas para cuadros y espejos.
Aquellos que tienen un presupuesto limitado pueden comprar un enrutador CNC estándar chino económico: CC-M1, especialmente para. En la fabricación de fachadas, decoración grabada y bajorrelieve suele haber mucho polvo. Por lo tanto, elija el conjunto completo, que tenga aspiración por vacío para absorber el polvo. Este modelo lo tiene.
¿Cuáles son las mejores fresadoras? Nadie dará una respuesta definitiva. Pero todavía hay más confianza en los equipos de trabajo de software. Cada maestro tiene su propio enfoque para elegir la técnica adecuada.
Y el enrutador CNC es bueno, tiene mayor precisión, menor consumo de energía, más cómodo de usar y confiable en cualquier situación de trabajo.
Podemos formular tres consejos para la elección correcta:
- Aclarar previamente con los responsables de la empresa todos los datos sobre el modelo; Materiales con los que trabaja la máquina. Si hay un vídeo, míralo. Esto te ayudará a decidir.
- Consulte antes de la compra sobre la funcionalidad del equipo y la gama de tareas realizadas. A la mejor opción- inscríbase para una demostración del funcionamiento de la máquina CNC y no dude en hacer preguntas durante el funcionamiento.
- Cuando seleccione el modelo deseado, tenga cuidado al momento de la compra: verifique el equipo comprado para obtener un juego completo de nodos. Debe haber una unidad de control de programa para la máquina; cables con conectores de la configuración adecuada y discos con software. Normalmente, el software lo instalan los especialistas de la empresa que vende la máquina durante su ajuste.
Conclusión
Básicamente, intentamos ayudar a una persona que se enfrenta a una elección. Descubrimos cómo elegir una fresadora (la cosa es cara y funcionará con el propietario durante más de un año, con metal o madera). Al menos ahora hay mucho donde elegir. Espero que los lectores utilicen esta información para comprar una herramienta de trabajo.
La precisión de las máquinas en estado descargado se llama geométrica. Dependiendo de las características de precisión, las máquinas CNC se dividen en cuatro clases en orden creciente de precisión: normal; aumento de P; alto B; extra alto A.
Herramientas de máquina elevado La precisión difiere de la de las máquinas herramienta. normal precisión principalmente mediante una ejecución o selección más precisa de piezas, así como características específicas instalación y operación en los consumidores. Proporcionan una precisión de procesamiento en promedio dentro de 0,6 desviaciones obtenidas en máquinas de precisión normal. maquinas cnc alto La precisión de clase B proporciona una precisión de procesamiento dentro de 0,4, y las máquinas de clase A, dentro de 0,25 desviaciones obtenidas en máquinas de precisión normal. Las máquinas herramienta de las clases B y A se obtienen como resultado de un diseño especial, sus componentes y elementos, así como de una alta precisión de fabricación.
Al verificar los estándares de precisión de las máquinas herramienta, establecen * la precisión de las formas geométricas y la posición relativa de las superficies de soporte que sustentan la pieza de trabajo y la herramienta; precisión de los movimientos a lo largo de las guías de los cuerpos de trabajo de la máquina; la precisión de la ubicación de los ejes de rotación y las trayectorias de movimiento de los cuerpos de trabajo de la máquina que transportan la pieza de trabajo y la herramienta, entre sí y con respecto a las superficies de base; exactitud de las superficies procesadas de una muestra; rugosidad de las superficies mecanizadas de la muestra.
verificación de precisión
La precisión de las máquinas CNC está determinada además por los siguientes controles específicos: la precisión del posicionamiento lineal de los cuerpos de trabajo; el tamaño de la zona muerta, es decir, el retraso en el desplazamiento de los cuerpos de trabajo al cambiar la dirección del movimiento; la precisión del retorno de los cuerpos de trabajo a su posición original; la estabilidad de la salida de los órganos de trabajo a un punto determinado; la precisión de elaborar el círculo en el modo de interpolación circular; la estabilidad de la posición de las herramientas después del cambio automático.
Durante las comprobaciones, se revelan tanto la precisión como la estabilidad, es decir, la repetición repetida de la llegada de los cuerpos de trabajo a la misma posición, y la estabilidad es a menudo más importante para lograr la precisión del mecanizado en máquinas CNC que la precisión misma.
El error total permitido en el posicionamiento de los cuerpos de trabajo Δ p = Δ + δ.
Según las desviaciones permitidas, el mayor error al calcular el movimiento, por ejemplo, 300 mm de largo a lo largo de los ejes X Y Y para una máquina de clase P será de 17,2 micras, y para una máquina de clase B será de 8,6 micras.
Para mantener la precisión de la máquina durante un largo tiempo de funcionamiento, las normas de precisión geométrica para casi todas las comprobaciones en la fabricación de la máquina, en comparación con las normativas, son más estrictas en un 40%. De esta forma, el fabricante se reserva un margen de desgaste en la nueva máquina.
