Resumo dos métodos de teste para precisão de posicionamento de máquinas-ferramenta CNC

CNC (máquina-ferramenta de controle digital) é um tipo de máquina-ferramenta automática com sistema de controle programável. O sistema de controle é capaz de processar códigos de regras de controle lógico ou outras instruções simbólicas e decodificar o código digital. A Nanjing Fourth Machine Tool Limited Company insere informações na máquina e, em seguida, o dispositivo de controle numérico envia diversos sinais de controle para controlar o movimento da máquina, que, de acordo com os requisitos de forma e tamanho dos desenhos, processa automaticamente as peças.
A precisão de posicionamento de máquinas-ferramenta CNC é a precisão do movimento de cada eixo de coordenadas da máquina-ferramenta sob o controle do dispositivo de controle numérico. A precisão de posicionamento de máquinas-ferramenta CNC pode ser entendida como a precisão cinemática da máquina-ferramenta. Em máquinas-ferramenta convencionais, o avanço é manual e a precisão de posicionamento é determinada principalmente pelo erro de leitura. Já em máquinas-ferramenta CNC, o movimento é realizado por um programa digital, portanto, a precisão de posicionamento é determinada pelo sistema de controle numérico e pelo erro de transmissão mecânica. O movimento das partes móveis da máquina-ferramenta é realizado sob o controle de dispositivos de controle numérico, e cada movimento dessas partes, controlado pelas instruções do programa, reflete diretamente a precisão da usinagem das peças. Sendo assim, a detecção desse fator é de extrema importância.
1. Detecção de precisão de posicionamento de movimento linear
A precisão do posicionamento do movimento linear é geralmente realizada com a máquina-ferramenta e a plataforma de trabalho sem carga. De acordo com as normas nacionais e da Organização Internacional de Normalização (norma ISO), a medição em máquinas-ferramenta CNC deve ser feita por laser. Na ausência de um interferômetro a laser, uma escala padrão pode ser utilizada para usuários com experiência, e um microscópio óptico pode ser usado para comparação das medições. No entanto, a precisão da medição do instrumento deve ser de 1 a 2 graus superior à precisão medida.
Para refletir todos os erros de posicionamento, a norma ISO prevê que cada ponto de posicionamento seja calculado pela média dos dados obtidos em cinco medições, com uma margem de erro de ±3 pontos.
2. Detecção de precisão de posicionamento de repetição de movimento linear
O instrumento utilizado para o teste é o mesmo usado para a detecção e localização da precisão. O método geral consiste em medir o deslocamento em coordenadas arbitrárias próximo ao ponto médio e às extremidades de três posições. Cada posição é posicionada rapidamente por meio de um sistema de posicionamento móvel, e as medições são repetidas 7 vezes sob as mesmas condições. A posição de parada é medida e a diferença máxima entre as leituras numéricas é calculada como 1/2, sendo a maior diferença entre as três posições. Os sinais positivo e negativo representam as coordenadas da precisão do posicionamento repetido, refletindo a estabilidade da precisão do movimento do eixo, um dos indicadores mais básicos.
3, movimento linear da origem retorno detecção de precisão

A precisão de retorno à origem é essencialmente a precisão de posicionamento repetido de um ponto específico no eixo, portanto, seu método de detecção é o mesmo que o da precisão de posicionamento repetido.

