Tento článok predstavuje teoretické úvahy vo fáze pred vytvorením. Bez týchto znalostí by ste sa do jeho tvorby nemali púšťať, preto článok odporúčame na prečítanie pre tých, ktorí si práve plánujú postaviť vlastný CNC stroj. Po roku a pol od zverejnenia som napísal nasledujúci článok pre tých, ktorí už samotný stroj majú. To sa nazýva . V nej budem hovoriť o metodike merania presnosti a záveroch, ktoré nasledujú po meraniach.
Dovoľte mi začať tým, že poviem, že pre domáca výroba CNC stroj je jednoducho nenahraditeľné zariadenie. Preto som sa rozhodol zostaviť CNC frézku vlastnými rukami. Nie je to ľahká úloha a musím povedať, že je to mimoriadne nákladné. Zapnuté tento moment suma vynaložená na vytvorenie stroja sa už blíži nákladom na hotový stroj. Ale pre mňa to nebolo tajomstvo - píšu o tom všade a často. Ide len o to, že keď vyrábate CNC frézku vlastnými rukami, nevyhnutne dôkladne poznáte všetky jemnosti: ako to funguje, ako ho nastaviť, aké kroky treba podniknúť na zvýšenie jeho presnosti, rýchlosti spracovania a ďalších parametrov. Vo všeobecnosti sa strmhlav vrhnete do technologického prostredia výroby obrábacích strojov.
V tomto článku na Dimanjy TechnoBlog budeme hovoriť o presnosti CNC stroja v závislosti od výberu typu prevodovky, krokových motorov a ich režimov prevádzky.
Trochu teórie. Ak vás už zaujali CNC frézky, tak asi viete, že sa skladajú z rezného / frézovacieho nástroja (vreteno s nainštalovanou frézou) a lineárneho systému pohybu nástroja, t.j. systém, ktorý zabezpečuje automatický pohyb nástroja v priestore. Takto je CNC stroj ja odreže určenú časť.
Systém lineárnych pohybov stroja je vybudovaný (spravidla) na báze krokových motorov. Tu sa budem pozerať na DIY CNC stroje a nie na drahé priemyselné návrhy, ktoré môžu byť poháňané oveľa drahšími priemyselnými servomotormi. A pri montáži stroja vlastnými rukami sa zvyčajne snažia držať sa minimálneho rozpočtu. presne tak možnosť rozpočtu je použitie krokových motorov.
Ideme ďalej. Úlohou lineárneho pohybového systému založeného na krokových motoroch je konvertovať rotačný pohyb rotor motora do translačného (lineárneho) pohybu vozíka, ku ktorému je nástroj pripevnený. Existujú dva typy meničov: prevodovka so skrutkou a maticou (a jej odrody) a ozubené kolesá (rozvodové remene alebo ozubené tyče).
Pri výbere typu prevodovky (skrutka alebo ozubené koleso) sa dizajnér riadi úlohami, ktorým stroj čelí, požiadavkami na presnosť a dostupnosťou určitých materiálov. Vo všeobecnosti skrutkový pohon poskytuje vyššie rozlíšenie obrábacieho stroja ako ozubený pohon, ale je nižší ako prevodový pohon v rýchlosti pohybu nástroja. Ak potrebujete stroj schopný frézovať šperky, potom by mal byť s najväčšou pravdepodobnosťou postavený na špirálových prevodoch, ale bude pomalý. Ak chcete rezať veľa a rýchlo, nerobte to malé časti(vo vzťahu k šperkom), potom je žiaduce postaviť ho na ozubené kolesá. Ale nebude možné na ňom urobiť niečo veľmi malé, pretože. jej uznesenie nedovolí. Poďme sa teraz pozrieť na konkrétne príklady.
Výpočty začínajú krokovým motorom, ktorý má parameter, ako je počet krokov na celú otáčku. Pre domáce CNC stroje sa zvyčajne používajú krokové motory s 200 krokmi na otáčku (360 ° / 200 \u003d 1,8 °). Krokové motory môžu pracovať v polovičnom režime a urobiť 400 krokov na otáčku. Teraz sa pokúsime posunúť toto číslo na skrutku a ozubené koleso a pozrite sa, aké teoretické rozlíšenie je možné z nich dosiahnuť pomocou rovnakého krokového motora. Ďalej budem hovoriť konkrétne o rozlíšení a nie o presnosti, hoci ľudia si tieto pojmy často zamieňajú a pod „presnosťou CNC stroja“ majú na mysli práve jeho rozlíšenie.