El procesamiento de metales con alta precisión (precisión) requiere un enfoque especial para la fabricación de máquinas herramienta. Todas las máquinas de precisión se dividen en clases según el grado de extrema precisión con el que son capaces de procesar piezas:
- Máquinas de clase A (especialmente de alta precisión).
- Clase B (equipos de alta precisión).
- Clase C (máquinas de especial precisión).
- Máquinas clase P (mayor precisión de mecanizado).
Los equipos de precisión garantizan el procesamiento de piezas con una forma geométrica ideal y una disposición espacial especialmente precisa de los ejes de rotación. Las máquinas permiten obtener rugosidades superficiales hasta la undécima clase de limpieza. Los parámetros de fabricación, bajo determinadas condiciones, alcanzan los valores característicos de la primera clase de pureza.
Para lograr tales indicadores, es necesario utilizar componentes y conjuntos de máquinas fabricados de acuerdo con las normas pertinentes, con errores mínimos en su producción. Se concede especial importancia a los rodamientos utilizados. En las máquinas de precisión para metal se utilizan cojinetes hidrodinámicos y aerostáticos de alta calidad.
Durante el funcionamiento de equipos para trabajar metales, se produce una gran liberación de calor que afecta tanto a los componentes de la máquina como a las piezas de trabajo. Al mismo tiempo, ambos experimentan deformaciones mecánicas, lo que conduce a una disminución de la precisión de fabricación. En las máquinas de alta precisión se implementa la función de eliminación activa de calor, lo que evita desviaciones geométricas de los elementos y piezas de la máquina. Reducir el nivel de vibraciones no deseadas también contribuye a la precisión de fabricación.
Fundamentos de la teoría del procesamiento de metales de alta precisión.
Moderno máquina cortadora de metales Puede considerarse como una especie de sistema de tres componentes: medición, computación y ejecutivo. Ninguno de ellos es perfecto, cada uno introduce errores en la precisión de la fabricación.
La precisión de la parte de medición depende de las lecturas de los sensores utilizados. La precisión de la medición aumenta con el uso de sensores más avanzados: dispositivos de medición. Hoy en día, estos dispositivos pueden rastrear tamaños de hasta varios nanómetros.
La precisión del rendimiento depende directamente de las unidades y conjuntos de la máquina. Cuanto mayores sean los parámetros de los componentes del equipo, menor será el error final.
Los errores de las máquinas para trabajar metales incluyen:
- Geométrico, dependiendo de la calidad de fabricación de los componentes de la máquina y su montaje. Esto determina la precisión de la ubicación entre sí de la herramienta de trabajo y la pieza de trabajo durante el procesamiento.
- Cinemático Los errores dependen de la correspondencia de las relaciones de transmisión en los mecanismos de la máquina. Las cadenas cinemáticas tienen un efecto especial en la precisión de la fabricación de elementos de engranajes y roscas.
- elástico Los errores están determinados por las deformaciones de la máquina. En el proceso de corte se produce una desviación, bajo la acción de las fuerzas que surgen, de la posición relativa de la herramienta y la pieza de trabajo. En las máquinas herramienta de precisión, para combatir este tipo de manifestaciones, se crean estructuras especialmente rígidas.
- Temperatura. El calentamiento desigual de los componentes de la máquina provoca una pérdida de precisión geométrica inicial, lo que reduce la calidad de la mano de obra.
- dinámica Los errores se explican por las fluctuaciones relativas de la herramienta de trabajo y la pieza de trabajo.
- Errores de fabricación e instalación. herramienta para cortar.
Los motores, las cajas de cambios contienen piezas móviles con juego, las superficies deslizantes se desgastan con el tiempo; todo esto afecta directamente la calidad del procesamiento. tal concepto
ya que la precisión de posicionamiento del sistema "máquina - pieza" depende directamente de la precisión del rendimiento.
Algunos son capaces de mecanizar piezas con una precisión de 0,0002 mm, a una velocidad de husillo de 15.000 rpm. Estas cifras también tienen una desventaja. El coste del equipo es mucho mayor en comparación con las máquinas convencionales. Esto es consecuencia del uso de las últimas tecnologías intensivas en ciencia en la fabricación de máquinas herramienta. Un ejemplo es el uso de guías aerostáticas, donde el calibrador con la herramienta de trabajo se desliza a una distancia de unas pocas micras de la superficie. Es decir, de hecho, está en el "aire".
Una rectificadora de precisión moderna es un complejo automatizado que le permite procesar piezas con una precisión de hasta 0,01 mm. Sirve para afilar herramientas de diamantes, aleaciones duras y acero para herramientas. Ultraprecisión Rectificadoras son capaces de procesar las superficies internas y externas de la pieza en una sola instalación. precisión taladro Tiene una estructura rígida, equipada con una pantalla digital que muestra los parámetros de perforación.