4, movimento linear da detecção de erro reversa
O erro reverso do movimento linear, também chamado de perda de momento, inclui as peças de acionamento da corrente de alimentação do eixo (como servomotores, motores de passo e outros componentes na zona morta reversa) e reflete o movimento mecânico da folga da engrenagem e o erro de deformação elástica. Quanto maior o erro, menor a precisão e a repetibilidade do posicionamento.
O método de detecção de erro de marcha à ré consiste em medir, antecipadamente, o movimento do veículo para frente ou para trás até uma posição de parada, que serve como referência. Em seguida, envia-se um comando para o veículo se mover na mesma direção, percorrendo a mesma distância, e depois na direção oposta, percorrendo a mesma distância. A diferença entre a posição de parada e a posição de referência é medida. No meio do percurso e nas três extremidades, as medições são repetidas (geralmente 7 vezes). A média dos valores obtidos em cada posição é utilizada, sendo o valor máximo correspondente ao erro de marcha à ré.
5. Detecção da precisão de posicionamento da mesa rotativa
Uma ferramenta de medição padrão, um poliedro de ângulo de plataforma giratória, uma grade circular e um colimador, são utilizados de acordo com as circunstâncias específicas. O método de medição consiste em posicionar a mesa de trabalho (para frente ou para trás) em um ponto de vista, travá-la e fixá-la. Essa posição será utilizada como referência. Em seguida, a mesa será girada rapidamente na mesma direção, travando-se e fixando-a a cada 30 graus, para realizar a medição. O valor máximo da diferença entre o ângulo de rotação real e o valor teórico (valor de referência) em cada posição corresponde à diferença entre as medições de rotação para frente e para trás. Se a mesa rotativa CNC for utilizada, deve-se realizar 7 movimentos rápidos a cada 30 segundos para atingir uma posição alvo, partindo de duas posições nas direções positiva e negativa. O método de cálculo da diferença entre a posição real e a posição alvo consiste em seguir as disposições da norma GB10931-89 "Métodos de avaliação da precisão de máquinas de controle de posição digital". A partir daí, calcula-se a posição média e o desvio padrão, a média do desvio padrão e o desvio padrão de todos os valores máximos, a média do desvio padrão de todos os valores e o desvio padrão do valor mínimo. Essa diferença representa o erro de precisão de posicionamento da mesa rotativa CNC.
Levando em consideração os requisitos do uso real de transformadores a seco, 0, 90, 180, 270 e vários outros pontos de divisão em ângulo reto para a medição, a precisão desses pontos é maior do que a de outros pontos de vista para melhorar a classificação.
6. Mesa rotativa de detecção de precisão de indexação repetida
O método de medição consiste em repetir a posição 3 vezes em uma semana na mesa rotativa, com a rotação da mesa em sentidos positivo e negativo. A precisão máxima é determinada pela diferença entre o valor teórico de todas as leituras e a posição correspondente. Em uma mesa rotativa CNC, a cada 30 medições, um ponto é selecionado como posição alvo. Cada posição alvo é medida 5 vezes rapidamente, em ambos os sentidos (positivo e negativo), e a diferença entre a posição real e a posição alvo é medida, ou seja, o desvio de posição. O desvio padrão é calculado de acordo com o método padrão GB10931-89. O valor máximo do desvio padrão obtido em cada ponto de medição, após 6 medições, representa a precisão de indexação repetida da mesa rotativa CNC.
Retorno de origem 7, mesa rotativa de precisão
O método de medição consiste em retornar à origem a partir de 7 posições arbitrárias, respectivamente, determinar a posição de parada e, em seguida, considerar a diferença máxima como a origem do retorno para a precisão da leitura.
Deve-se ressaltar que a precisão de posicionamento da detecção existente é medida em alta velocidade. No caso de posicionamento rápido, o sistema de alimentação da máquina-ferramenta CNC apresenta algumas limitações, resultando em valores de precisão diferentes para cada velocidade de alimentação. Além disso, a precisão de posicionamento é influenciada pela temperatura ambiente e pelo estado de funcionamento do eixo. A maioria das máquinas CNC atuais adota um sistema de circuito semi-fechado, com os componentes de detecção de posição instalados no motor de acionamento. Portanto, erros de 0,01 a 0,02 mm por metro de deslocamento não são surpreendentes. Esse erro é causado pela dilatação térmica, e algumas máquinas-ferramenta utilizam o método de pré-tensionamento (pré-carga) para minimizar esse impacto.
A precisão de posicionamento repetitivo de cada eixo de coordenadas é o índice de precisão mais básico, refletindo a estabilidade da precisão do movimento do eixo. Atualmente, os sistemas CNC possuem cada vez mais funções que, para cada jato, são sistemas padrão de correção de erros de movimento, como o acúmulo de erros de passo, etc., podendo também utilizar sistemas de compensação de erros de folga. Além da compensação de erros aleatórios, a precisão de posicionamento repetitivo reflete os erros aleatórios do mecanismo de acionamento de avanço integrado, não podendo ser compensada pelo sistema de controle numérico. Quando esses erros são extremamente baixos, a única solução é o ajuste fino da corrente de transmissão de avanço. Portanto, ao escolher uma máquina-ferramenta, deve-se optar por uma que apresente alta precisão de repetição.