Aké rozlíšenie teda môžete získať na skrutkovom pohone s krokovým motorom so 400 polovičnými krokmi na otáčku? Skrutkový prevod má taký parameter ako stúpanie závitu. Nech je stúpanie závitu skrutkového prevodu 2 mm (to je stúpanie, ktoré sa robí na bežných stavebných čapoch). Tie. matica naskrutkovaná na túto skrutku sa posunie o 2 mm na celú otáčku. Ak na skrutku nasadíte krokový motor a otočíte ním skrutku, ukáže sa, že pri jednom polovičnom kroku motora skrutka posunie maticu o 2 mm / 400 = 0,005 mm! alebo 5 mikrónov! Neuveriteľné! S takýmto povolením by Tula Lefty nielen obúval blchu, ale aj naplnil tetovaním!
Teraz si však predstavte, že pri takomto skrutkovacom pohone potrebujeme nástroj posunúť o 20 cm, čo je 100 otáčok skrutky alebo 100 x 400 = 40 000 polovičných krokov. Rýchlosti krokového motora sú zvyčajne relatívne nízke - 50 otáčok za minútu je dostatočne rýchlych pre krokový motor. To znamená, že ak chcete nástroj posunúť o 20 cm, čo znamená 100 otáčok, musíte počkať až 2 minúty! Katastrofa!
Pozrime sa teraz na presnosť ozubeného remeňa. Presnejšie rozlíšenie, ktoré je možné dosiahnuť pomocou prevodu na ozubenom remene. V domácich CNC strojoch sa často používajú ozubené remene s rozstupom zubov 5,08 mm. Na rotor krokového motora je nasadená kladka, ktorá má tiež určitý počet zubov v zábere s ozubeným remeňom. Zoberme si napríklad 12 zubovú kladku. Ukazuje sa, že pri plnej otáčke krokového motora (400 polovičných krokov) prejde ozubený remeň 12 x 5,08 = 61 mm. To znamená, že jeden polovičný krok predstavuje 61/400 = 0,15 mm.
Áno! Nevonia tu po mikrónoch a nezmestíme sa ani do „desiatky“ (desatina milimetra). Položte si však otázku, vytvoríte diely, v ktorých prvky (napríklad susedné otvory) budú umiestnené bližšie k sebe ako 1 mm? A teraz si predstavte, ako rýchlo sa bude váš CNC nástroj pohybovať: pri 50 otáčkach za minútu posunie pohon ozubeným remeňom nástroj o 61 x 50 = 3000 mm alebo 3 metre! za minútu. Toto nie je 10 cm za minútu na skrutkovom prevode!
Tu by ste mi mohli namietať, najmä ak dostatočne študujete problematiku tvorby CNC strojov vlastnými rukami dlho, pretože na sieti sú remeselníci, ktorí zrýchľujú krokové motory na kozmickú rýchlosť. Stretol som sa s referenciami na takmer 500 otáčok! S touto rýchlosťou môžete otáčať skrutkovým prevodom dostatočne rýchlo. Teoreticky áno... Ale v praxi krokový motor so zvýšením otáčok veľmi stráca svoj krútiaci moment. Vôbec nie je určený na rýchle otáčanie – na to existujú iné typy motorov.
Od úplného začiatku, keď som len začal vyrábať CNC stroj vlastnými rukami a začal som tento proces popisovať na mojom blogu Dimanjy Tech, som sa rozhodol použiť aj skrutkový pohon. V najbližšom obchode som zozbieral po 100 rubľov za stavebné čapy, objednal som pre ne matice kaprolónu, kúpil ložiská na trhu, opracoval som pre ne držiaky ... Ale keď som celú túto ekonomiku zostavil do jedinej konštrukcie, jednoducho som nemohol otočiť prevodová skrutka s mojimi rukami! Konštrukčné kolíky sú všetky zakrivené - poskytujú hádzanie až 2 mm na 1 meter dĺžky. Stredovať ložiská doma je jednoducho nereálne, takže o nejakom vyrovnaní nemohla byť ani reč. Otázkou je, ako to všetko bude otáčať úbohý krokový motor? Ale v žiadnom prípade!
Po prvom neúspešnom experimente som sa rozhodol venovať pozornosť priemyselným ozubeným prvkom pre obrábacie stroje. Začali ich porovnávať a odhadovať náklady.
Skrutkový pohon vyžaduje vysoko presné skrutky, ložiská pre každú skrutku na oboch stranách, držiaky ložísk a ozubenú maticu pre každú skrutku. Skrutky sa však musia nejako otáčať, takže aj krokové motory potrebujú špeciálne spojky a ešte lepšie - rovnaké ozubené remene a dve kladky: jednu pre motor, jednu pre vodiacu skrutku. Vo všeobecnosti - veľa detailov a dokonca aj veľká bolesť hlavy pri nastavovaní, o začiatku ani nehovoriac zvýšené požiadavky k rámu budúceho stroja, aby sa zachovalo zarovnanie pri inštalácii držiakov skrutiek. Dvojitá cenovka so zámerne nepredvídateľným výsledkom. Nafik-nafik!