Común a todos los tipos de máquinas herramienta de precisión es el uso de engranajes de fricción en los accionamientos. Al mismo tiempo, se mejora la calidad de la mano de obra y se simplifican las cadenas cinemáticas. Una mayor eficiencia reduce el costo del trabajo.
Lo siento por el retraso en la respuesta. Intentaré compensar esto con una descripción completa.
1. Láser fácil sueco (D525, etc.)
El sistema está diseñado para diversas mediciones y alineación de máquinas y mecanismos, desde pequeños hasta grandes. Varios tipos mediciones: desde alineación de ejes y poleas hasta mediciones geométricas (planitud, rectitud, etc.). Hay compensación parcial de influencia. ambiente.
Se trata de un conjunto de varios láseres y receptores con soportes para su fijación.
Costo desde 450 tr.
2. 1100B de American Excel Precision
Sistema metrológico diseñado para la verificación de máquinas herramienta. las tareas son bastante estándar: perpendicularidad, planitud, paralelismo, etc. Hay una compensación parcial de la influencia del entorno externo.
Costo desconocido (no recibí respuesta del fabricante)
Consta de 2 módulos: un láser y un receptor.
Precisión 0,0005-0,0002 mm/m dependiendo de las tareas
3. Sistema de geometría sueco Fixturlaser
Muy similar en funcionalidad y parámetros a Easy Laser.
Se trata de un conjunto de varios láseres y receptores con soportes para su fijación. Existe una compensación parcial por la influencia del medio ambiente.
Costo desde 600 tr.
Precisión 0,01-0,02 mm/m dependiendo de las tareas
4. OPTODYNE MCV-400 italiano (etc.)
Sistema de calibración y verificación láser de máquinas y mecanismos. Representan un conjunto de láser, módulos de espejo y receptores. Hay compensaciones ambientales.
Costo desde 800 tr.
Precisión 0,001-0,002 mm/m según tareas.
5. LSP30 estonio
De hecho, se trata de un sistema de mediciones geométricas láser. aquellos. La interfaz del programa de control es deficiente. Se trata de un módulo de interferómetro láser y dispositivos para medir diversos parámetros geométricos: planitud, paralelismo, etc. No existe compensación por la influencia del medio ambiente.
Costo desde 500 tr.
Precisión 0,00025-0,0025 mm/m según tareas.
6. Láser americano Hamar L-743.
un sistema muy similar al Renishaw ML10 con todas las consecuencias consiguientes. Varios módulos para girar y recibir la viga.
Hay compensaciones ambientales.
Cuesta desde 1,5 millones de rublos.
Precisión 0,0001-0,0008 mm/m según tareas.
7. Sistemas de medición láser API XD estadounidenses
Uno de los sistemas más potentes en términos de aplicación y precisión. El mismo sistema modular, pero con 3 láseres y múltiples detectores y rotadores. Hay compensaciones ambientales.
Precisión 0,00005-0,0025 mm/m dependiendo de las tareas y el diseño del sistema.
Se desconoce la durabilidad.
8. PLS-100 de PINPINT estadounidense
Un "Lego" tan americano para comprobar la máquina. Láser y diversos módulos para girar y recibir el haz. Sin compensación ambiental.
Precisión 0,001-0,01 mm/m dependiendo de las tareas y el diseño del sistema.
Se desconoce la durabilidad.
Cada sistema se caracteriza por una distancia máxima de trabajo, pero incluso en el más simple no es inferior a 10 m. (para mis tareas es suficiente).
En Rusia hay representaciones de Easy Laser y, en mi opinión, de API. Cuando hablé con los estonios, resultó que en ese momento ellos mismos persona conocedora en China, pero parece que ya debería haber regresado.
Parece que eso es todo por ahora.
PD En este momento, la dirección finalmente se ha dado cuenta de la necesidad de un sistema de este tipo y parece estar dispuesta a pedir algo de lo anterior pero económico.
¡Buen día!
¡Sobre barato! El costo, por regla general, consiste en los requisitos para completarlo, al menos un cabezal láser + óptica para mediciones lineales + software y costará alrededor de 700 mil rublos. con cuba, kit para funcionamiento en local térmicamente constante, o con entrada manual de parámetros ambientales y funcionará hasta 40 metros. Solo para el funcionamiento normal, necesitará una unidad de compensación automática, sujetadores, un trípode, etc. Aquí el costo llega a la línea de 1,3 limones.
Un juego completo saldrá por más de 4 lyama. Puedo garantizar que el costo de un juego similar no diferirá mucho del del fabricante.
Incluso nosotros tenemos precios europeos, cuando importamos desde el extranjero, otros solo pueden ahorrar en aduanas, lo que conlleva un caso de garantía.
Aquí se deslizaron declaraciones sobre mal trabajo En la oficina de representación de San Petersburgo simplemente la información entrante no siempre es correcta y, a menudo, es necesario aclarar "lo que el cliente quiere recibir como resultado" para la oferta correcta. Bueno, qué problema, la oficina de San Petersburgo estaba cerrada. :(
