В последние десятилетия требования к точности обработки станков с ЧПУ значительно возросли. Современные технологии позволяют достичь высокой точности, однако ни один из них не застрахован от различных факторов, которые могут негативно повлиять на работу. Климатические условия, механические воздействия, просадки фундамента и даже изначально неидеальная геометрия станка — все это порождает геометрические погрешности. Результат: потери качества, брак, дополнительные доработки, а иногда и существенные финансовые затраты.
Чтобы избежать этих проблем, важно контролировать фактическое состояние геометрической точности перемещений станка, используя методы верификации и калибровки. Но что делать после того, как погрешности выявлены? Один из вариантов — исправить их за счет механической корректировки. Однако этот метод достаточно дорог и трудоемок. Второй способ — компенсировать геометрические погрешности с помощью программного обеспечения на стороне ЧПУ.
Геометрические погрешности на станке: причины и последствия
Геометрические погрешности на станке могут быть разнообразными. В основном это следующие ошибки:
- перпендикулярности (когда оси станка не находятся под 90 градусов друг к другу);
- прямолинейности (когда движение по оси неидеально прямолинейно);
- круговых и угловых отклонений;
- позиционирования и движения осей.
Они могут быть вызваны различными факторами, такими как деформация основания станка, механические воздействия (например, столкновения) или даже изначально неправильно отрегулированные компоненты.
Из-за этих погрешностей качество обработанных деталей может значительно ухудшиться. В лучшем случае это приведет к небольшим отклонениям от нормы, а в худшем — к браку, за который производитель понесет убытки.
Как выявить?
Для выявления геометрических погрешностей используется ряд высокоточных инструментов, таких как:
- «БалБар» или интерферометр XL-80 от Renishaw;
- лазерные следящие интерферометры Hexagon Etalon.
Эти устройства помогают измерить точность движений станка и выявить любые отклонения.
«БалБар», например, измеряет отклонения в движении станка по двум осям (по X и Y), а интерферометры точно измеряют линейные и угловые отклонения. Все эти данные позволяют построить карту погрешностей, которая может быть использована для дальнейших шагов.
Исправление геометрических погрешностей: механический и программный способы
После выявления погрешностей на станке существуют два основных способа их исправления:
- Механический — требует длительной и дорогостоящей работы по восстановлению механических узлов и компонентов станка с последующей переналадкой.
- Программная компенсация погрешностей — это метод, при котором все геометрические погрешности скомпенсированы на уровне ЧПУ. В результате станок остается геометрически неровным, но благодаря учету карты погрешностей ЧПУ управляет движением так, как если бы станок был идеален.
Применимость компенсации погрешностей в зависимости от системы ЧПУ
Не все станки поддерживают возможность компенсации погрешностей через ЧПУ. Это зависит от используемой системы и установленных опций.
Ниже таблица с возможными опциями компенсаций геометрических отклонений.
Рассмотрим, какие погрешности можно компенсировать на различных системах ЧПУ:
- Ошибки перпендикулярности и прямолинейности (желтый столбик в таблице):
- Эти погрешности могут быть компенсированы большинством современных ЧПУ, но для этого система должна поддерживать соответствующие опции.
- Поддерживаемые ЧПУ — необходимо установить определенные опции, которые можно найти в таблице систем ЧПУ.
- Полная компенсация по 21 геометрическому параметру (зеленый столбик в таблице):
- Этот метод компенсации позволяет устранить более сложные погрешности, такие как отклонения углов, ошибок перемещения и другие.
- Доступные ЧПУ — для полной компенсации подойдут три типа систем ЧПУ, которые включают соответствующие опции для компенсации 21 параметра погрешностей.
Как реализовать компенсацию погрешностей на вашем станке?
Чтобы начать процесс, необходимо:
- Измерить погрешности — с помощью систем диагностики и лазерных интерферометров провести верификацию состояния станка.
- Установить необходимые опции в ЧПУ — если ваш станок поддерживает компенсацию геометрических погрешностей, нужно убедиться, что в системе ЧПУ установлены все соответствующие опции. В случае необходимости обновите или установите нужные опции.
- Произвести настройку — после установки опций необходимо настроить ЧПУ для корректной компенсации погрешностей в реальном времени.
Компенсация геометрических погрешностей на станках с ЧПУ — это эффективный способ повысить точность и качество обработки деталей без необходимости дорогостоящих и долгих механических изменений. Этот метод требует соответствующего оборудования и настроек, однако в долгосрочной перспективе он может значительно повысить производительность и сократить затраты.
Для успешной реализации компенсации погрешностей важно правильно выбрать оборудование для верификации и калибровки, установить необходимые опции на ЧПУ и регулярно проверять состояние станка. Все эти шаги позволят минимизировать риски потери качества и повысить стабильность его работы.