Prenos na ozubenom remene sa ukázal ako najvýhodnejšia možnosť. Na podomácky vyrobený CNC stroj potrebujete len samotný rozvodový remeň, k nemu kladky na krokových motoroch a dve napínacie kladky na kladku. Napínacie valčeky som vyrobil z obyčajných ložísk. Pri nastavovaní ozubeného remeňa dochádza len k jeho tesnosti - len aby nevisel.
Takže je rozhodnuté — robím to na ozubenom remene. Kúpil som komponenty, prerobil rám, namontoval krokové motory a remene. A voilá – všetko šušťalo, a to celkom veselo! Motory nezaznamenali žiadne ťažkosti pri presúvaní viackilogramového lôžka spolu s ťažkým vretenom. Všetky montážne chyby a malé zakrivenie sú vyhladené ozubeným remeňovým prevodom vďaka vlastnej elasticite. Nízke rozlíšenie 0,15 mm mi však na pokoji nepridalo. Samozrejme, vždy chcete väčšiu presnosť a ja som začal hľadať spôsoby, ako ju zvýšiť.
Prvá vec, ktorá vás napadne, je použiť redukciu. To však vedie ku komplikácii dizajnu, jeho zdražovaniu a opäť k poklesu rýchlosti! Je možné nejako zvýšiť rozlíšenie domáceho CNC stroja pri zachovaní rovnakej rýchlosti pohybu? Ukázalo sa, že je to teoreticky možné. Riešenie sa našlo v spôsobe ovládania krokového motora.
Ide o to, že krokový motor môže pracovať nielen v režime plného alebo polovičného kroku. Špeciálnym riadením prúdu vo vinutí motora je možné dosiahnuť takzvaný „mikrokrokovací“ režim prevádzky motora. Zároveň je možné rozdeliť jeden celý krok na mnoho menších krokov, čím získate 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 krokov a ešte viac! Už pri 1/4 kroku sa rozlíšenie CNC stroja na remeňovom pohone zvýši 2-krát z 0,15 na 0,075 mm, pri 1/8 - až 0,04 mm, pri 1/16 - až 0,02 mm. Toto je už niečo!
Je tu však malý problém. Faktom je, že výrobcovia nezaručujú prevádzku motora v režime mikrokrokovania. Okrem toho sa rôzne krokové motory správajú odlišne v režime mikrokrokovania a nikde nie je popísaná charakteristika konkrétneho motora v režime mikrokrokovania. Je pochopiteľné - tento režim v zásade nebol zabezpečený pri vývoji krokového motora, ktorý je v skutočnosti konečným automatom s dobre definovanými stavmi, ktoré sú vlastné digitálna technológia(1 - stupňovité, 0 - stojace na mieste). Microstepping je pokus o analógové riadenie motora, pôvodne navrhnutý pre "digitálny" signál.
V režime mikrokrokovania nám krokový motor odhalí všetku svoju analógovú nelinearitu, ktorá je vlastná všetkému, čo v našom svete existuje. Ak je prúd v jednom z vinutí pevný a v druhom sa hladko zvýši z nuly na rovnakú úroveň, rotor motora sa na rozdiel od očakávaní nebude pohybovať hladko. Keď je prúd v druhom vinutí asi 50% prúdu v prvom, krokový motor sa vôbec nehýbe. Od 50 do 70 % rotor ožije a začne sa otáčať sotva badateľne a od 70 do 100 % sa otáča trikrát rýchlejšie. Tie. závislosť uhla natočenia od veľkosti prúdu vo vinutí sa blíži exponenciálnej. Tento obrázok je typický pre výkonné hybridné krokové motory používané v domácich CNC strojoch. Ak zoberieme nízkoenergetický krokový motor zo starej tlačiarne, tak tam je závislosť už iná, takmer lineárna. A tak pre každý motor. Rôzne motory - rôzne vlastnosti pre mikrokrokovanie.
Na trhu je veľa ovládačov krokových motorov, ktoré podporujú mikrokrokovanie, no na jeho implementáciu používajú bežnú sínusovú tabuľku, ktorá nezohľadňuje nelinearitu a individuálnych charakteristík každý konkrétny motor. Načo je taký krivý mikrokrok? Napodiv, ale má to aj využitie. Ide o to, že v normálnom úplný krok alebo polokrokové krokové motory veľmi vibrujú. Nastupuje mechanická rezonancia, ktorá spôsobuje vibrácie a dunenie celého stroja, čo môže mať mimoriadne negatívny vplyv na presnosť. Ak sa však každý krok vychádzajúci z riadiaceho programu rozdelí na mikrokroky a privedie sa do motora, potom bude pohyb oveľa plynulejší a tichší. Takéto regulátory však nezabezpečujú fixáciu motora v mikrokrokovej polohe, pretože poloha rotora v tomto medzistave je pre bežný mikrokrokový regulátor úplne nepredvídateľná.
