pöörlemisega töötlemisel tekkivate termiliste vigade mõned põhjused

CNC vertikaalsed treipingid kogevad pikaajalise stabiilse töö või suure koormusega töötlemise ajal sageli mõõtmete kõrvalekaldeid ja täpsuse halvenemist. Nende probleemide peamised põhjused on nii masina geomeetrilised vead kui ka termilised vead.

Käesolevas artiklis vaadeldakse süstemaatiliselt termiliste vigade peamisi allikaid, omadusi ja mõjusid ning võrreldakse riistvara ja tarkvara kompenseerimise eeliseid ja puudusi.

Vigade klassifikatsioon:

1. Geomeetrilised vead: masina tootmisvigadest, detailide paigaldusvigadest, paigaldustolerantsidest ja staatilistest/dünaamilistest nihketest (nt juhiku sirgjoonelisus, nurkvead, juhtvintide sammvead) tingitud sisemised vead.
2. Termilised vead: vead, mis on põhjustatud masina või töödeldava detaili termilisest paisumisest või deformatsioonist temperatuuri muutuste tõttu; need varieeruvad aja ja töötlemistingimustega ning on seetõttu ajast sõltuvad veaallikad.

Termiliste vigade peamised põhjused:

1. Lõikamisel tekkiv soojus: tööriista ja töödeldava detaili lõikamispiirkonnas tekkiv suur soojus koguneb osaliselt töödeldavasse detaili, tööriista hoidikusse ja masina konstruktsiooni, põhjustades kohaliku temperatuuri tõusu ja deformatsiooni.
2. Spindli ja mootori kuumenemine: spindli mootor, servomootorid ja ajamid tekitavad töötamise ajal soojust, muutes spindli geomeetriat ja radiaalset kõikumist.
3. Laagrite ja ülekande hõõrdumine: laagrite, käigukastide, rihmade/ühenduste jne hõõrdumine tekitab soojust ja kohalikku paisumist, mis mõjutavad ülekande täpsust ja kontsentrilisust.
4. Libisemis- ja juhikute hõõrdumine: juhikud, liugurid ja juhtkruvid tekitavad liikumise ajal hõõrdumisest tulenevat soojust, põhjustades kanduri ja etteandmissüsteemi termilist nihkumist.
5. Hüdraulilise/pneumaatilise süsteemi soojus: hüdraulilised pumbad, klapid, õlipakid jne tekitavad soojust, mis kandub kandekonstruktsioonide kaudu edasi masina olulistele komponentidele.
6. Jahutusvedeliku ja lõikamisvedeliku temperatuuri kõikumised: ebastabiilne jahutusvedeliku temperatuur või vool muudab töödeldava detaili ja tööriista soojuse hajumise tingimusi, mõjutades termilist tasakaalu.
7. Ümbritseva keskkonna ja töökoha temperatuuri muutused: ööpäevased või hooajalised temperatuurierinevused ja halb kliimaseadmete juhtimine põhjustavad masina üldise temperatuuri kõikumist.
8. Asümmeetrilised soojusallikad ja temperatuuri gradiendid: sisemiste/väliste soojusallikate ebaühtlane jaotus või pikaajaline kohalik kuumenemine (nt ühepoolne pikaajaline lõikamine) põhjustab ebaühtlast termilist deformatsiooni ja positsioneerimisvigu.
9. Kinnitusdetailide ja töödeldava detaili termilised mõjud: suured või suure soojusmahtuvusega töödeldavad detailid neelavad töötlemise ajal soojust ja muudavad suhtelisi asukohti; kinnitusdetailide soojusjuhtivus võib samuti edasi kanda vigu.

Termiliste vigade omadused ja mõjud:

1. Ajaline sõltuvus: termilised vead kogunevad töötlemise ajal ja näitavad suundumusi või perioodilisi muutusi. Need võivad olla stabiilsed lühikeste intervallide jooksul, kuid muutuvad oluliseks pikkade töötlemiste jooksul.
2. Ruumi ebaühtlus: erinevad komponendid kuumenevad ebaühtlaselt, tekitades keerukaid deformatsioonimustreid (nihe, kalle, painde).
3. Suur mõju kõrge täpsusega töödele: termilised vead on eriti olulised mikromeetrilise töötlemise ja korduva positsioneerimise puhul, põhjustades mõõtmete kõrvalekaldeid, geomeetrilisi vigu ja pinna kvaliteedi halvenemist.
4. Ühekordse riistvara reguleerimisega ei ole neid kerge kõrvaldada: kuna termilised vead muutuvad töötingimustega, on fikseeritud mehaanilised parandused või kalibreerimised aja jooksul sageli ebaefektiivsed.

Traditsioonilise riistvarakompensatsiooni piirangud:

Riistvaraline kompenseerimine (nt osade ümbertöötlemine, kalibreerimismõõdikute reguleerimine, mehaanilise struktuuri muudatused) võib korrigeerida staatilisi geomeetrilisi vigu, kuid ei suuda toime tulla ajas muutuvate või pooljuhuslike termiliste vigadega. Sellised meetmed ei ole paindlikud, nõuavad pikki reguleerimistsükleid ja suuri kulutusi ning neid tuleb erinevate osade või lõikamistingimuste puhul sageli korrata, mistõttu need ei sobi dünaamilistesse tootmiskeskkondadesse.

Termiliste vigade mõõtmine:

1. Andurite paigaldamine: paigaldage temperatuuriandurid (termopaari / RTD-andurid) ja vajalikud nihke-/diferentsiaalandurid olulistesse kohtadesse, nagu spindel, juhtvint, alus, juhikud, peamootorid, laagrikorpused ja jahutusvedeliku sisse- ja väljalaskeavad.
2. Testimine ja andmete kogumine: koguge temperatuuri ja geomeetriliste vigade andmeid (nihe, sirgus, kontsentrilisus) tüüpilistes tingimustes (erinev lõikesügavus, lõikekiirus, tühikäik/pidev töötlemine jne).