Predstavme si teraz, že regulátor odniekiaľ vie o nelinearite charakteristiky krokového motora a namiesto štandardnej sínusovej tabuľky uloženej v pamäti vyberie hodnoty prúdov vinutia zo špeciálnej individuálnej tabuľky zostavenej pre špecifický motor. Potom je možné použiť režim mikrokrokovania nielen na zníženie rezonancie, ale aj na skutočné zvýšenie rozlíšenia CNC stroja!
Ako však preniesť túto magickú tabuľku, vypočítanú individuálne pre každý motor, do ovládača krokového motora? Predkalibrácia krokového motora a špeciálny ovládač, ktorý podporuje túto kalibračnú tabuľku, nám pomôže vyriešiť tento problém! To je to, čo momentálne rozvíjam. Na mojom blogu Dimanjy Tech Blog môžete sledovať jeho vývoj a najnovšie aktualizácie.
Rozhodol som sa to urobiť opticky pomocou konvenčného laserového ukazovátka pevne namontovaného na rotore krokového motora, ale o tom si prečítajte v mojom ďalšom článku na Dimanjy Tech Blog.
Začínam aj sériu článkov o tom, ako sa tvorí , pretože v tomto smere už nejaké výsledky mám. Zostaňte naladení!
Na tomto komplexnom zariadení sú všetky druhy dielov vyrobené z kovu, plexiskla, akrylu alebo plastu, dreva. Ich všestrannosť spočíva v tom, že sa dobre hodia krížové hobľovanie vytváranie najzložitejších povrchov, najmä krivočiarych; vykonajte výber hrebeňa, pera, záhybov, drážky, štrbín a výliskov.
Popis stroja
Štandardné vybavenie stroja zahŕňa:
- ťažká a silná základňa;
- Desktop;
- , so súčasnou prítomnosťou hriadeľa vretena;
- sada niekoľkých nástrojov na rezanie materiálov;
- predná kotúčová brzda.
Konštrukcia obrábacích strojov dnes zahŕňa mnoho dôležitých zariadení, ktoré zabezpečujú presnosť spracovania a jednoduchosť použitia. Je dôležité o nich vedieť, aby bol výber CNC frézky zmysluplný a správny.
Nezabudnite na vreteno!
Jeden z dôležité vlastnosti pri prevádzke elektromotora hriadeľa vretena - schopnosť hladko a rovnomerne ho otáčať. Pri montáži sa vyberajú ložiská najvyššej (trieda presnosti) a klieština musí mať zvýšené tolerancie hádzania a veľkosti.
Existujú hlavné typy chladiacich systémov vretena:
- Kvapalina (je založená na cirkulácii vody alebo nemrznúcej zmesi v uzavretom okruhu). Jednou z výhod je spoľahlivý odvod tepla. Medzi nevýhody patrí zložitý dizajn, pretože chladiaca kvapalina musí byť umiestnená v nádrži.
- Vzduch (takéto chladenie spočíva v pretláčaní vzduchu cez štrbiny - prívody vzduchu v dutine vretena). Medzi výhody systému patrí kompaktnosť a jednoduchosť. Existuje aj mínus - filtre, najmä pre zariadenia na spracovanie masívneho dreva, sa musia často meniť, sú kontaminované prachom.
Pri výbere vretena pre CNC stroj by ste mali venovať pozornosť jeho ukazovateľom uvedeným v technickom liste (výkon a rýchlosť pri frézovaní), ktoré závisia od tvrdosti spracovania materiálov. Napríklad pre listovú preglejku je požadovaný výkon spracovania 800 W; nad radom tvrdého dreva, ľahkých kovov - meď, mosadz a hliník, plast pracuje výkonnejší stroj - 1500 W; a kameň sa spracováva pri výkone 3000 - 4000 wattov.
Teraz sa v zariadeniach na frézovanie používajú hlavne dovážané vretená:
- Taliansky - kvalitný, chod vo vysokej rýchlosti, s plynulým otáčaním a nízkym hádzaním, hlavne vzduchom chladený a vysoká cena.
- Chinese má pevné valcové telo, ktoré je na koncoch uzavreté krytmi a na uchytenie hriadeľov slúžia ložiskové zostavy. Medzi výhody - dizajn má dostatočnú úroveň tuhosti a minimálne vibrácie, necitlivosť na prítomnosť triesok a prachu, cenovú dostupnosť. Bohužiaľ, modely vretena vyrobené v Číne majú vysokú pravdepodobnosť manželstva, môže byť ťažké vymeniť ložiská. A pri modeloch, ktoré majú vodné chladenie, je slabá antikorózna odolnosť vnútorných častí.
Typy fréz
Pri výbere takéhoto zariadenia je potrebné vychádzať z toho, ako vyhovuje účelu. Rusi majú na výber:
- vysokorýchlostné CNC automaty, ktoré režú a režú kovy, spracovávajú diely z kartónu a dreva, poradia si s dvojvrstvovým plastom a akrylom, PVC, plexisklom a sadrou, prírodným kameňom - žula a mramor;
- modely (frézovanie a gravírovanie) pracujúce s plechmi (maximálny rozmer 2000 x 4000 x 200 mm);
- rytci (od 2D modelovania po 4D);
- úzkoprofilové stroje, ktoré pracujú s jedným druhom materiálu - rôznymi druhmi kameňa, preglejky, dreva, nehrdzavejúcej ocele alebo hliníka;
- malé prenosné CNC modely. Na frézovanie sa používa napríklad model frézky s „Desktop 3D“. dosky plošných spojov, MDF a spracováva produkty mimoriadne presne.
V rade zariadení pre profesionálov môžete uprednostniť vertikálne a horizontálne obrábacie centrá s programovým ovládaním; veľké troj-, štvor- a päť- súradnicové CNC frézovanie rytcov, ktorí vyrábajú na Taiwane.
Sú považované za celkom spoľahlivé a kupovateľné (po Nemecku a Japonsku - na treťom mieste). Okrem toho je výhodné ich kúpiť pre jednotlivcov aj podniky z dôvodu prítomnosti v Moskve a Tule servisné strediská zásobovanie zariadením, rezací nástroj, úprava techniky a školenie personálu.
POZOR: Stroj nie je ťažké rozlíšiť od Taiwanu: má jednodielne liate lôžko (výrobný materiál je brazílska jemnozrnná liatina). Okrem toho je stroj vybavený americkými alebo japonskými ložiskami, importovanými vretenami.
A ak zákazník hľadá veľmi presný šperkársky stroj, najlepším modelom je P 0403 od výrobcu Vector.
nábytkové vybavenie
Drevoobrábanie a výroba nábytku, dielne vyrábajúce okná, dvere a fasády nebudú schopné fungovať bez vybavenia so širokou funkčnosťou - CNC drevoobrábacích strojov.
V posledných rokoch sa do módy dostal nábytok v retro štýle – s elegantnými vyrezávanými podrúčkami, nohami a ďalšími detailmi. V tomto prípade sa technológia automatizovaného rezania vzoru používa na frézke, na ktorej je nainštalované numerické riadenie. Poskytuje vysokú presnosť a kvalitu, keď sa vykonáva zložité frézovanie dreva a vytvára sa vyrezávaný prvok.
Pomocou takéhoto zariadenia je možné zaviesť výrobu:
- drevené fasády nábytku a ozdobné konzoly;
- stĺpiky, kučeravé nohy a štrbinové prvky;
- vložené vyrezávané detaily;
- symboly, figúrky, figúrky a rámy rôznych tvarov na obrazy a zrkadlá.
Tí, ktorí majú obmedzený rozpočet, si môžu kúpiť lacný čínsky štandardný CNC router - CC-M1, špeciálne pre. Pri výrobe fasád, gravírovanie dekor a basreliéf - zvyčajne veľa prachu. Vyberajte si preto kompletný set, kde je vákuová odsávačka na pohlcovanie prachu. Tento model to má.
Aké sú najlepšie frézky? Nikto nedá jednoznačnú odpoveď. Stále však existuje väčšia dôvera v softvérové pracovné vybavenie. Každý majster má svoj vlastný prístup k výberu správnej techniky.
A CNC router je dobrý, ktorý má vyššiu presnosť, nižšiu spotrebu energie, pohodlnejšie použitie, spoľahlivý v akejkoľvek pracovnej situácii.
Pre správny výber môžeme sformulovať tri tipy:
- Vopred špecifikujte s manažérmi spoločnosti všetky údaje o modeli; materiály, s ktorými stroj pracuje. Ak existuje video, pozrite si ho. To vám pomôže rozhodnúť sa.
- Pred nákupom sa poraďte o funkčnosti zariadenia a rozsahu vykonávaných úloh. A najlepšia možnosť- prihláste sa na ukážku obsluhy CNC stroja a neostýchajte sa klásť otázky počas prevádzky.
- Keď je vybraný požadovaný model, buďte opatrní pri nákupe: skontrolujte zakúpené vybavenie pre kompletnú sadu uzlov. Pre stroj musí byť riadiaca jednotka programu; káble s konektormi príslušnej konfigurácie a disky so softvérom. Softvér zvyčajne nainštalujú špecialisti firmy predávajúcej stroj pri jeho nastavovaní.
Záver
V podstate sme sa snažili pomôcť človeku, ktorý stojí pred voľbou. Prišli sme na to, ako si vybrať frézku (vec je drahá a bude pracovať s majiteľom dlhšie ako jeden rok - s kovom alebo drevom). Teraz je aspoň z čoho vyberať. Dúfam, že čitatelia využijú tieto informácie na nákup pracovného nástroja.
Presnosť strojov v nezaťaženom stave sa nazýva geometrická. V závislosti od charakteristík presnosti sú CNC stroje rozdelené do štyroch tried podľa zvyšovania presnosti: normálne H; zvýšené P; vysoké B; extra vysoké A.
Obrábacie stroje zvýšené presnosť sa líši od obrábacích strojov normálne presnosť hlavne presnejším prevedením či výberom dielov, ako aj špecifické vlastnosti inštalácia a prevádzka u spotrebiteľov. Poskytujú presnosť spracovania v priemere do 0,6 odchýlky získanej na strojoch s normálnou presnosťou. CNC stroje vysoká presnosť triedy B poskytuje presnosť spracovania do 0,4 a stroje triedy A - do 0,25 odchýlky získané na strojoch s normálnou presnosťou. Obrábacie stroje tried B a A sa získavajú ako výsledok špeciálneho dizajnu, ich komponentov a prvkov, ako aj vysokej presnosti výroby.
Pri kontrole noriem presnosti obrábacích strojov sa zisťuje * presnosť geometrických tvarov a vzájomná poloha oporných plôch základne obrobku a nástroja; presnosť pohybov pozdĺž vodidiel pracovných telies stroja; presnosť umiestnenia osí otáčania a trajektórií pohybu pracovných telies stroja, nesúcich obrobok a nástroj, voči sebe navzájom a voči základným povrchom; presnosť opracovaných povrchov vzorky; drsnosť opracovaných povrchov vzorky.
Kontrola presnosti
Presnosť CNC strojov je dodatočne určená nasledujúcimi špecifickými kontrolami: presnosť lineárneho polohovania pracovných telies; veľkosť mŕtvej zóny, t.j. oneskorenie v posune pracovných telies pri zmene smeru pohybu; presnosť návratu pracovných telies do ich pôvodnej polohy; stabilita výstupu pracovných telies do daného bodu; presnosť opracovania kruhu v režime kruhovej interpolácie; stabilita polohy nástrojov po automatickej výmene.
Pri kontrolách sa odhaľuje presnosť aj stabilita, teda opakované opakovanie príchodu pracovných telies do rovnakej polohy, pričom stabilita je často dôležitejšia pre dosiahnutie presnosti obrábania na CNC strojoch ako samotná presnosť.
Celková prípustná chyba v polohovaní pracovných telies Δ p = Δ + δ.
Na základe povolených odchýlok najväčšia chyba pri vypracovaní pohybu, napríklad 300 mm pozdĺž osí X A Y pre stroj triedy P to bude 17,2 mikrónov a pre stroj triedy B to bude 8,6 mikrónov.
Aby sa zachovala presnosť stroja po dlhú dobu prevádzky, normy geometrickej presnosti pre takmer všetky kontroly pri výrobe stroja sa v porovnaní s normatívnymi sprísňujú o 40%. Výrobca si tak vyhradzuje rezervu na opotrebovanie nového stroja.
Spracovanie kovov s vysokou (presnou) presnosťou si vyžaduje špeciálny prístup k výrobe obrábacích strojov. Všetky presné stroje sú rozdelené do tried podľa stupňa extrémnej presnosti, s ktorou sú schopné spracovať diely:
- Stroje triedy A (obzvlášť vysoká presnosť).
- Trieda B (vysoko presné vybavenie).
- Trieda C (stroje špeciálnej presnosti).
- Trieda strojov P (zvýšená presnosť obrábania).
Presné vybavenie zabezpečuje spracovanie dielov s ideálnym geometrickým tvarom, obzvlášť presné priestorové usporiadanie osí otáčania. Stroje umožňujú získať drsnosť povrchu až do jedenástej triedy čistoty. Výrobné parametre dosahujú za určitých podmienok hodnoty charakteristické pre prvú triedu čistoty.
Na dosiahnutie takýchto ukazovateľov je potrebné použiť strojné komponenty a zostavy vyrobené podľa príslušných noriem, s minimálnymi chybami pri ich výrobe. Osobitná pozornosť sa venuje použitým ložiskám. Na presných strojoch na kov sa používajú vysoko kvalitné hydrodynamické a aerostatické ložiská.
Počas prevádzky kovoobrábacích zariadení dochádza k veľkému uvoľňovaniu tepla, ktoré ovplyvňuje komponenty stroja aj obrobky. Zároveň u oboch dochádza k mechanickým deformáciám, čo vedie k zníženiu presnosti výroby. Vo vysoko presných strojoch je implementovaná funkcia aktívneho odvodu tepla, ktorá zabraňuje geometrickým odchýlkam strojných prvkov a dielov. K presnosti výroby prispieva aj zníženie úrovne nežiaducich vibrácií.
Základy teórie vysoko presného spracovania kovov
Moderné stroj na rezanie kovov možno považovať za akýsi systém troch zložiek: meracej, výpočtovej, výkonnej. Žiadny z nich nie je dokonalý, každý prináša chyby v presnosti výroby.
Presnosť meracej časti závisí od údajov použitých snímačov. Presnosť merania sa zvyšuje použitím pokročilejších snímačov - meracích zariadení. Dnes sú takéto zariadenia schopné sledovať veľkosti až do niekoľkých nanometrov.
Presnosť výkonu priamo závisí od jednotiek a zostáv stroja. Čím vyššie sú parametre komponentov zariadenia, tým menšia bude konečná chyba.
Chyby kovoobrábacích strojov zahŕňajú:
- Geometrické v závislosti od kvality výroby strojných komponentov a ich montáže. To určuje presnosť vzájomného umiestnenia pracovného nástroja a obrobku počas spracovania.
- Kinematická chyby závisia od zhody prevodových pomerov v mechanizmoch stroja. Kinematické reťaze majú špeciálny vplyv na presnosť výroby ozubených prvkov, závitov.
- elastické chyby sú určené strojovými deformáciami. V procese rezania dochádza pri pôsobení vznikajúcich síl k odchýlke vzájomnej polohy nástroja a obrobku. V presných obrábacích strojoch na boj proti takýmto prejavom vytvárajú obzvlášť tuhé štruktúry.
- Teplota. Nerovnomerné zahrievanie komponentov stroja vedie k strate počiatočnej geometrickej presnosti, čím sa znižuje kvalita spracovania.
- Dynamický chyby sa vysvetľujú relatívnym kolísaním pracovného nástroja a obrobku.
- Chyby pri výrobe a inštalácii rezací nástroj.
Motory, prevodovky obsahujú pohyblivé časti s vôľou, klzné plochy podliehajú časom opotrebovaniu - to všetko priamo ovplyvňuje kvalitu spracovania. Taký koncept
keďže presnosť polohovania systému "stroj - diel" priamo závisí od presnosti výkonu.
Niektoré sú schopné obrábať diely s presnosťou 0,0002 mm, pri rýchlosti vretena 15 000 ot./min. Tieto čísla majú aj negatívnu stránku. Náklady na vybavenie sú oveľa vyššie v porovnaní s bežnými strojmi. Je to dôsledok využívania najnovších vedecky náročných technológií pri výrobe obrábacích strojov. Príkladom je použitie aerostatických vedení, kde strmeň s pracovným nástrojom kĺže vo vzdialenosti niekoľkých mikrónov od povrchu. To znamená, že je v skutočnosti vo „vzduchu“.
Moderná presná brúska je automatizovaný komplex, ktorý vám umožňuje spracovávať diely s presnosťou až 0,01 mm. Slúži na ostrenie nástrojov z diamantov, tvrdých zliatin, nástrojovej ocele. Ultra Precision brúsky sú schopné spracovať vnútorné a vonkajšie povrchy dielu v jednej inštalácii. presnosť vŕtačka má pevnú konštrukciu, vybavený digitálnym displejom, ktorý zobrazuje parametre vŕtania.
Spoločné pre všetky typy presných obrábacích strojov je použitie trecích ozubených kolies v pohonoch. Zároveň sa zlepšuje kvalita spracovania, zjednodušujú sa kinematické reťazce. Vyššia efektivita znižuje náklady na prácu.
Ospravedlňujeme sa za meškanie odpovede. Pokúsim sa to vynahradiť úplným popisom.
1. Švédsky jednoduchý laser (D525 atď.)
Systém je určený pre rôzne merania a zoraďovanie strojov a mechanizmov od malých až po veľké. Rôzne druhy merania: od vyrovnania hriadeľov a kladiek až po geometrické merania (rovinnosť, priamosť atď.). Existuje čiastočná kompenzácia vplyvu životné prostredie.
Ide o súpravu rôznych laserov a prijímačov s držiakmi na ich upevnenie.
Cena od 450 tr.
2. American Excel Precision's 1100B
Metrologický systém určený na overovanie obrábacích strojov. úlohy sú celkom štandardné: kolmosť, rovinnosť, rovnobežnosť atď. Dochádza k čiastočnej kompenzácii vplyvu vonkajšieho prostredia.
Cena neznáma (od výrobcu som nedostala odpoveď)
Skladá sa z 2 modulov: laser a prijímač.
Presnosť 0,0005-0,0002 mm/m v závislosti od úloh
3. Švédsky systém geometrie Fixturlaser
Funkčnosťou a parametrami veľmi podobný Easy Laseru.
Ide o súpravu rôznych laserov a prijímačov s držiakmi na ich upevnenie. Dochádza k čiastočnej kompenzácii vplyvu prostredia.
Cena od 600 tr.
Presnosť 0,01-0,02 mm/m v závislosti od úloh
4. Taliansky OPTODYNE MCV-400 (atď.)
Systém pre laserovú kalibráciu a overovanie strojov a mechanizmov. Predstavujú sadu laserových, zrkadlových modulov a prijímačov. Existujú environmentálne kompenzácie.
Cena od 800 tr.
Presnosť 0,001-0,002 mm/m v závislosti od úloh.
5. Estónsky LSP30
V skutočnosti ide o systém na laserové geometrické merania. tie. rozhranie ovládacieho programu je zlé. Ide o modul laserového interferometra a prístroje na meranie rôznych geometrických parametrov: rovinnosť, rovnobežnosť atď. Vplyv prostredia nie je kompenzovaný.
Cena od 500 tr.
Presnosť 0,00025-0,0025 mm/m v závislosti od úloh.
6. Americký laser Hamar L-743.
systém veľmi podobný Renishaw ML10 so všetkými z toho vyplývajúcimi dôsledkami. Rôzne moduly na otáčanie a prijímanie lúča.
Existujú environmentálne kompenzácie.
Náklady od 1,5 milióna rubľov.
Presnosť 0,0001-0,0008 mm/m v závislosti od úloh.
7. American API XD Laser Measurement Systems
Jeden z najvýkonnejších systémov z hľadiska aplikácie a presnosti. Rovnaký modulárny systém, ale s 3 lasermi a viacerými detektormi a rotátormi. Existujú environmentálne kompenzácie.
Presnosť 0,00005-0,0025 mm/m v závislosti od úloh a konštrukcie systému.
Trvanlivosť nie je známa.
8. Americký PINPINT's PLS-100
Také americké „Lego“ na kontrolu stroja. Laser a rôzne moduly na otáčanie a príjem lúča. Žiadna environmentálna kompenzácia.
Presnosť 0,001-0,01 mm/m v závislosti od úloh a konštrukcie systému.
Trvanlivosť nie je známa.
Každý systém sa vyznačuje maximálnou pracovnou vzdialenosťou, ale ani v najjednoduchšom prípade nie je menšia ako 10 m. (pre moje úlohy to úplne stačí).
V Rusku sú zastúpenia v Easy Laser a podľa môjho názoru v API. Keď som sa rozprával s Estóncami, ukázalo sa, že v tej chvíli oni sami znalý človek v Číne, ale zdá sa, že sa už mal vrátiť.
Zdá sa, že to je zatiaľ všetko.
P.S. Vedenie si práve teraz konečne uvedomilo potrebu takéhoto systému a zdá sa, že je pripravené objednať niečo z vyššie uvedeného, ale lacného.
Dobrý deň!
O lacno! Náklady sa spravidla skladajú z požiadaviek na dokončenie, najmenej Laserová hlava + optika pre lineárne merania + softvér a bude vydaných asi 700 tisíc rubľov. s vat., súpravou pre prevádzku v tepelne konštantnej miestnosti, alebo s ručným zadaním parametrov prostredia a bude pracovať až do 40 metrov. Len na bežnú prevádzku potrebujete autokompenzačnú jednotku, upevňovacie prvky, statív atď. Tu náklady idú na líniu 1,3 citróna.
Kompletná sada vyjde na viac ako 4 lyama. Môžem zaručiť, že náklady na podobnú sadu sa nebudú veľmi líšiť od výrobcu.
Aj my máme európske ceny, pri dovoze zo zahraničia môžu ostatní ušetriť len na cle, ktoré je spojené so zárukou.
Tu skĺznuté vyhlásenia o zlá práca v zastúpení Petrohradu jednoducho prichádzajúce informácie nie sú vždy správne a pre správnu ponuku je často potrebné ujasniť si „čo chce klient vo výsledku dostať“. No, problémy, kancelária v Petrohrade bola zatvorená. :(
